Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Civil
Software en Análisis Estructural
Docente: M.I. Ángel Florentino Barrientos Duque
Grupo: 002
Fecha: 03/03/2025
Introducción
La siguiente estructura a modelar y analizar esta compuesta por tres
marcos con dimensiones del sistema inglés, en donde cada marco esta
articulado de su lado izquierdo y esta empotrado de lado derecho, por
lo que nuestra estructura se asemeja a los marcos ortogonales, la
estructura cuenta con un claro libre entre columnas de 10 pies del
primero al segundo marco, y entre el segundo y el tercero el claro
aumenta hasta 8 pies, dando como claro libre 18 pies de distancia. El
peso de la estructura la propuse de menos uno, y las cargas vivas
máximas están dadas de dos tipos rectangulares, una menor que
atiende a las vigas a lo largo del marco, este largo es otro claro que es
de 24 pies, con una carga menor de -10 kips/pie lineal, las secciones
con los primeros dos claros están soportando una carga de -20 kips/pie
lineal.
La altura de las columnas está dada por 15 pies, cada columna es de la
misma altura y toda la estructura es del mismo material de acero
estructural. Algunas aplicaciones de este tipo de modelos pueden ser
las casas habitación con losas que tienen cargas distribuidas de forma
rectangular, las convertimos a linealmente distribuida con un cálculo y
podemos modelarlas como en este ejemplo del examen, otro caso en
donde puede ayudar el tener este diseño de esta estructura puede ser
a la hora de querer plantear la construcción de alguna nave industrial,
talvez más chica, pero se asemeja mucho a lo que es una nave, son
amplios los puntos que vamos a denotar de esta estructura, como lo
son las deformaciones, las reacciones en cada uno de los apoyos, los
diagramas de fuerza normal, los diagramas de fuerza cortante y los
diagramas de momento flector para poder determinar flexiones y
demás esfuerzos, las deformaciones en algunos nodos en específico
como a la mitad de una de las vigas. Otra cosa buena del STAAD es
que podemos cambiar el perfil si la estructura resulta muy pesada, lo
que reduce costos y ayuda a que la estructura no esté tan angosta.
Modelo en 3D
Cargas y dimensiones
Lo primero es la carga muerta de la estructura, para esto use un factor de
menos uno, junto con unas cargas linealmente distribuidas, una de -10 kips/pie
lineal y otra de -20 kips/pie lineal.
Material que se usó, es acero estructural, un perfil de
W18X106
Conclusiones
Reacciones en los apoyos A y E con la combinación 102
Reacción en el apoyo A:
Reacción en apoyo E
𝑥 = 5.792 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 2,627.02 𝐾𝑔
𝑥 = 19.710 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 8,939.6 𝐾𝑔
𝑦 = 197.907 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 89,762.7 𝐾𝑔 𝑦 = 440.354 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 1.99𝐸 + 5
𝑧 = 8.159 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 3,700.59 𝐾𝑔
𝑧 = −8.205 𝑘𝑖𝑝𝑠 = −3.72𝐸 + 3
𝑀𝑥 = 𝐿𝐼𝐵𝑅𝐸
𝑀𝑥 = −318.206 𝑘𝑖𝑝𝑠 = −1.44 𝐸 + 5
𝑀𝑦 = 𝐿𝐼𝐵𝑅𝐸
𝑀𝑦 = −0.06 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 2.721𝐸 + 1
𝑀𝑧 = 𝐿𝐼𝐵𝑅𝐸
𝑀𝑧 = −1241.128 𝑘𝑖𝑝𝑠 = 5.629𝐸 + 5
Diagramas y cargas axiales máximas
Diagrama de fuerza cortante y Shear y
Diagrama de momento flector y momento máximo
Desplazamiento real más grande:
El desplazamiento permisible lo tome de la viga que
hay entre las columnas con apoyo A y D, para esto
determine el cociente de 24 pies a milímetros, lo que
dio 7.3152E+3 = 7,315.2 mm/240 el cual es el criterio
para las vigas; dio 30.48 mm de tolerancia, por lo que el
desplazamiento máximo fue de 28.150 mm, por lo que
esta dentro de la tolerancia y cumple con el criterio.
Peso de la estructura:
Conclusion
Cumplió con la deflexión, el peso no es tan excesivo
como con otros perfiles, por lo que esta estructura
cumple con todos los criterios.
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