Materials">
Diseño de Estructuras Metalicas Vladimir
Diseño de Estructuras Metalicas Vladimir
Diseño de Estructuras Metalicas Vladimir
Unidad
fy 36 ksi f'c 3 ksi 280 KG/CM2
lb 1.5 ft peso espec concreto= 115 lb/ft3
PERFIL W18X119
Web Flange criterio de
seccion Axis X-X
TIPO DE Depth, widt compuesta
Area, A
PERFILES W27X102 d
tw tw/2 bf tf I
bf/2tf h/tw
W In.2 in. in. in. in. in. In.4
W18 W18X119 35.1 19 0.655 0.3275 11.3 1.06 5.31 24.5 2190
KL 0 6 7 8 9 10 11 12 13
Pn 0 0 0 0 0 0 0 0 0
DATOS DATOS
PERFIL W18X119
A= 35.1 pulg2
Ix= 2190 pulg4
rx= 7.9 pulg
ry= 2.69 pulg
Zx= 262 pulg3
Lp= 11.2083 pies
DATOS:
L= 36 ft Esparragos= 3/4 in
t1= 4 in espesor de losa
t2= 3 in espesor de cubierta
ac 6 in ancho costilla
METRADO DE CARGAS
KG/M2 KIP/PIE2
at(pies) area trib 10 colocados entre centros
losa t (cm)= 13 254.3 0.1707
piso terminado 100 0.0671
cielo razo e inst. 50 0.0336
protector contra fuego 30 0.0201
434.3 0.2915
WD(kip/ft 2.9148
S/C 250 0.1678
WL (kip/ft 1.6779
Wu 6.1823 Klb/ft C1= 161
ML= 271.81 Kip.pie
Mu= 1001.5 Kip.pie
a) Selccion de un perfil W
t= Ycon= t1+t2= 7 in
suponemos a= 2 in
wt = 89.025 lb
pag. 345
A) Entramos a la tabla con Mu, Y1, Y2, d y su peso a escoger el perfil W tabla 3-19
W 18 46 A(in2)= 35.1
t= 7 in
be= 108 in
d= 19 in
B) CALCULO DE DEFLEXIONES
Deflexion maxima =L/360= 1.2 in
ML= 271.81 klb-ft
YENE = 21.9232 in
= 7718.74 in4
D) DISEÑO DE ESPARRAGOS
Entramos a la tabla 3-21 Pag (386)……con esparragos
diamentro=…?, f'c=….y con peso especifico de concreto =..?
esparrgos= 3/4 in
f'c= 3 ksi Qn= 17.1 klb
peso concreto= 115 lb/ft3
PARA W 18 46
1263.6 klb
T f y As
# conectores= 2T/Qn= 148
14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 34
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
pag. 345
tabla 3-19
1cm 0.39 in
1cm2 0.1521 in2
1kg 2.2 lb
14.464
A LOSA DE CONCRETO
en la losa de concreto
CUMPLE
tf y
tf y
Klb-pie
Klb-pie
ION
NTE
36 38 40 42 44 46 48 50
0 0 0 0 0 0 0 0
DISEÑO DE VIGAS A FLEXIÓN
340
Unidad
L 15 ft KX= 1.4 Pu 6000 klb
Pu 340 klb KY= 1 Pe1 36000 klb
Mu 170 klb-ft
fy 50 ksi
lb 0 ft 340
PERFIL W12X72
Web Flange criterio de
seccion Axis X-X
TIPO DE Depth, widt
Area, A compuesta
PERFILES Shape d
tw tw/2 bf tf I
bf/2tf h/tw
W In.2 in. in. in. in. in. In.4
W12 W12X72 21.1 12.3 0.43 0.215 12 0.67 8.99 22.6 597
