Ejemplo E1.B y E1.D Diseño de columna en forma de W con arriostramiento intermedio
Yurii Shumak
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Rediseñe el pilar del ejemplo E. 1A suponiendo que el pilar está arriostrado lateralmente alrededor del eje y-y y arriostrado torsionalmente en el punto medio.
Solución:
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 difiere en los dos ejes, seleccione el miembro utilizando el eje y-y y luego verifique la resistencia en el eje x-x.
Introduzca la tabla 4-1 del manual AISC con una longitud efectiva en el eje y, KLy, de 15 pies y proceda a través de la tabla hasta llegar a una forma con una resistencia disponible que iguale o supere la resistencia requerida. Pruebe con un W14×90. Un W14×90 de 15 pies de longitud proporciona una resistencia disponible en la dirección y-y de:
La relación rx/ry para este pilar, indicada en la parte inferior de la tabla 4-1 del manual AISC, es de 1,66. La longitud eficaz equivalente del eje y-y para el pandeo del eje resistente se calcula como:
De la tabla 4-1 del manual AISC, la resistencia disponible de un W14×90 con una longitud efectiva de 18 pies es:
La resistencia a la compresión disponible se rige por el estado límite de pandeo por flexión del eje x-x.
La resistencia disponible de los pilares descritos en los Ejemplos E.1A y E.1C se seleccionan fácilmente directamente de las Tablas del Manual AISC. La resistencia disponible también puede verificarse mediante cálculos manuales, como se muestra en los siguientes Ejemplos E.1C y 1D.
El material utilizado es acero ASTM A992 con masa 4674600,00, 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 calculan sin tener en cuenta los filetes y chaflanes.
| Propiedad Geometría | Valor |
|---|---|
| Altura | 14.00 |
| Anchura | 14.50 |
| h | 14.00 |
| a | 14.50 |
| b | 14.50 |
| c | 0.71 |
| d | 0.44 |
| t | 0.71 |
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
Las propiedades son las siguientes:
- W14×90
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) |
2..Carga viva 420 kips
| Definición Título | Tipo de carga | Aplicada en | Valor(es) |
|---|---|---|---|
| 1..420 kips | Fuerza | Nodo 11 | (-420000;0;0) |
Restricción
1.. Pinned
| Definición | Cuenta | Tipo (DOF) |
|---|---|---|
| 1..Arriba | 1 nodo(s) | Ty Tz Rx |
| 2..Fondo | 1 nodo(s) | Tx Ty Tz Rx |
| 3..Ty;Rx | 1 nodo(s) | Ty Rx |
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
Comprobación axial
Todos (LS1, Todas las entidades)
De la tabla 4-1 del manual AISC, la resistencia disponible de un W14×90 con una longitud efectiva de 18 pies es:
La resistencia a la compresión disponible se rige por el estado límite de pandeo por flexión del eje x-x.
Ejemplo E.1D Cálculo de la resistencia disponible en forma de W
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Calcule la resistencia disponible de un W14×90 con una longitud sin arriostrar de eje fuerte de 30 pies y longitudes sin arriostrar de eje débil y torsional de 15 pies. 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:
- W14×90
- Ag = 26,5 pulg.2
- rx = 6,14 pulg.
- ry = 3,70 pulg.
Para realizar una comprobación rápida basada en las dimensiones idealizadas de la sección, utilice la calculadora para calcular las propiedades de la sección en I, incluidos los momentos de inercia y los radios de giro.
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.
Tensiones críticas
Las tensiones críticas disponibles pueden interpolarse a partir de la tabla 4-22 del manual AISC o calcularse directamente como se indica a continuación:
Calcule la tensión elástica crítica de pandeo, Fe-
Calcule el esfuerzo de pandeo por flexión, Fcr-
Resistencia nominal a la compresión
Según la sección E1 de la especificación AISC, la resistencia a la compresión disponible es:
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
Las propiedades son las siguientes:
- W14×90
- Ag = 26,5 pulg.2 = 0,18. pies2
Características del haz
Todos (LS1, 1 Elemet(s))
A partir de la tabla 4-1 del manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
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.
Calcule la tensión elástica crítica de pandeo, Fe-
Comprobación axial
Todos (LS1, Todas las entidades)
Según la sección E1 de la especificación AISC, la resistencia a la compresión disponible es:
Comparando los resultados del cálculo en SDC Verifier y en los ejemplos E.1B y E.1D podemos ver que los valores coinciden completamente.
La resistencia a la compresión disponible es de 927 kips.
Descargue el archivo del proyecto SDC Verifier, el modelo y el informe de Example E1B-1D
