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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS
PARTE 1
COLUMNAS METÁLICAS
Del análisis en el modelo se tiene para las columnas las cargas axiales resultantes:
Pu col izq = 250.49 kgf
Pu col cen = 1983.70 kgf
(controla)
Pu col der = 1188.55 kgf
Eligiendo perfil rectangular Tubo 8”x8”x3/16” de longitud L=225
cm cuyas propiedades para columna soldada son:
Ag = 5.77 pulg2 = 37.23 cm2,
rx = ry = 3.18 in = 8.08 cm
Z=16.8 pulg3 = 275.3 cm3,
ØbMp=6.0 Ton-m,
ØbMr=2.9 Ton-m,
Lp=154 cm,
Lr=639 cm,
ØvVn=16.4 Ton,
BF=0.006 Ton
Relación de esbeltez:
KL/r = 1.0(225)/8.08 = 27.85 < 200 (es satisfactorio)
λc = (KL / r.π)√(Fy / E)
λc = (27.85/ π)√(2530 / 2.04x10^6) = 0.31 < 1.5 (pandeo inelástico)
Fcr = 0.658^(λc^2)Fy = 0.658^(0.31^2)2530 = 2430.2 kgf/cm2
Pn = AgFcr = 37.23 x 2430.2 = 90476 kgf
ØcPn = 0.85 x 90476 = 76904.6 kgf > Pu (es satisfactorio)
Luego la resistencia de diseño por compresión de la columna satisface con la carga solicitada.
Ahora se verificará la resistencia combinada de flexocompresión máxima que soporta el pórtico
versus el actuante según el modelo
(Mux = 0.781 Ton-m = 781 kgf-m)De KL/r ≈ 28 en tabla de diseño para miembros en compresión:
ØcFcr = 2.07 Ton/cm2
ØcPn = A.ØcFcr = 37.23x2.07 = 76.65 Ton
ØbMnx = ØpMp – BF(L – Lp) = 6.0 – 0.006(225 – 154) = 5574 kgf-m
Pu / ØcPn = 1983.70 / 76650 = 0.02 < 0.2
1/2(Pu/ØcPn)+(Mux/ØbMnx + Muy/ØbMny) ≤ 1.0
Hallando el momento que se puede aplicar
Mux = (1-1/2(Pu/ØcPn) ØbMnx = (1 – 1/2x0.02)5574 = 5518.3 kgf-m que sería el momento
magnificado, se busca el Mux / B1
B1 = Cm / (1-Pu/Pe) ≥ 1.0
Cm = 0.6 – 0.4(M1/M2) = 0.6 – 0.4(0) = 0.6
Pe = Ag(π^2)E/(KL/rx)^2 = 37.23(π^2) 2.1x10 / (27.85)^2 = 995.1 Ton
B1 = 0.6 / (1 – 1.98/995.1) ≈ 0.6, usar : B1 = 1.0
Luego:
Mux / B1 = 5518.3 / 1.0 = 5518.3 kgf-m > 781 kgf-m (es satisfactorio)
Usar para columna C-3 perfil Tubo 8”x8”x3/16”
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