KL 0 6 7 8 9 10 11 12 13
Pn 951 913 899 884 867 849 828 807 784
KL calc 21
Pn 603 CAMBIAR tabla 11.2 pag 339 determinacion de m
m= 1.3 fy 36ksi
u= 2 se supone igual a 2 kl(ft) 10 12 14 16
m 2 1.9 1.8 1.7
2 7.5
Pueq Pu Mux. Muy. 680 klb
d bf
KL
.12 47.46
r X
KL
.12 59.21
r Y
PERFIL W12X72
A= 21.1 pulg2
Ix= 597 pulg4
rx= 5.31 pulg
ry= 3.04 pulg
Zx= 108 pulg3
1.76 ry 29000
Lp= 10.7 pie Lp
12 Fy
2E
Fe
kL / r
2
c
Fy
Fe
2
0.877
si λc < 1.5 Fcr = 0.658λc Fy ; si λc > 1.5 Fcr =
λc
2
2E
Fe
kL / r
2
81.64 c
Fy
Fe
0.7826 2
0.877
si λc < 1.5 Fcr = 0.658λc Fy ; si λc > 1.5 Fcr =
λc
2
Fcr= 38.69
Fcr=0.9Fcr: 34.82
c Pn=Ag.c Fcr 734.80
Pu
0.46 > 0.2 usar ecu 1 Pu Pu 8 Mux Muy
Pn 0.2;0.9 1
I pn pn 9 Mnx Mny
Pe 2 (29000) 2
2690.74
kl.12
Pu Pu Mux Muy
0.2; 0.9 1
pn 2 pn Mnx Mny
Mmenor
cm 0.6 0.4 0.33333
Mmayor
para LRFD
Cm
1 0.38 1 1 1
Pu
1
Pe
1
2 1.20
Pu
1
Pe1
Pu
0.46 usar ecuac.(1)
pn
Pu Pu 8 Mux Muy
pn
0.2; 0.9 1
pn 9 Mnx Mny
(1)
Pu Pu Mux Muy
pn
0.2;0.9 1
2 pn Mnx Mny
(2)
verificacion 0.98 ok
OK
20 klb-pie 140 klb-pie
co
14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 34
761 736 710 684 657 630 603 548 493 440 389 340 299 265
eterminacion de m
36ksi 50ksi
18 20 >=22 10 12 14 16 18 20 >=22
1.6 1.5 1.3 1.9 1.8 1.7 1.6 1.4 1.3 1.2
0.877
; si λc > 1.5 Fcr = 2
Fy
λc
0.877
; si λc > 1.5 Fcr = 2
Fy
λc
(1)
(2)
36 38 40 42 44 46 48 50
236 212 191 0 0 0 0 0
DISEÑO DE VIGAS A FLEXIÓN
Unidad
L 16 ft K= 1
Pu 110 klb Pc 12 Klb
fy 36 ksi
lb 8
PERFIL W10X30
Web Flange criterio de
seccion Axis X-X
TIPO DE Depth, widt compuesta
Area, A
PERFILES Shape d
tw tw/2 bf tf I
bf/2tf h/tw
W In.2 in. in. in. in. in. In.4
W10 W10X30 8.84 10.5 0.3 0.15 5.81 0.51 5.6961 29.5 170
KL 0 6 7 8 9 10 11 12 13
Pn 0 0 0 0 0 0 0 0 0
DATOS
PERFIL W10X30
A= 8.84 pulg2
Ix= 170 pulg4
rx= 4.38 pulg
ry= 1.37 pulg
Zx= 36.6 pulg3
Lp= 5.70833 pies
para un mrco con arriostramiento lateral K= 1
KL
43.84
r X
KL
70.07
r Y
2E Fy
Fe 148.951 c 0.4916
kL / r
2
Fe
0.877
si λc < 1.5 Fcr = 0.658λc Fy ; si λc > 1.5 Fcr = 2
λc
Fy
Pu
0.425 > 0.2 usar ecu 2
c pn
I
Pe 2 (29000) 2
kl.12
I
Pe 2 (29000) 2
1319.91
kl.12
Pu
cm 1 0.2 0.98333
Pe1
DETERMINACION DEL MOMENTO
Mnt= 48 Klb-Pie
CALCULO DE B1x
Cm
1 1.07
Pu
1
Pe
Mux 51.4911697464
YA QUE Lb<LP ENTONCES
b Mnx b FyZx 98.82 klb-pie
Pu Pu 8 Mux Muy
pn
0.2; 0.9 1
