Columna estructural

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Diseñar una columna estructural cuadrado a las mismas condiciones del ejemplo anterior. Longitud arriestrada 8 pies, extremos articulados, carga axial de 50 kips con acero A-36.
L= 8 ft=2.44 cm
Paxial = 50 kips = 22700 kg
ASTM = A36 K =1

Kl/ rmin ≤ 120 → rmin = KL/120
rmin = (1)(244 cm) / 120 = rmin = ≥ 2.03
PROBANDO OR 64 X 3.2
A= 7.4 cm2 r= 2.44 cm
KL/rmin = 1)(244 cm)/ 2.44 cm = 100
Esp. 1.5.1.3
Cc= √2∏2E / Fy = 126.12 … 100 ≤ 126.12
Aplicar (5 - 1)

Fa= (1- (KL/r)2 / 2Cc2) Fy / 5/3 + 3(KL/r)/8Cc - (KL/3)3/8Cc3
Fa= (1- (1002/2(116.10)2)2530 / 5/3 3(100)/8(126.12)- 1003/8(126.12)3
Fa = 912 Kg/cm2
Fa= P/A = 22700 kg / 74 cm2
Fa = 3067 Kg/cm2 ¡ no cumple!
PROBANDO OR 89 X 6.3
A= 19.90 cm2 r= 3.33 cm
Fa = 22700/ 19.19 cm =1140 Kg/cm2
KL/rmin = 1)(244 cm) / 3.33 cm = 73.27 ≤ 126.12

Fa= (1- (73.272/2(126.12)2)2530 / 5/3 3(173.27)/8(126.12)- 73.273/8(126.12)3
Fa =1131 Kg/cm2 ≤ 1140 Kg/cm2 ¡ casi cumple!

PROBANDO OR 102 X 7.9
A= 28.13 cm2 r= 3.76 cm
KL/rmin = 1(244 cm) / 3.76 cm = 64.69 cm

Fa= (1- (64.892/2(126.12)2)2530 / 5/3 3(64.89)/8(126.12)- 64.893/8(126.12)3
Fa = 1191 Kg/cm2fa = P/A = 22700 Kg/cm2 / 28.13 cm2

¡!!Si cumple!!!

Colocar un OR 102 x 7.9
(Fabricación especial)

Torres Espinoza German IC171
Diseñar un puntal de doble angulo para las mismas condiciones del ejemplo anterior.
L= 8 ft=2.44 cm
Paxial = 50 kips = 22700 kg
ASTM = A36

PROBANDO 2LD 102 x 76 x 6
A= 21.8 cm2
Calcular los radios de giro “r”

r = √ I / AUbicación del centroide
ȳ = M area / A
ȳ = (10.9 cm2)(3.15 )2 / 3.15 cm2 = 3.15 cm
Ix =3.15 cm Ix =( īo + Ad2)= 2(115.3 cm4) = 230.6 cm4
Iy = = € ( īo + Ad2)
Iy = 2 ( 56.6 cm4 10.9 cm2 (2.35 cm)2
Iy = 233 cm4 como Iy > Ix
Por lo tanto rmin = rx
Rx = √ Ix / A = √ 230.6 cm4/21.3 cm2 = 3.25 cm

KL/rmin = 1)(244 cm) / 3.25 cm = 75 < 126.12

Fa= (1- (752/2(126.12)2)2530/ 5/3 3(75)/8(126.12)- 753/8(126.12)3
Fa= 1120 Kg/cm2
fa = 22700 Kg/cm2 / 21.8 cm = 1041 Kg/cm2
fa < Fa ¡!! Correcto!!!

Diseñar una columna bajo las mismas condiciones de longitud, apoyos, carga y material, proponiendo una sección T estructural.

L= 8 ft=2.44 cm
Paxial = 50 kips = 22700 kg
ASTM = A36

PRPPONIENDO TR 127 x 22.5
A= 28.5 cm2 r= 3.49 cm
KL/rmin =1)(244 cm) / 3.49 cm = 69.91 < 126.12

Fa= (1- (69.912/2(126.12)2)2530 / 5/3 3(69.91)/8(126.12)- 69.913/8(126.12)3
Fa = 1157 kg / cm2
fa = 22700 Kg/cm2 / 28.5 cm2
fa = 796 Kg/cm2
fa < Fa ¡!!Correcto!!!

Colocar un TR 127 x 22.5

Torres Espinoza German IC171
Diseñara una columna de sección IR de 20 pies de longitud para soportar una cargaaxial de 420 kips en el interior de un edificio. La base de la columna esta ya rígidamente a la cimentación y al extremo superior de la columna está unido de manera continua a vigas mui rígidas supóngase que proporciona acortamiento para evitar el desplazamiento lateral. El plano débil de deflexión de la columna para no evitar el desplazamiento lateral en el plano fuerte utilice Acero A36 .KL/ rmin ; Kx = 1.2 ; Ky = 0.65 según tablas
KL/ rmin≥ 120 → KL ≥ KL/120
ry ≥ KL/120 = (0.65)(600cm) / 120
ry ≥ 3.25 cm
PROPONIENDO UN IR – 254 x 38.5
ry = 3.5 cm ry = 11 cm A = 49.1 cm2
KxL/rx = 1.2(600cm)/11cm = 65.45 cm
KxL/ry = 0.65(600cm)/3.5cm = 111.42 cm ( rige)
Para acero A36 → Cc = 126.12
KyL/ry < Cc ( 1.5-1)
Fa= (1- (KL/r)2 / 2Cc2) Fy / 5/3 +3(KL/r)/8Cc - (KL/3)3/8Cc3
Fa= (1- (111.422/2(126.12)2)2530 / 5/3 3(111.42)/8(126.12)- 111.423/8(126.12)3
Fa = 806.85 kg/cm2
fa= P/A = 186140 kg/cm2 / 49.1 cm2
fa = 3791 kg/cm2 >>>> Fa
PROPONIENDO OTRO PERFIL
IR 457 x 105.3
ry= 4.3 cm rx = 19.1 cm A = 134.2 cm2
KxL/rx = 1.2(600cm)/19.1cm = 37.69 cm
KyL/ry = 0.65(600cm)/4.3cm = 90.69 cm (rige)
Para A36 →...
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