Ejemplo F.5 Miembro de flexión en forma de I en flexión de eje menor
Yurii Shumak
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.6 y se calculan con FEMAP v11.0.0
Tarea:
Seleccione una viga de flexión en forma de W ASTM A 992 cargada en su eje menor con una luz simple de 15 pies. Las cargas son una carga muerta uniforme total de 0,667 kip/pie y una carga viva uniforme de 2 kip/pie. Limite la deflexión de la carga viva a L/240. La viga está arriostrada sólo en los extremos.
Nota: Aunque no es un caso de diseño común, este ejemplo se utiliza para ilustrar la sección F6 de la especificación AISC (miembros en forma de I y canales doblados alrededor de su eje menor).
Solución:
A partir de la tabla 2-4 del manual AISC, las propiedades de los materiales son las siguientes:
- ASTM A992
- Fy = 50 ksi
- Fu = 65 ksi
Según el capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la flexión requerida es:
Momento de inercia mínimo requerido
La deflexión máxima de carga viva permitida es:
Selección del haz
Seleccione la sección más ligera de las entradas en negrita de la Tabla 3-5 del Manual AISC, debido a la probabilidad de que la deflexión rija este diseño.
- Pruebe s W12×58
A partir de la Tabla 1-1 del Manual AISC, las propiedades geométricas son las siguientes:
- W12×58
- Sy = 21,4 pulg3.
- Zy = 32,5 pulg3.
- Iy = 107 en4 >105 en 4. o.k.
Para calcular el momento de inercia y otras propiedades geométricas de una sección en I idealizada a partir de sus dimensiones, utilice la calculadora del momento de inercia de vigas en I.
Se aplica la Sección F6 de la Especificación AISC. Dado que el W12×58 tiene bridas compactas según la Nota de Usuario de esta Sección, el estado límite de fluencia rige el diseño.
- Mn = Mp = FyZy ≤1,6FySy
- = 50 ksi 32,5 pulg3 )≤1,6(50 ksi)(21,4 pulg 3)
- =1,630 kip-in. ≤1,710 kip-in. o.k
- Mn = 1.630 kip-in. o 136 kip-ft
Según la sección F1 de la especificación AISC, la resistencia a la flexión disponible es:
Unidades que se utilizaron en el cálculo:
- 1 kip = 1000lb
- 1 pie = 12 pulgadas
- 1 ksi = 1000 psi (lb/pulg²)
Ejemplo de AISC Ejemplos de diseño
Resumen del material
Resumen de propiedades
| Propiedad Geometría | Valor |
|---|---|
| Altura | 12.20 |
| Anchura | 10.00 |
| h | 12.20 |
| a | 10.00 |
| b | 10.00 |
| c | 0.64 |
| d | 0.36 |
| t | 0.64 |
Cargas y restricciones del MEF
1..Cargar
Restricción
Carga individual ‘1..Carga.Restricción’
Según el capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la flexión requerida es:
900,11e+03 lb-in = 75 kip-ft
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
1..Flexión – capítulo F6 (Diseño de la barra para flexión)
Todos (IL1, 17 formas)
2..Doblado – resultados finales
Todos (IL1, 17 formas)
Según la sección F1 de la especificación AISC, la resistencia a la flexión disponible es:
Factor de utilización
- 1617 kip-in = 134,75 kip-ft;
- 900 kip-in = 75 kip-ft;
- 81.4/75.1 = 0.93
Comparando los resultados del cálculo con SDC Verifier y el ejemplo F.5 puede verse que los valores coinciden. Una ligera diferencia se explica por la conversión de unidades de uno a otro.
La resistencia a la flexión requerida es de 900 kip-in.
