Ejemplo E.1A Diseño de columna en forma de W con extremos articulados
Yurii Shumak
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Seleccione una columna en forma de W ASTM A992 para soportar una carga axial muerta de 140 ksi y una carga viva de 420 kips. La columna tiene una longitud de 30 pies y está fijada con pernos por arriba y por abajo en ambos ejes. Limite el tamaño de la columna a una forma nominal de 14 pulgadas.
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la compresión requerida es:
Selección de columnas
De la tabla C-A-7.1 del Comentario a las Especificaciones del AISC, para una condición con pasadores, K = 1,0.
Dado que la longitud no arriostrada es la misma en las direcciones x-x e y-y y que rx supera a ry en todas las formas W, regirá el pandeo en el eje y-y.
Entre en la tabla con una longitud efectiva, KL, de 30 pies, y proceda a través de la tabla hasta alcanzar la forma de menor peso con una resistencia disponible que iguale o supere la resistencia requerida. Seleccione un W14×132.
De la tabla 4-1 del manual AISC, la resistencia disponible para una longitud efectiva del eje y-y de 30 pies es:
El material utilizado es acero ASTM A992 con masa 6844320,00, centro de gravedad = 180,00; 0,00; 0,00 y propiedad W14x132
El área, el momento Izz, el momento Iyy y otros parámetros de forma se corrigen porque en FEMAP se calcula sin filetes ni cámaras.
Para comprobar las propiedades correspondientes a una sección idealizada, utilice el Calculadora del momento de inercia de una sección en I y del radio de giro. La propia prueba de referencia utiliza propiedades de sección corregidas para tener en cuenta la geometría del perfil laminado.
| Propiedad Geometría | Valor |
|---|---|
| Altura | 14.70 |
| Anchura | 14.70 |
| h | 14.70 |
| a | 14.70 |
| b | 14.70 |
| c | 1.03 |
| d | 0.65 |
| t | 1.03 |
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
Las propiedades son las siguientes:
- W14×132
Cargas y restricciones del MEF
1..Carga muerta 140 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1,140 kips | Fuerza | Nodo 11 | (-140000;0;0) |
3..Carga viva 420 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..420 kips | Fuerza | Nodo 11 | (-420000;0;0) |
Restricción
| Definición | Cuenta | Tipo (DOF) |
|---|---|---|
| 1..Arriba | 1 nodo(s) | Ty Tz Rx |
| 2..Fondo | 1 nodo(s) | Tx Ty Tz Rx |
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
Comprobación axial
Todos (LS1, Todas las entidades)
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la compresión requerida es:
De la tabla 4-1 del manual AISC, la resistencia disponible para una longitud efectiva del eje y-y de 30 pies es:
Ejemplo E.1C Diseño de pilar en forma de W con extremos articulados
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Calcule la resistencia disponible de una columna W14×132 con longitudes no arriostradas de 30 pies en ambos ejes. Las propiedades del material y las cargas son las indicadas en el ejemplo E.1A.
Solución
A partir de la tabla 2-4 del manual AISC, las propiedades de los materiales son las siguientes:
ASTM A992
A partir de la Tabla 1-1 del Manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- W14×132
- Ag = 38,8 pulg.2
- rx = 6,28 pulg.
- ry = 3,76 pulg.
Comprobación de esbeltez
De la tabla C-A-7.1 del Comentario a las Especificaciones del AISC, para una condición con pasadores, K = 1,0.
Dado que la longitud no arriostrada es la misma para ambos ejes, regirá el eje y-y.
Para Fy = 50 ksi, las tensiones críticas disponibles, ΦcFcr/Ωc para KL/r = 95,7 se interpolan a partir de la tabla 4-22 del manual AISC como sigue:
El área, el momento Izz, el momento Iyy y otros parámetros de forma se corrigen porque en FEMAP se calcula sin filetes ni cámaras.
Características del haz
Todos (LS1, 1 elemento(s))
A partir de la Tabla 1-1 del Manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
Dado que la longitud no arriostrada es la misma para ambos ejes, el eje y-y regirá
Comprobación axial
Todos (LS1, Todas las entidades)
Para Fy = 50ksi, las tensiones críticas disponibles, ΦcFcr y F>cr>/Ωc para KL/r = 95,7 se interpolan a partir de la Tabla 4-22 del Manual AISC como sigue:
Comparando los resultados del cálculo en SDC Verifier y en el ejemplo E.1C y E. 1C podemos ver que los valores coinciden completamente.
La resistencia disponible para una longitud efectiva en el eje y-y de 30 pies es de 893 kips.
Descargue el archivo del proyecto SDC Verifier, el modelo y el informe de Example E1A-1C
