Ejemplo F.7A Miembro de flexión HSS con bridas no compactas
Yurii Shumak
Los resultados se generan con SDC Verifier 3.7.1 y se calculan con FEMAP v11.0.0. El ejemplo se calculó en el sistema de unidades americano.
Tarea:
Seleccione una viga rectangular ASTM A500 Grado B HSS con una luz de 21 pies. Las cargas incluyen una carga muerta uniforme de 0,15 kip/pie y una carga viva uniforme de 0,4 kip/pie. Limite la deflexión de la carga viva a L/240. La viga está arriostrada sólo en los puntos extremos. Se seleccionó aquí un miembro no compacto para ilustrar la relativa facilidad de seleccionar formas no compactas del Manual AISC, en comparación con el diseño de una forma similar aplicando directamente los requisitos de las Especificaciones AISC, como se muestra en el Ejemplo F.7B.
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
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:
La desviación máxima calculada es:
Reordenando y sustituyendo Δmax = 1,05 pulg,
Selección del haz
Seleccione HSS rectangular con un lx mínimo de 57,5 pulg4., utilizando la tabla 1-11 del Manual AISC, y que tenga una resistencia disponible adecuada, utilizando la tabla 3-12 del Manual AISC.
Pruebe con un HSS de 10×6× 3/16 orientado en la dirección fuerte. Esta sección rectangular HSS se seleccionó a propósito para fines ilustrativos porque tiene un ala no compacta. Consulte los criterios de compacidad en la tabla 1-12A del manual AISC.
lx = 74,6 pulg4. > 57,5 pulg4. o.k.
Para realizar una comprobación rápida basada en las dimensiones rectangulares idealizadas del HSS, utilice la calculadora para calcular las propiedades de la sección HSS.
A partir de la tabla 3-12 del manual AISC, la resistencia a la flexión disponible es:
Ejemplo F.7B Miembro de flexión HSS con bridas no compactas
Tarea:
Observe que en el ejemplo F.7A la información requerida se determinó fácilmente consultando las tablas del Manual AISC. El propósito del siguiente cálculo es demostrar el uso de las ecuaciones de la Especificación AISC para calcular la resistencia a flexión de un miembro HSS con un ala de compresión no compacta.
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:
- HSS 10×6× 3/16
- Zx = 18,0 pulg.3
- Sx = 14,9 pulg.3
Compacidad de la brida
= 31,5 de la Tabla 1-11 del Manual AISC
Determine la relación límite para una brida HSS compacta en flexión a partir de la tabla B4.1b Caso 17 de la especificación AISC.
Esbeltez de la brida
Determine la relación límite para una brida HSS esbelta en flexión a partir de la tabla B4.1b Caso 17 de la especificación AISC.
flexión de la tabla de especificaciones AISC B4.1b Caso 17.
Λp<Λ<Λr por lo tanto la brida no es compacta. Para esta situación, se aplica la ecuación F7-2 de la especificación AISC
Esbeltez de la web
= 54,5 de la tabla 1-11 del manual AISC
Determine la relación límite para un alma HSS compacta en flexión a partir de la tabla de especificaciones AISC B4.1b Caso 19.
Λ < Λp lo tanto, la red es compacta
Para los HSS con bridas no compactas y almas compactas, se aplica la sección F7.2(b) de la especificación AISC.
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 | 10.00 |
| Anchura | 6.00 |
| h | 10.00 |
| b | 6.00 |
| D | 0.174 |
Cargas y restricciones del MEF
1..Cargas
Restricción
Carga individual ‘1..Cargas.Restricción’
Del capítulo 2 de ASCE/SEI 7, la resistencia a la flexión requerida es
Convierta los valores: 363,80e+03 lb-in = 30,31 kip-ft
Comprobación 1..ANSI / AISC LRFD 360-10
1..HSS (cuadradas y rectangulares)
2..Doblado
Según la sección F1 de la especificación AISC, la resistencia a la flexión disponible es:
Factor de utilización
- 777,51 kip-in = 64,79 kip-ft;
- 363,8 kip-in = 30,31 kip-ft;
- 64,79 kip-pie/1,67 =38,79 kip-pie
- 30.31/38.79 = 0.78
Comparando los resultados del cálculo con SDC Verifier y el ejemplo F.7 puede verse que los valores coinciden. La ligera diferencia se explica por la conversión de unidades de uno a otro y por el uso de la forma conservadora de la viga en Femap.
La resistencia a la flexión requerida es de 30,31 kip-pie.
La resistencia a la flexión disponible es de 38,79 kip-pie.
Descargue el archivo del proyecto SDC Verifier, el modelo y el informe de Example F.7
