Diseño En Acero, Diseño A Tracción, Ejercicio1

1.-Determinación de las cargas de diseño:
1.1.-Cargas de servicio:
PesoPropio (T) |
TD | -12,8 |
Sobrecarga (T) |
TL | -12,33 |
Viento Transversal (T) |
TW1 | 48,54 |
TW1 | -40,16 |
Viento Longitudinal (T) |
TW2 | 17,13 |
TW2 | 17,13 |
Sismo Transverasl (T) |
TE1 | 34,52 |
TE1 | -34,52 |
Sismo Longitudinal (T) |
TE2 | 0 |
TE2 | 0 |
Nieve Total (T) |
TS1 |-8,21 |
Nieve Parcial (T) |
TS2 | -2,07 |

1.2.-Combinaciones de carga:
1.2.1.-Método LRFD:
COMBINACIONES LRFD |
Numero | Formula |
1 | 1,4*D |
2 | 1,2*D+1,6*L+0,5*Lr |
  | 1,2*D+1,6*L+0,5*S |
  | 1,2*D+1,6*L+0,5*R |
3a | 1,2*D+1,6*Lr+L |
  | 1,2*D+1,6*S+L |
  | 1,2*D+1,6*R+L |
3b | 1,2*D+1,6*Lr+0,8W |
  | 1,2*D+1,6*Lr-0,8W |
  | 1,2*D+1,6*S+0,8W |
  |1,2*D+1,6*S-0,8W |
  | 1,2*D+1,6*R+0,8W |
  | 1,2*D+1,6*R-0,8W |
4 | 1,2*D+1,6*W+L+0,5*Lr |
  | 1,2*D-1,6*W+L+0,5*Lr |
  | 1,2*D+1,6*W+L+0,5*S |
  | 1,2*D-1,6*W+L+0,5*S |
  | 1,2*D+1,6*W+L+0,5*R |
  | 1,2*D-1,6*W+L+0,5*R |
5 | 1,2*D+1,4*E+L+0,2*S |
  | 1,2*D-1,4*E+L+0,2*S |
6 | 0,9*D+1,6*W |
  | 0,9*D-1,6*W |
7 | 0,9*D+1,4*E |
  | 0,9*D-1,4*E |
El máximo valor positivocorresponde a la carga de tracción de diseño que se utilizará, esto es 66,144 Ton = 145,7 Kips
1.2.2.-Método ASD:
COMBINACIONES ASD |
Numero | Formula |
1 | D |
2 | D+L |
3 | D+Lr |
  | D+S |
  | D+R |
4 | D+0,75*L+0,75*Lr |
  | D+0,75*L+0,75*S |
  | D+0,75*L+0,75*R |
5a | D+W |
  | D-W |
5b | D+E |
  | D-E |
6a | D+0,75*W+0,75*L+0,75*Lr |
  | D-0,75*W+0,75*L+0,75*Lr |  | D+0,75*W+0,75*L+0,75*S |
  | D-0,75*W+0,75*L+0,75*S |
  | D+0,75*W+0,75*L+0,75*R |
  | D-0,75*W+0,75*L+0,75*R |
6b | D+0,75*E+0,75*L+0,75*S |
  | D-0,75*E+0,75*L+0,75*S |
7 | 0,6*D+W |
  | 0,6*D-W |
8 | 0,6*D+E |
  | 0,6*D-E |
El máximo valor positivo corresponde a la carga de tracción de diseño que se utilizará, esto es 40,86 Ton = 90 Kips
Obtenidas estas cargas se puedehacer una primera estimación del perfil necesitado de acuerdo a la tabla 5.1 del manual AISC 2010, Esfuerzo resistente a tracción axial en perfiles W, esta tabla considera un área efectiva igual a 0,75 veces el área bruta, por lo tanto luego se tiene que verificar la verdadera área efectiva del caso.

El perfil de menor peso que cumple con las solicitaciones es el W10x15.2.-Restricciones:
2.1.-Restricción por esbeltez:
λ=Lrmin≤300
Esta restricción busca evitar deformaciones en el elemento durante su fabricación, transporte a obra y montaje.
Con L = 762 cm : rmin≥2,54cms
De la tabla de radio de giro aproximado se pueden estimar las dimensiones mínimas del perfil de acuerdo a la restricción por esbeltez.

El radio mínimo se encuentra para:
ry≥0,25b=2,54→b≥10,16cms
Porlo tanto la restricción por esbeltez nos limita el ancho de ala a un mínimo de 10,16 cms.

2.2.-Restricción por altura:
h=a90 ; α≤45°
Esta restricción busca evitar deformaciones originadas por peso propio y evitar vibraciones producidas por viento o equipos.
h≥L*cos⁡(45)90=762*cos⁡(45)90=6cms
Como la orientación del perfil no es conocida, se aplicará esta restricción para ambasdimensiones del perfil, es decir d y b deben ser mayores a 6 cms.

2.3.- Restricción por disposición de conexiones:
Debido a que el perfil será conectado en sus alas, se debe verificar que el ancho del ala permita la colocación de pernos de ¾”, con un gramil de 5 1/2” y una distancia a borde descargado mínima que se obtiene de la siguiente tabla.

Por lo tanto:
bf≥gramil+2*dbd
Donde dbdcorresponde a la distancia del centro del perno al borde descargado, entonces:
bf≥512*2,54+2*2,54=19,05cm
De acuerdo a las restricciones verificadas se tiene que el perfil buscado debe cumplir con d > 6 cms y bf > 19,05 cms. Estas restricciones descartan el uso del perfil W10x15 obligando a buscar uno que si cumpla con los requerimientos, entonces la opción de menor peso es W8x31.
Perfil...