pn 9 Mnx Mny
(1)
Pu Pu Mux Muy
pn
0.2;0.9 1
2 pn Mnx Mny
(2)
verificacion 0.89 ok
torsional
Axis X-X Axis Y-Y
rts h0 properties
ØMpx ØVnx
S rx Z I S ry Z J CW
In.3 In. In.3 In.4 In.3 In. In.3 in in In.4 In.6 kip-ft kip
32.4 4.38 36.6 16.7 5.75 1.37 8.84 1.6 10 0.622 414 137 94.2
14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 34
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
36 38 40 42 44 46 48 50
0 0 0 0 0 0 0 0
DISEÑO DE VIGAS A FLEXIÓN
Unidad
L 14 ft Kx= 1
Pu 600 klb ky= 1
Mu1x-x 200 klb-ft
Mu2x-x 200 klb-ft momentos de primer orden
Mu1y-y 0 klb-ft
Mu2y-y 0 klb-ft momentos de primer orden
fy 50 ksi
lb 14
PERFIL W14X90f
Web Flange criterio de
seccion Axis X-X
TIPO DE Depth, widt
Area, A compuesta
PERFILES Shape d
tw tw/2 bf tf I
bf/2tf h/tw
W In.2 in. in. in. in. in. In.4
W14 W14X90f 26.5 14 0.44 0.22 14.5 0.71 10.2 25.9 999
KL 0 6 7 8 9 10 11 12 13
Pn 1190 1160 1150 1130 1120 1100 1090 1070 1050
KL calc 14 ft
Pn 1020 klb tabla 11.2 pag 339 determinacion de m
m= 1.7 fy 36ksi
u= 2 se supone igual a 2 kl(ft) 10 12 14 16
m 2 1.9 1.8 1.7
klx= 14 kl/rx 27.362
kly= 14 kl/ry 45.405
d= 14
2 7.5
Pueq Pu Mux. Muy. 942.86 klb
d
bf
Pn Pueq CUMPLE
Mmenor
cm 0.6 0.4
Mmayor
cmx 0.20 para marcos arriostrados cm =0.85
cmy #DIV/0!
I
Pe 2 (29000) 2
kl.12
Pex 10130.8
Pey 3671.0
x
Cm 1 para LRFD
Pu
1
Pe
x 0.21 1 ASUMIDO
y #DIV/0! 1 ASUMIDO
Mux= 200.00
MuY= 0.00
Mnx 572 Mny 0.9 FyZy / 12
Mny 283.5 klb-ft
Pu
0.59 > 0.2 usar ecuac.(1)
pn
Pu Pu 8 Mux Muy
pn
0.2; 0.9 1
pn 9 Mnx Mny
(1)
Pu Pu Mux Muy
pn
0.2;0.9 1
2 pn Mnx Mny
(2)
verificacion 0.90 ok
seccion adecuada pero sobredimensionada reducir
Axis X-X Axis Y-Y torsional
rts h0 properties
ØMpx ØVnx
S rx Z I S ry Z J CW
In.3 In. In.3 In.4 In.3 In. In.3 in in In.4 In.6 kip-ft kip
143 6.14 157 362 49.9 3.7 75.6 4.11 13.3 4.06 16000 572 185
14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 32 34
1020 1000 978 954 928 902 876 821 765 708 652 596 542 490
eterminacion de m
36ksi 50ksi
18 20 >=22 10 12 14 16 18 20 >=22
1.6 1.5 1.3 1.9 1.8 1.7 1.6 1.4 1.3 1.2
36 38 40 42 44 46 48 50
439 394 355 0 0 0 0 0
DISEÑO DE VIGAS A FLEXIÓN
Unidad
L 10 ft KX= 1.2
Pu 250 klb KY= 1.2 Klb
fy 50 ksi
lb 10
PERFIL W12X106
Web Flange
TIPO DE widt
Area, A Depth, d
PERFILES Shape
tw tw/2 bf tf
W In.2 in. in. in. in. in.
