Resistencia de Materiales: Columnas

 

UNIVERSIDAD FERMÍN TORO VICERRECTORADO ACADÉMICO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

GRUPO #5

Int!"nt$%  Alejandro Aranguren CI: 27085627 Alexis García CI: 22348060 Dulnery odrígue! CI: 244003"4 Do#$nico %uen&es CI: 2642"278 %ernando 'alencia CI: 24(58304 )*ona&an Gil CI: (623"858 )os$ +ulle CI: 256"6(73 )os$ ojas CI: 22("(027 A$&!nt'": esis&encia de los ,a&erialesP"()$("% Ing- .uis odrígue!-

CABUDARE, ENERO 2017

 

INTRODUCCI*N

/l siguien&e &ra+ajo &iene co#o inalidad el en&endi#ien&o a ni1el &$cnico de lo ue son las colu#nas ade#s de los *ec*os cien&íicos y co#ro+ados ue giran en&orno a lo ue es una colu#na A1eces co#o seres *u#anos decidi#os roundi!ar en lo ue resec&a al conoci#ien&o a un ni1el ya #as a1an!ado y roundo es auí cuando aarece el resen&e &ra+ajo ue sin ani#o de re&ensiones ue *ec*a con el #ayor  es#ero es# ero y en&end en&endi#i i#ien& en&o o de sus 1aria+ 1aria+les les osi+l osi+le e ara ara ue asi el lec&or lec&or logre logre co#render #ejor es&e co#lejo &e#a y se de cuen&a de ue es #as sencillo de lo ue arece-

 

PANDEO + CARGA CRÍTICA%

/l a and ndeo eo /s un e en n#e #eno no de ines ines&a &a+i +ili lida dad d ue ue ued uedee da dars rsee en el ele# e#en en&o &oss co#ri#idos es+el&os es&e aarece en ilares y colu#nas y se &raduce co#o una lexin adicional

Carga axial #xi#a o Carga crí&ica es auella ue se coloca a una colu#na sin  roducir andeo i se &ienen &ienen dos +arras +arras y las dos uer!as uer!as

P y P es&n erec&a#en&e alineadas el

sis&e#a er#anecer en la osicin de euili+rio sie#re ue es&e no sea er&ur+ado9ero 9er o suonga suonga ue

C

se #ue1e ligera#en&e a la derec*a de #odo ue cada +arra

or#a a*ora un eueo ngulo con la 1er&ical- ;'ol1er el sis&e#a a su osicin de euili+rio original o se alejar a el sis&e#a es ines&a+le- /l 1alor de la carga ara la cual los dos ares son iguales es la carga crítica críti ca P cr - e &iene:

 

 EJERCICIO  EJERCI CIO #1 •

?na colu#na ar&iculada de 2# de longi&ud y seccin cuadrada de+e *acerse de #adera- uoniendo /@ (3G9a y

σ  perm

@ (2,a y usando un ac&or de

seguridad de 25 ara calcular la carga crí&ica de andeo de /uler de&er#ine el &a#ao de la seccin &rans1ersal &rans1ersal si la colu#na colu#na de+e soor&ar: soor&ar:  una carga de (00B  una carga de 200B

S(-'.&/n%  Carga de (00- ?sando el ac&or de seguridad eseciicado Pcr

 Pcr

@ E%-9 @ 2-5 E(00B@ 250B

.@2#

/@ (3G9a

 Carga de 200B- esol1iendo de nue1o la ecuacin *aciendo  

 Pcr

@ 2-5 E200@ 500B-

TIPOS DE COLUMNA

Columna Aislada o exenta: Colu#na aislada o exen&a: .a ue se encuen&ra searada

de un #uro o cualuier ele#en&o 1er&ical de la cons&ruccin o ediicacin-

 

Columna adosada: es&a yux&aues&a a un #uro u o&ro ele#en&o de la ediicacin-

 

Columna embebida: es& arcial#en&e incrus&ada en el #uro u o&ro cuero de la

cons&ruccin-

 

Columna entregada: es&a es&a adosada ero su uen&e es&a incrus&ado o e#odrado al

#uro or#ando ar&e de es&e

CARGA ECENTRICA

9ri#ero 9ri# ero de+e#os en&ender lo ue es una carga carga axial: axial: e uede decir ue carga carga axial es auella ue aarece co#o resul&an&e de un sis&e#a de cargas #is#a ue &ranscurre  or el eje cen&roidal de la seccin del ele#en&o cargado ya sea en &ensin o co#resin.uego de es&o ya ode#os en&ender a u$ *ace#os reerencia al *a+lar de cargas exc$n&ricas ue dice ue una carga exc$n&rica es alicada a una colu#na o ilo&e ue

 

no es si#$&rica resec&o del eje cen&ral roduciendo un #o#en&o lec&or- Fa#+i$n lla#ada uer!a exc$n&ricaA la *ora de es&udiar una dis&ri+ucin de esuer!os y no&ar ue la línea de accin de las uer!as no asa or el cen&roide a ese en#eno se le deno#ina carga exc$n&ricaFa#+i$n en el #is#o se uede no&ar ue se genera un #o#en&o adicional ue dis#inuye la resis&encia del ele#en&o- Cuando la excen&ricidad es euea la lexin es desrecia+le y cuando la excen&ricidad es grande au#en&a los eec&os so+re la colu#na .a r#ula de carga exc$n&rica se deno&a deno &a or: e@,9 Dnde: e @ /xcen&ricidad> , @ ,o#en&o ex&erno> 9 @ Carga Axial Fa#+i$n Fa# +i$n encon&ra#os las siguien&es or#ulas:

 EJERCICIO  EJERCI CIO #2 •

e alica una carga axial P a la 1arilla de acero AB con un di#e&ro di#e&ro de(-375 in- Hue se #ues&ra en la igura- 9ara  P @ 2( Bis se o+ser1a ue la dele delexin xin ori!on&al del un&o #edio C es 0-03 in- i  E @ 2" x (06 si de&er#ine de&er#ine a la excen&ricidad e de la carga b el esuer!o #xi#o en la 1arilla1 arilla-

 

S(-'.&/n 1

2

2 -d @ (8##

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(200  x 10 9)( 82448  x 10−12)  @ 28"325B (0,75 )2

90

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289,325

 @ 03((07

 

 √¿

π 

2 a   Y max  @ eJ

 P

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sec

 

 K (L@ eJ

  sec 0,8761

−1 ¿

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@ 0-562( e Y max

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0,8

0,5621  @

  M max

 + G max

0,5621  @ (42##

@ 9Ee M

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 M

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@ E"0E(42 M 08@ (""8# 3

 M maxC 

 P

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Y max

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90 x 10

1017,9

 M

( 199,8 )( 18)( 103) 82448

@ (3203,9a

≈

(32,9a

DISEO DE COLUMNAS

.as colu#nas son auellos ele#en&os 1er&icales ue soor&an uer!as de co#resin y lexin encargados de &rans#i&ir &odas las cargas de la es&ruc&ura a la ci#en&acin> es decir son uno de los ele#en&os #s i#or&an&es ara el soor&e de la es&ruc&ura  or lo ue su cons&ruccin reuiere esecial cuidado-

 

on diseadas con una seccin y reuer!o seg