calculo de columnas

CALCULO DE COLUMNA CON TUBULAR REDONDO

DISEÑO POR ESFUERZO PERMISIBLE WO

DISEÑO POR ESFUERZO DE TRABAJO

CONDICIONES: Longitud (ℓ) = 12.89 m547.439 ton

136000 lb/in²

SE PROPONE : Tubo de 24.000 " Ø x 0.969 " espesor

CALCULO : Tubo de 24.000 " Ø x 0.969 " espesor

Propiedades de la sección ; Datos;

Area = 70.1112097 in² K = 1I = 4656.7910 in4 l = 12.89 m = 507.4016 inS = 388.069871 in³ 547.43939128 ton = 1206.8958 klbsr = 8.1499 in

Cc = 126.099578

Relación de esbeltez;

507.4016 in 62.25869r 8.14989204 in

En la Tabla C-36 de esfuerzos permisibles del manual (AISC) pagina 3-6 se tiene;

Far

62.0000 17.2400 ksi

17.210862.2587 17.2141 ksi

63.0000 17.1400 ksi

Sustituyendo valores en la formula;

F = 17.2141 ksi x 70.1112097 in

F = 1206.9036 klbs = 547.439 ton

Carga (W)=F. L. E. (K) = Acero (Fy) =

W =

Kl

Kl

F = Fa x A

³

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES 547.439 ton

CALCULO DE COLUMNA DE VIGA TIPO W




1 Acero Fy = 36000 lb/in²

SE PROPONE : Viga W de 14 " x 61 libs/pie

CALCULO : Viga W de 14 " x 61 libs/pie

Propiedades; Datos;13.8900 in a = 4.81

9.9950 in c = 12.60.6450 in m = 0.66000.3750 in e = 12.5700

Area = 17.76285 in²Ix = 634.155884 in4 K = 1Sx = 91.3111425 in³ ℓ = 11.58 m =

5.98 in 34.920585515 ton =

Iy = 108.04Sy = 21.62

2.47


456.0000 in184.8959r 2.47 in


Far

200.0000 3.7300 ksi

184.8959 4.3342 ksi

201.0000 3.6900 ksi

Carga (W)=F. L. E. (K) =

peralte (d) =ancho patin (bf)=

espesor patin (tf)=alma (tw)=

rx = W =

ry =

Kl

Kl


F = 4.3342 ksi x

F = 76.9871 klbs =

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES

F = Fa x A

456.0000 in

76.9866 klbs


17.76285 in

34.921 ton

34.921 ton

CALCULO DE COLUMNA DE VIGA TIPO IPR




1 Acero Fy = 36000 lb/in²

SE PROPONE : Viga IPR de 14 " x 82 libs/pie

CALCULO : Viga IPR de 14 " x 82 libs/pie

Propiedades; Datos;14.3100 in a = 4.8110.1300 in c = 12.6

0.8550 in m = 0.86800.5100 in e = 12.5740

Area = 23.87336 in²Ix = 875.022454 in4 K = 1Sx = 122.295242 in³ ℓ = 11.58 m =

6.05 in 48.504189783 ton =

Iy = 148.86Sy = 29.39

2.50


456.0000 in182.6156r 2.50 in


Far

182.0000 4.5100 ksi

182.6156 4.479 ksi

183.0000 4.4600 ksi

Carga (W)=F. L. E. (K) =



rx = W =

ry =

Kℓ

Kℓ


F = 4.4792 ksi x

F = 106.9340 klbs =

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES

F = Fa x A

456.0000 in

106.9333 klbs


23.87336 in

48.504 ton

48.504 ton

CALCULO DE TRABE CON TUBULAR REDONDO

W

VIGA SIMPLEMENTE APOYADA CONCARGA UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA

W CONDICIONES: Claro (ℓ) = 12.19 m

7.083 ton36 ksi

23.76 ksi

SE PROPONE : Tubo de 10.750 " Ø x 0.500 " espesor

CALCULO : Tubo de 10.750 " Ø x 0.500 " espesor

Propiedades de la sección ; Datos;

Area = 16.1007 in² l = 12.19 m =

Sx = 39.43267 in³ 7.08296152 ton =

r = 3.6282 in

Calculo de momento máximo;

= 39.4326737 in³ x 23.76

= 936.9203 klbs-in

MxW l

8

W l

CALCULO DE CARGA (W)

Carga (W)=Acero Fy =Fb= 0.66 Fy=

W =

Mx = Sx x Fb

Despejando W y sustutuyendo Mx en la fórmula;

8 Mx

W8 x 936.9203 klbs-in

480.0000 in

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA VIGA ES 7.083 TON

480.0000 in

15.6152 klbs

ksi

15.6153 klbs

CALCULO DE TRABE CON VIGA TIPO W

W


CONDICIONES: Claro (ℓ) = 10.0000 m W19.9726 ton

36 ksi23.76 ksi




9.9950 in c = 12.60.6450 in m = 0.65800.3750 in e = 12.5740

Area = 17.74361 in²Ix = 633.3945 in4 K = 36Sx = 91.20151 in³ l = 10.00 m = 393.7008 in

