Ejercicios Propuestos Unidad III

158 Capítulo 5

Introducción a los miembros cargados axialmente a compresión rx para W14 * 90 (de la parte inferior de la Tabla 4-1 del Manual) = 1.66 ry KyLy equivalente =

25.6 = 15.42 pies 7 KyLy de 10 pies 1.66

De las tablas para columnas con KyLy = 15.42 pies, encontramos por interpolación que fcPn = 991 k y

5.12

Pn = 660 k. Æc

PROBLEMAS PARA RESOLVER 5.1 a 5.4 Determine la carga crítica de pandeo para cada una de las columnas, usando la ecuación de Euler. E = 29 000 klb/plg2. Límite proporcional = 36 000 lb/plg2. Suponga extremos simplemente apoyados y una relación de esbeltez máxima permisible L/r = 200. 5-1. Una barra sólida redonda de 1¼ plg de diámetro: a. L = 4 pies 0 plg (Resp. 14.89 klb) b. L = 2 pies 3 plg (Resp. La ecuación de Euler no es aplicable, Fe excede el límite proporcional) c. L = 6 pies 6 plg (Resp. La ecuación de Euler no es aplicable, L/r excede a 200) 5-2. La sección tubular mostrada: a. L = 21 pies 0 plg b. L = 16 pies 0 plg c. L = 10 pies 0 plg 6 plg

3 8

plg

Figura P5-2.

5-3. Una W12 * 50, L = 20 pies 0 plg (Resp. 278.7 k) 5-4. Las cuatro L4 * 4 * ¼ mostradas para L = 40 pies 0 plg 1

L4  4  4

(típico de 4)

12 plg

12 plg Figura P5-4.

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5.12 Problemas para resolver

159

5-5 a 5-8. Determine la resistencia de diseño LRFD, fcPn, y la resistencia permisible ASD, Pn/1c, para cada uno de los miembros a compresión mostrados. Use la Especificación AISC y un acero con Fy = 50 klb/plg2, excepto para el Problema 5-8, Fy = 46 klb/plg2. 5-5. (Resp. 212 klb LRFD; 141 klb ASD) 5-6.

W8  31

20 pies 0 plg

Figura P5-5.

18 pies 0 plg

Figura P5-6.

5-7 (Resp. 678.4 klb LRFD; 451.5 klb ASD)

W12  65

W10  60

22 pies 0 plg

5-8.

HSS 6  6  14

2 pies 0 plg

Fy  46 klb/plg2

Figura P5-7.

Figura P5-8.

5-9 a 5-17. Determine fcPn, y Pn/1c para cada una de las columnas, usando la Especificación AISC y Fy = 50 klb/plg2, a menos que se especifique otra cosa. 5-9. a. W12 * 120 con KL = 18 pies (Resp. 1 120 klb LRFD; 744 klb ASD) b. HP10 * 42 con KL = 15 pies (Resp. 371 klb LRFD; 247 klb ASD) c. WT8 * 50 con KL = 20 pies (Resp. 294 klb LRFD; 196 klb ASD) 5-10. Observe que Fy es diferente para las partes c) a e). a. Una W8 * 24 con extremos articulados, L = 12 pies b. Una W14 * 109 con extremos empotrados, L = 20 pies c. Una HSS 8 * 6 * 3/8, Fy = 46 klb/plg2 con extremos articulados, L = 15 pies d. Una W12 * 152 con un extremo empotrado y el otro articulado, L = 25 pies 0 plg, Fy = 36 klb/plg2 e. Un tubo 10 STD con extremos articulados, L = 18 pies 6 plg, Fy = 35 klb/plg2 Alfaomega

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160 Capítulo 5

Introducción a los miembros cargados axialmente a compresión

5-11. Una W10 * 39 con una cubreplaca de 1/2 * 10 plg soldada a cada patín se va a usar como columna con KL = 14 pies (Resp. 685 klb LRFD; 455 klb ASD) 3 5-12. PL 5 8

3 8

plg

PL

KL = 9 pies 2L4

3

1 4

PL 1 4

8

8

KL = 12 pies 3 8

LLBB

1 4

PL

(a)

8

(b)

5-13.

28.5

MC 10 4 PL

3 8

6

3

6 4 plg

KL

12 pies 8 plg

KL

6 plg

18 pies

10 plg

(a) (Resp. 297 klb LRFD; 198 klb ASD) (b) (Resp. 601 klb LRFD; 400 klb ASD) 5-14.

L3

4 - W10

49 PL

8 plg

KL = 40 pies

KL = 8 pies Fy

PL

1 2

12 PL

MC8

Fy

36 klb/plg

8

L3 3 36 klb/plg2

1 4

1 2

8

21.4 W8

KL 2

3 8

(b)

(a)

5-15.

1 4

3

20 pies

8 plg

(a) (Resp. 451.9 klb LRFD; 301.0 klb ASD) Diseño de Estructuras de Acero – McCormac /Csernak

31 KL Fy

18 pies 50 klb/plg2

(b) (Resp. 525.9 klb LRFD; 350.0 klb ASD) Alfaomega

5.12 Problemas para resolver

161

C9  20

5-16.

W8  21 Fy  50 klb/plg2

KL  16 pies (a)

PL

1 2

 12

KL  21 pies 2 plg Fy  42 klb/plg2 MC 13  50

(b)

5-17. Una columna W12 * 96 de 24 pies cargada axialmente que tiene el arriostramiento y las condiciones de apoyo en los extremos que se muestran en la figura. (Resp. 1 023.3 klb LRFD; 680.4 klb ASD)

10 pies 24 pies 14 pies

eje x–x

eje y–y

Figura P5-17.

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162 Capítulo 5

Introducción a los miembros cargados axialmente a compresión

5-18. Determine la carga viva máxima de servicio que la columna mostrada puede soportar si la carga viva es el doble de la carga muerta. KxLx = 18 pies, KyLy = 12 pies y Fy = 36 klb/plg2. Resuelva mediante los dos métodos LRFD y ASD.

C8  18.75

Figura P5-18.

5-19. Calcule la carga viva de servicio máxima total que se puede aplicar a la Sección A36 mostrada en la figura, si KxLx = 12 pies, KyLy = 10 pies. Suponga que la carga es 1/2 carga muerta y 1/2 carga viva. Resuelva mediante ambos métodos LRFD y ASD. (Resp. 29.0 klb LRFD; 27.0 klb ASD.)

2L4  3 

3 8

3 plg

4 plg

3 plg

Figura P5-19.

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