DISEÑO POR PANDEO 2

DISEÑO POR PANDEO 1. Diseñar la sección de un elemento en compresión de la

armadura ya calculada en el trabajo Nº 0 1, así mismo diseñar  la sección de un elemento en tracción de la armadura antes calculada y la sección de un contraviento . Utilizar en ambos casos el ACERO A-36 .

 F 1

!

26.73 KN  p Traccion

 F 2

! 25.39

 F 3

! 5.1764

 F 4

!

25.9075 KN 

 F 5

!

25.9072

 F 6

! 25.39

 F 7

!

 F 8

! 25.39

 F 9

!

p

 Pandeo

 KN  p Compresion p  Pandeo  KN 

 KN 

0 p Corta.Viento p  Pandeo

 KN 

20.731 KN  p Traccion p  Pernos. y.Soldadura

 R AX 

!

3.5355 KN 

 R AY 

!

5.9473 KN 

 R EY 

!

7.588 KN 



4242.63577

Tracción



749.8870401

Tracción



0

contraviento

Diseño por pandeo

 

749.8870401

Tracción

Diseño por pandeo

 

-848.404773

Compresión

Diseño por pandeo



0

contraviento



4326.809272

Tracción



618.376838

Tracción



618.376838

Tracción

 

6803.274215

Tracción

-6490.23839

Compresión

 

6803.274215

Tracción

0

contraviento



-2262.92585

Compresión



3250.126542

Tracción

 

5000

Tracción



3250.126542

Tracción

 

-9899.51548

Compresión



2999.993209

Tracción



3749.880249

Tracción



7000.006791

Tracción



-3749.88025

Compresión



 

a)

Diseño con pernos y soldadura

Diseño por compresión:

Sabemos que el material es de acero A36 y que el elemento AD está sometido a compresión con una fuerza  , entonces se sabe:

                                       × 

Para una primera evaluación vamos a utilizar el perfil  W10 x 12 cuyas características son:

    

                                               r=el menor valor entre

y

:

Se sabe que para diseñar un elemento en COMPRESION se debe cumplir que:

             

Como no se cumple esta condición utilizaremos otro perfil, con una menor área y con un mayor momento de inercia, para así obtener un mayor radio de giro y un menor valor para la expresión .

    

Analizamos para procedimiento anterior:



y varios perfiles, realizando el mismo

Para Perfiles W: Perfil

 

w10x15



    

Características



4.41















69.8

2.89

3.9784

0.8095

0.8095

550.2247

w12x16

4.71

103

2.82

4.6764

0.7738

0.7738

575.6462

w12x30

8.79

238

20.3

5.2035

1.5197

1.5197

293.1002

w14x43

12.6

428

45.2

5.8282

1.8940

1.8940

235.1721

w18x40

11.8

612

19.1

7.2017

1.2723

1.2723

350.1016

w18x55

16.2

890

44.9

7.4120

1.6648

1.6648

267.5494

w21x57

16.7

1170

30.6

8.3702

1.3536

1.3536

329.0540

w21x73

21.5

1600

70.6

8.6266

1.8121

1.8121

245.8027

w24x78

20.1

1830

70.4

9.5417

1.8715

1.8715

238.0024

w24x76

22.4

2100

82.5

9.6825

1.9191

1.9191

232.0955

Para Perfiles C: Perfil

      Características

 

















C15x50

14.7

404

11

5.2424

0.8650

0.8650

514.9108

C15x40

11.8

349

9.23

5.4384

0.8844

0.8844

503.6280

C12x30

8.82

162

5.14

4.2857

0.7634

0.7634

583.4753

C12x25

7.35

144

4.47

4.4263

0.7798

0.7798

571.1624

C10x30

8.82

103

3.94

3.4173

0.6684

0.6684

666.4321

C10x20

5.88

78.9

1.32

3.6631

0.4738

0.4738

940.0943

Para Perfiles S:

26.5

     2250

44.9

9.2144

1.3017

1.3017

342.1917

S20x96

28.2

1670

50.2

7.6954

1.3342

1.3342

333.8431

S20x75

22

1280

29.8

7.6277

1.1638

1.1638

382.7127

S20x66

19.4

1190

27.7

7.8320

1.1949

1.1949

372.7612

S18x70

20.6

926

24.1

6.7046

1.0816

1.0816

411.8080

Perfil

 

S24x90



Características



)















Para perfiles L: Perfil

 

L8x8x1



    

Características



15















89

89

2.4358

2.4358

2.4358

182.8607

L8xl8x1/2

7.75

48.6

48.6

2.5042

2.5042

2.5042

177.8699

L8x4x1

11

69.6

11.6

2.5154

1.0269

1.0269

433.7476

L8x4x1/2

5.75

38.5

6.74

1.0827

1.0827

411.4089

Como necesitamos un valor de perfil L  8x8x1: Perfil L8x8x1



 

15

  

2.5876

entonces trabajaremos con el

       Características





89





89

1.56

)



2.4358

2.4358



2.4358



182.8607

Para determinar qué tipo de pandeo es tenemos que determinar la razón de esbeltez de transición  : 

Como:

                      



S e

dice que es un pandeo elástico

Calculamos el esfuerzo permisible para un material A-36 con un factor de diseño N=1.92:

                                               







Ahora halamos la fuerza admisible que podemos aplicarle al elemento: 











Como se cumple que:





El perfil L  8x8x1 es el adecuado para el diseño de este elemento. a)

Diseño por tracción:

Sabemos que el material es de acero A36 y que el elemento AC está sometido a tracción con una fuerza  , entonces se sabe:

                                      × 

Para una primera evaluación vamos a utilizar el perfil  W10 x 15 cuyas características son:

                                                                r=el menor valor entre

y

:

Se sabe que para diseñar un elemento en TRACCION se debe cumplir que:

Como no se cumple esta condición utilizaremos otro perfil, con una menor área y con un mayor momento de inercia, para así obtener un mayor radio de giro y un menor valor para la expresión .

