Ejemplo D.4 Elemento de tracción rectangular HSS
Yurii Shumak
Se comparan los resultados del cálculo del límite de elasticidad por tracción y del límite de esbeltez recomendado según SDC Verifier y los Ejemplos de diseño de AISC (versión oficial 14.1). El objetivo es probar el SDC Verifier y alcanzar resultados válidos según la Especificación para Edificios de Acero Estructural (ANSI/AISC 360-10 capítulo D).
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Verifique la resistencia a la tracción de un elemento HSS6×4×?, ASTM A500 Grado B, con una longitud de 30 pies. El elemento soporta una carga muerta de 35 kips y una carga viva de 105 kips en tracción. La conexión final es una placa de refuerzo concéntrica simple soldada en ángulo de ½ pulg. de espesor con una longitud de soldadura de 16 pulg. Suponga que la placa de refuerzo y la soldadura son satisfactorias.
Solución
A partir de la tabla 2-4 del manual AISC, las propiedades de los materiales son las siguientes:
- ASTM A500 Grado B
- Fy = 46 ksi
- Fu = 58 ksi
A partir de la tabla 1-11 del manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- HSS6×4×?
- Ag = 6,18 pulg.2
- ry = 1,55 pulg.
- t = 0,349 pulg.
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la tracción requerida es:
Flexión por tracción
Compruebe el estado límite de elasticidad por tracción utilizando la tabla 5-4 del manual AISC.
Comprueba el Límite de Esbeltez Recomendado
=232 < 300 de la sección D1 de la especificación AISC o.k.
Todas las unidades de medida se eligieron según el sistema métrico británico (lb, in, lb/in^3, lb/in^2).
El material utilizado es A500 Grado B con masa 631,84, centro de gravedad 180,00; 0,00; 0,00 y propiedad HSS6x4x?
| Propiedad Geometría | Valor |
|---|---|
| Altura | 4.00 |
| Anchura | 6.00 |
| h | 4.00 |
| b | 6.00 |
| d | 0.35 |
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
A partir de la tabla 1-11 del manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- HSS6×4×?
- Ag = 6,18 pulg.2
- ry = 1,55 pulg.
- t = 0,349 pulg.
Nota: La viga HSS se creó en Femap (sección incorporada) con momento de inercia Iyy = 15,3 pulg^4 (no se tuvieron en cuenta los filetes de la sección laminada), pero en SDC Verifier el momento de inercia se cambió a Iyy = 14,4 pulg^4 según los datos de entrada del ejemplo.
Cargas y restricciones del MEF
2..Carga muerta 35 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..Fuerza en el nodo | Fuerza | Nodo 11 | (35000;0;0) |
3..Carga viva 105 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..Fuerza en el nodo | Fuerza | Nodo 11 | (105000;0;0) |
Restricción
| Definición | Cuenta | Tipo (DOF) |
|---|---|---|
| 1..Fijo | 1 nodo(s) | Tx Ty Tz Rx Ry Rz |
| 2..Fijado | 1 nodo(s) | Ty Tz Rx Ry Rz |
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
Comprobación de delgadez
Todos (LS1, Todas las entidades)
Comprueba el Límite de Esbeltez Recomendado
Control axial
Todos (LS1, Todas las entidades)
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la tracción requerida es:
Flexión por tracción
Compruebe el estado límite de elasticidad por tracción utilizando la tabla 5-4 del manual AISC.
Comparando los resultados del cálculo en SDC Verifier y en el ejemplo D.4 podemos ver que los valores coinciden completamente.
- El límite elástico de tracción es de 256 kips > El límite elástico de tracción requerido es de 210 kips.
- La relación de esbeltez Z es 232 < límite máximo de esbeltez para miembros en tensión es 300 (AISC 360-10 capítulo D.1).
Descargue el archivo del proyecto SDC Verifier, el modelo y el informe de Example D.4