5.97 in 19.97264835 ton = 44.0321 klbs


= 91.2015 in³ x 23.76 ksi

= 2166.9480 klbs-in

MxW l

8

W l

W8 x 2166.9480 klbs-in

44.032 klbs393.7008 in

deflexión = 1.90 in

MAXIMA DEFLEXION = 1.9685039





rx = W =

Mx = Sx x Fb


8 Mx

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA VIGA ES; 19.973 TON

CALCULO DE TRABE EN CANTILIVER

W


CONDICIONES: Claro (ℓ) = 20.0000 m W2.4966 ton

36 ksi23.76 ksi


CALCULO : Viga S de 14 " x 61 libs/pie


9.9950 in c = 12.60.6450 in m = 0.65800.3750 in e = 12.5740

Area = 17.74361 in²Ix = 633.3945 in4 K = 36Sx = 91.20151 in³ l = 20.00 m =

5.97 in 2.496581044 ton =


= 91.2015 in³ x 23.76

= 2166.9480 klbs-in

MxW l

2

W l

W2 x 2166.9480 klbs-in





rx = W =

Mx = Sx x Fb


2 Mx

W 787.4016 in

deflexión = 0.0232 in0.5898563 mm

MAXIMA DEFLEXION = 2.6246719 in


787.4016 in

5.5040 klbs

ksi

5.504 klbs

5.504 klbs

CALCULO DE TRABE CON TRES APOYOS

W


R = 1.83 R2 = 1.83 CONDICIONES: Claro T ( l ) 8.0000 m R1 = 6.09

9.7427 ton36 ksi

23.76 ksi

SE PROPONE : Viga W de 8.0000 " x 25.68 libs/pie


Propiedades; Datos;8.0000 in a = 1.754.0000 in c = 70.5000 in m = 0.51300.5000 in e = 6.9740

Area = 7.5455 in²Ix = 71.1809961 in4 K = 36Sx = 17.795249 in³ I = 8.00 m = 314.9606 in 157.480315

3.07 in 9.7426632114 ton = 21.4789 klbs


= 17.7952 in³ x 23.76 ksi

= 422.8151 klbs-in

MxW l * .125

2

W l x .125

W845.6302 klbs-in

21.479 klbs39.3701 in

deflexión = 0.53 in

MAXIMA DEFLEXION = 1.57480315 in



Carga t (W)=Acero Fy =Fb= 0.66 Fy=



rx = W =

Mx = Sx x Fb


2 Mx

DISEÑO DE UN MARCO CON TUBULAR REDONDO

DISEÑO DE MARCO TUBULAR DE 12.19 W12.19 m DE ALTURA Y12.19 m DE CLARO

FABRICADO CON TUBERÍA. DE10.750 " DE DIAMETRO x

12.190.500 " DE ESPESOR Y ASTM A - 36

LA CARGA QUE SOPORTA SE CONSIDERAUNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA.

A ).- CALCULO DE COLUMNAS: DISEÑO POR ESFUERZO PERMISIBLE

Cálculo del peso propio de la columna:

Tubo de; 10.750 " Ø x 0.500 " esp x 12.19 m longitud

Acero ASTM A- 36e

Diam. Ext. (D) = 10.750 in

Diam. Int. (d )= 9.750 in

Espesor (e) = 0.500 indD Longitud (L) = 12.19 m = 479.9990 in

Perímetro eje neutro (Per) = II (D-e) = 32.2014 in

Área = Per x e = 16.1007 in

Volumen = II (D x e) e x L

Peso propio (W) = Pe x V ; Pe = 7848.7 kg/m³

(W) = 7848.7 kg/m³ II (D x e) e L m

Obteniendo un factor (R) = 7848.7 kg/m³ 3.1416 x 0.0254 x 0.254

(R) = 15.9080

Wt = ( D - e ) x e x 15.908 x L (formula para calculo de peso)

Wt = 10.7500 0.500 0.500 15.9080 12.19

Wt = 993.9965 kg

x x x

x

x

Cálculo del factor de esfuerzo permisible a flexión (Cc):

Acero (Fy) = 36 Ksi (límite elástico mínimo)

(E) = 29000 Ksi (modulo de elasticidad del acero)

Cc2 II ² x E 2 II ² x 29000 Ksi

126.0996 Fy 36 Ksi

Cálculo del factor de esfuerzo permisible a flexión:

rD² + d² 10.750 9.750

3.6282 in 4 4

Cálculo de la relación de esbeltez:

datos; K = 1 L = 479.9990 in r = 3.6282 in

KL 1 x 479.9990132.2956 r 3.6282

Cálculo de esfuerzo permisible a la compresión axial (Fa) :

Condiciones; KL r Fy

si; KLCc

se usa;Fa

2Cc8.4498 r KL KL

5 r r3 8Cc 8Cc

si; KLCc

se usa;Fa

12 II E8.5322 r KL

r

como; KL132.2956 > C 126.0996 r

se utiliza; Fa = 8.5322 ksi


F = Fa x A

F = 8.5322 ksi x 16.1007 in

F = 137.3748 klbs = 62.3118 ton

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA COLUMNA ES 62.3118 TON

²

1-

³+ -

23

³3

²

²² +

B ).- CALCULO DE TRABES: DISEÑO POR ESFUERZO PERMISIBLE

W


CALCULO : Tubo de; 10.750 " Ø x 0.500 " esp x 12.19 m longitud

Wt = ( D - e ) x e x 15.908 x L (formula para calculo de peso)

Wt = 10.7500 0.500 0.500 15.9080 12.19

Wt = 993.9955 kg

Calculo de momento máximo (formula de la escuadria);

Mx = Sx x Fb

donde;Sx

( D - d ) 10.7500 9.750039.4327 in32D 10.7500

Fb = 0.66 Fy 0.66 x 36 23.7600 ksi

Mx = 39.4327 x 23.7600 936.9203

MxW L

8

W8 Mx

L8 x

W936.9203 klbs-in

15.6154 klbs 7.0886 ton479.9990 in

W = 7.0886 0.9940 (peso propio)

RESULTADO : LA CARGA QUE RESISTE LA TRABE ES; 6.0946 TON



x x x

32 x

4 4-

4 4

³

ksi

8 x

-

ksi

ksi

calculo de columnas

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