Ejemplo D.3 Elemento de tracción en forma de WT
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:
Una viga WT6×20 ASTM A992 tiene una longitud de 30 pies y soporta una carga muerta de 40 kips y una carga viva de 120 kips en tracción. La conexión final está soldada en ángulo a cada lado durante 16 pulg. Verifique la resistencia a tracción del miembro tanto por LRFD como por ASD. 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:
- W6×20
- ASTM A992
- Fy=50 ksi
- Fu=65 ksi
De la tabla 1-8 del manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- W6×20
- Ag =5,84 pulg.2
- bƒ =8,01 pulg.
- tƒ =0,515 pulg.
- <rx =1,57 pulg.
- γ‾ =1,09 pulg.= χ‾ (en la ecuación para U)
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la tracción requerida es:
| LRFD | ASD |
|---|---|
| Pu = 1,2(40 kips) + 1,6(120 kips)=240 kips | Pa = 40 kips + 120 kips= 160 kips |
Flexión por tracción
Compruebe el estado límite de elasticidad por tracción utilizando la tabla 5-3 del manual AISC
Comprueba el Límite de Esbeltez Recomendado
=229 < 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 acero A992 con tensión de fluencia = 50000 y resistencia a la tracción = 65000.
El momento de inercia W6×20 se modifica manualmente desde el momento original I2 o Iyy> 15,3 a 14,40, porque la sección se modela sin filetes.
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
De la tabla 1-8 del manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- W6×20
- Ag =5,84 pulg.2
- bƒ =8,01 pulg.
- tƒ =0,515 pulg.
- rx =1,57 pulg.
- γ‾ =1,09 pulg.= χ‾ (en la ecuación para U)
Nota: La viga en T se creó en Femap (sección incorporada) con momento de interiaIyy = 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
1..Carga muerta 40 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..Fuerza en el nodo | Fuerza | Nodo 11 | (40000;0;0) |
2..Carga viva 120 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..Fuerza en el nodo | Fuerza | Nodo 11 | (120000;0;0) |
1.Restricción
| Definición | Cuenta | Tipo (DOF) |
|---|---|---|
| 1..Fijo | 1 nodo(s) | Tx Ty Tz Rx Ry Rz |
| 2..TY;TZ;RX;RY;RZ | 1 nodo(s) | Ty Tz Rx Ry Rz |
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
Comprobación de delgadez
Todos (LS1, 18 PropertyShape(s))
Comprueba el Límite de Esbeltez Recomendado
Control axial
Todos (LS1, 17 Forma(s) de propiedad)
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 5-3 del manual AISC.
Comparando los resultados del cálculo en SDC Verifier y en el ejemplo D.3 podemos ver que los valores coinciden completamente. La tensión de fluencia en tracción es de 263 kips > tensión de tracción requerida es de 240 kips. La relación de esbeltez Z es 229 < 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.3
Lista completa de AISC 360-10 Ejemplos
