mathcad - columnas 01

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DISEÑO DE COLUMNAS

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  • DISEO DE COLUMNA C- 01

    DISEO POR CARGAS DE GRAVEDAD Y SISMO

    Especificaciones tcnicas:

    fc 210 Kgcm2

    fy 4200 Kgcm2

    Seccin de los elementos estructurales:

    columna: bc 25 hc 40 dc 6.22 d 6.22 viga superior: bv 25 hv 40 viga inferior: bvi 15 hvi 50

    Cargas que actuan en la columna:PD 12.19 tn PL 9.15 tn PS 2.20 tn

    Momentos que actuan en la columna:

    MD2 2.46 t m ML2 2.07 t m MS2 3.48 t mMD1 0.20 t m ML1 0.12 t m MS1 2.04 t m

    LONGITU DE COLUMNA Y VIGASMD2 2.46 ML2 2.07 Lc3 0.00 cm

    Lvi2 609.00 cm Lvd2 0.00 cmPD 12.19 PL 9.15 PS 2.2 Lc2 135.00 cm

    Lvi1 450.00 cm Lvd1 0.00 cmMD1 0.2 ML1 0.12

    Lc1 165.00 cmDiseo considerando solo cargas de gravedad:

  • a )RESISTENCIA DE LA COLUMNA

    Donde : PD 12.19 tn PL 9.15 tn PS 2.2 tnMD2 2.46 ML2 2.07 MS2 3.48 MD1 0.2 ML1 0.12 MS1 2.04

    Comb. 01

    Pu1 1.4 PD 1.7 PL Pu1 32.62 tnMu21 1.4 MD2 1.7 ML2 Mu21 6.96 t mMu11 1.4 MD1 1.7 ML1( ) 1 Mu11 0.48 t m

    Comb. 02

    Pu2 1.25 PD PL( ) PS Pu2 28.88 tnMu22 1.25 MD2 ML2( ) MS2 Mu22 9.14 t mMu12 1.25 MD1 ML1( ) MS1[ ] 1 Mu12 2.44 t m

    Comb. 03

    Pu3 0.90PD PS Pu3 13.17 tnMu23 0.90MD2 MS2 Mu23 5.69 t mMu13 0.90MD1 MS1( ) 1 Mu13 2.22 t m

    b )LONGITUD DE COLUMNA:(luc=klu)

    - La longitud de la columna a analizar tiene: lu 90 cm- Inercia de los elementos estructurales:

    Columna : bc 25 hc 40

    Icbc hc3

    12 Ic 133333.33

    Vigas :

    viga superior: bv 25 hv 40 Iv

    bv hv312

    Iv 133333.33

  • viga inferior: bvi 15 hvi 50

    Ivibvi hvi3

    12 Ivi 156250

    - Clculo de (\$

    Kc1 if Lc1 0= 0 IcLc1

    Kv1 if Lvi1 0= 0

    IviLvi1

    Kc1 808.08 Kv1 347.22

    Kc2 if Lc2 0= 0 IcLc2

    Kv2 if Lvd1 0= 0

    IviLvd1

    Kc2 987.65 Kv2 0 A 0

    0.7 Kc1 Kc2( )0.35 Kv1 Kv2( )

    on error A 10.34

    - Clculo de (\%

    Kc1 if Lc2 0= 0 IcLc2

    Kv1 if Lvi2 0= 0

    IvLvi2

    Kc1 987.65 Kv1 218.94

    Kv2 if Lvd2 0= 0 IvLvd2

    Kc2 if Lc3 0= 0 IcLc3

    Kc2 0 Kv2 0 B 0

    0.7 Kc1 Kc2( )0.35 Kv1 Kv2( )

    on error B 9.02

  • NOMOGRAMA DE JAKSON Y MORELAND PARA EL CLCULO DE K

    A 10.34 B 9.02

    K 2.94 luc K lu luc 264.6 cm

    c )ESBELTEZ DE LA COLUMNA

    r 0.3 hc K lu

    r22.05 > 22 ns 1!

    d )CLCULO DE Gns

    cm 1.00 Pu1 32.62 tn 0.75 (Columna estribada)Ec 15000 fc Ec 217370.65

  • d1.4 PD

    1.4 PD 1.7 PL d 0.52

    EIEc Ic

    2.5 1 d( ) EI 7611217434.54

    Pc

    2EI

    K lu( )2 Pc 1072936.93 Pc Pc

    1000 Pc 1072.94 tn

    nscm

    1Pu1 Pc

    ns 1.04

    e )CLCULO DE Gs

    d 0

    Culumnas Tipo 1 24 Pu1 24 28.88 Pu1 693.12 tnPc1 24 1634.25 Pc1 39222 tn

    Culumnas Tipo 2 16 Pu2 16 35.59 Pu2 569.44 tnPc2 16 219.18 Pc2 3506.88 tn

    Culumnas Tipo 3 8 Pu3 8 36.57 Pu3 292.56 tnPc3 8 209.46 Pc3 1675.68 tn

    Pu Pu1 Pu2 Pu3 Pu 1555.12 Pc Pc1 Pc2 Pc3 Pc 44404.56

    s 1

    1Pu

    0.75 Pc s 1.05

    f )CLCULO DEL AREA DE ACERO

    Para cargas por gravedad y sobrecarga (Comb. 01)

    Muc ns Mu21 Muc 7.26

  • Mu2min Pu11.5 0.03 hc( )

    100 Mu2min 0.88

    Muc 7.26 Pu1 32.62 t hc

    eMuc 100

    Pu1 e 22.25 e

    t0.56

    kPu1 1000

    bc hc k 32.62

    rt d dc

    t r 0.69

    luego en el abaco encontramos el valor de Usi Ug

  • g)VERIFICACION POR CORTE

    Vu 8.51 tn 0.85 d hc dc d 33.78 Vu

    10.01

    Vuc 0.53 fc bc d1000

    Vuc 6.49

    Vuc 6.49 Vu

    10.01

    COLOCACIN DE ESTRIBOS

    Para I3/8" Av 2.84 cm2

    VVu

    Vuc V 3.53

    SAv fy dV 10000 S 11.43 cm

    Usar I 3/8" 2@ 0.05 m, Resto @ 0.10 m A/E