W12 W12X106 31.2 12.9 0.61 0.305 12.2 0.99
KL 0 6 7 8 9 10
Pn 1400 1350 1330 1310 1280 1260
kl 12
2 7.5
Pn 1200 Puequi= 1470 Pueq Pu Mux. Muy.
d
bf
DATOS
PERFIL W12X106
A= 31.2 pulg2
Ix= 933 pulg4
rx= 5.47 pulg
ry= 3.11 pulg
Zx= 164 pulg3
Lp= 11.00 pies
Datos :
Acero : W12X106
Fy (ksi) : 50
E (ksi) : 29000
Cb : 1
Lb (ft) : 10
Lp (ft) : 11.00
Lr (ft) : 50.63
ØMp (klb-ft) : 615.00
ØMr (klb-ft) : 380.63
Ixx (in4) : 933 Momento de Inercia en x-x
Iyy (in4) : 301 Momento de Inercia en y-y
J (in4) : 9.13 Constante de Torsión
Cw (in6) : 10700 Constante de Alabeo
A (in2) : 31.2 Área
rx (in) : 5.47 Radio de Giro
ry (in) : 3.11 Radio de Giro
Zx (in3) : 164
Zy (in3) : 75.1
X-X Y-Y
Pu Mnt Mlt Mnt Mlt
(klb) (klb-ft) (klb-ft) (klb-ft) (klb-ft)
250 60 100 40 80
250 60 100 40 80
(klb) (klb-ft) (klb-ft) (klb-ft) (klb-ft)
Pu Mnt Mlt Mnt Mlt
X-X Y-Y
CATEGORÍA1: 12
Miembros están impedidos de traslación en sus juntas oladeo
1470
y no están sujetos a c arg as transversales entre sus extremos .
M M
Cm 0.6 0.4 1 ; 1 es la relación del menor al mayor momento ( Mnt )
M2
M2
CATEGORÍA 2:
Miembros sujetos a c arg as transversales entre sus nudos y que
están soportados contra traslación de sus nudos en el plano de
c arg a.
Cm 0.85 : Miembros con extremos restringidos
Cm 1.00 : Miembros con extremos no restringidos
Cmx : 0.2
Cmy : 0.2
Pu : 5000 klb
Son para todas las
P ex : 40000 klb columnas del piso en
cuestión
P ey : 20000 klb
Desarrollo :
KX L
: 26.3254113
r
X
KY L
: 46.3022508
r
Y
KY L
:
rY
KL Fy
2
Fcr 0.658c Fy para c 1.5
c : 0.61198142 0.877
r E Fcr 2 Fy para c 1.5
c
Pu
: 0.22053359
c Pn
2 EI x
Pe1x : 12878.1774 klb
KxL
2
2 EI y
Pe1 y : 4154.69603 klb
K y L
2
Valores a
usar :
B1 : 0.2039594 1
X-X :
Cm 1 B2 : 1.14285714 1.14285714
B1 B2
1 u
P P
1 u B1 : 0.21280509 1
Pe1 P Y-Y :
e2
B2 : 1.33333333 1.33333333
Luego se tiene :
Pandeo Plástico :
Mu
Z XX
Fy
Mu
Z XX
Fy
Pandeo Inelástico :
L L
M n Cb Mp Mp Mr b p
Lr Lp
Pandeo Elástico :
2
E
M n Cb EI y GJ . I y Cw
Lb Lb
Pu
Si : 0.2
c Pn
Pu 8 M ux M uy
1.0 Ecuación (1)
c Pn 9 b M nx b M ny
P
Si : u 0.2
c Pn
Pu M M uy
ux 1.0 Ecuación (2)
2c Pn b M nx b M ny
Pu
: 0.22053359
c Pn
Entonces usar : Ecuación 1
criterio de seccion
Axis X-X Axis Y-Y
compuesta
I S rx Z I S
bf/2tf h/tw
In.4 In.3 In. In.3 In.4 In.3
6.17 15.9 933 145 5.47 164 301 49.3
11 12 13 14 15 16 17 18
1230 1200 1170 1130 1100 1060 1020 985
2 7.5
Mux. Muy.
d bf
2 7.5
Pueq Pu Mux. Muy.
d2 7.5
bf
Pueq Pu Mux. Muy .
d bf
Axis Y-Y torsional properties
rts h0 ØMpx ØVnx
ry Z J CW
In. In.3 in in In.4 In.6 kip-ft kip
3.11 75.1 3.52 11.9 9.13 10700 615 236
19 20 22 24 26 28 30 32
946 907 828 749 672 597 525 462
34 36 38 40 42 44 46 48
409 365 327 295 0 0 0 0
50
0