    

Analizamos para procedimiento anterior:

Perfil

 

w10x12





y varios perfiles, realizando el mismo

    

Características



3.54

)















53.8

2.18

3.8984

0.7847

0.7847

401.3551

w12x16

4.71

103

2.82

4.6764

0.7738

0.7738

407.0439

w12x30

8.79

238

20.3

5.2035

1.5197

1.5197

207.2535

w14x26

7.69

245

8.91

5.6444

1.0764

1.0764

292.6036

Como necesitamos un valor de perfil  W 12x30: Perfil w12x30

  

entonces trabajaremos con el

      Características

 

8.79







238

20.3

5.2035

)



1.5197







1.5197



207.2535

Calculamos el esfuerzo permisible para un material A-36 con un factor de diseño N=1.67:

                             

















Como se cumple que:





El perfil W 12x30 es el adecuado para el diseño de este elemento.

b) Diseño p ara un contraviento:

Sabemos que el material es de acero A36 y que el elemento CD es un contraviento, entonces se sabe:

                                  × 

Para una primera evaluación vamos a utilizar el perfil  W10 x 15 cuyas características son:

    

                                                                      r=el menor valor entre

y

:

Se sabe que para diseñar un contraviento se debe cumplir que:

Características

Perfil

 

w14x26

7.69







245

8.91

5.6444

)



1.0764







1.0764

292.6036

El perfil W 14x46 es el adecuado para el diseño de este elemento

2.  Al

diseño del elemento en tensión suponer que es la unión de 2 elementos traslapados para el cual es necesario que se calcule el número de pernos para que siga en funcionamiento la armadura.

Para un elemento cuyo material es acero A36 y que el elemento AC está sometido a tracción con una fuerza  , entonces se sabe:

                                                    



tilizaremos pernos A325:

U

                               





Para una primera evaluación suponemos los siguientes datos:

                     1) Falla

por cortante en el tornillo: 

y y

  



=Capacidad de la junta con respecto a cortante del remache. =Esfuerzo cortante permisible en los remaches= .   =Área sometida a cortante= 



                                                                          

y

y













2) Falla



por apoyo o aplastamiento de la placa: 

y y y y y







=Capacidad de la junta de resistir al apoyo o aplastamiento. .   =esfuerzo de apoyo permisible de las placas=  =Área sometida a apoyo=   =Numero de superficies sometidas a apoyo=3 =espesor de las placas= 













                                                  

3) Falla







por tensión o cort ante en la placa: 



=Capacidad de la junta a tensión.



=Esfuerzo permisible a tensión=

     





.

=Área neta sometida a tensión=

=ancho de la placa=

.

=Diámetro del agujero=

.

=Numero de agujeros en la sección de interés=3 





      La









carga permisible de diseño está referida al menor valor de las 3 fallas que es , ya que para un determinado esfuerzo esta

sería la primera en fallar.       C omparando la carga permisible con la fuerza ejercida en nuestro elemento a diseñar:

    



3. Calcular la longitud necesaria de soldadura así como el tipo de  soldadura y hacer un esquema del tipo de soldadura  suponiendo que un elemento en tracción ha de ser traslapado .

Para un elemento cuyo material es acero A36 y que el elemento AC está sometido a tracción con una fuerza  , entonces se sabe:

                            





Utilizaremos

la soldadura a traslape o de filete, con un tamaño de

                 

soldadura de

y y

y y

y

    

y con un electrodo E60.

=Esfuerzo cortante en la soldadura. =Fuerza aplicada (solo para miembros cargados concéntricamente esto requiere que la línea de acción de la fuerza en las soldaduras pase por el centroide del ángulo de la soldadura)   =Longitud de la soldadura. =Garganta de la soldadura= .

          

=Ancho lateral de la soldadura=

.

El esfuerzo cortante admisible, según la AWS (American Welding Society), es 0.3 veces la resistencia a la tensión del electrodo.

       

Como la fuerza que puede soportar esta soldadura es menor que la fuerza del elemento a soldar:

                

Vamos a aumentar la longitud de soldadura





:

Como ahora la fuerza que puede soportar la soldadura es mayor que la fuerza del elemento a soldar:

    

Entonces este tipo de soldadura es la adecuada para el elemento a soldar

 PROFESOR: Ortiz Pither CURSO: Mecánica Racional II  TEMA:

Diseño por pandeo Diseño empleando pernos Diseño por soldadura

 ALUMNO: Del Maestro Manchego Jhonathan CODIGO: 062033K

CICLO: V