PROBLEMAS DE APLICACION

PREGUNTA 3.4 Calcule el rea neta en cada uno de los siguientes enunciados.

DATOS: Ag = 38 in2TW = 1.28 inTf = 2.3 in

PREGUNTA 3.9. Para la placa de 1/2" x 9 hallar el rea neta.

DATOS: Wg = 9 inEspesor = 1/2 in

1 PASO. Identificar las lneas de fractura.

FALLA abc:

FALLA abde:

El ms desfavorable es Wn = 7.333:

PREGUNTA 3.14. Un ngulo de L 8 x 8 x 5/8 se usa como miembro a tensin con una lnea de gramil para tornillo de 1 pulg en cada lado con el gramil usual (ver tabla 3.1). Cul es el escalonamiento mnimo necesario para que slo un tomillo tenga que sustraerse del rea total del ngulo? Calcule el rea neta de este miembro si los agujeros se escalonan a cada 2 pulg.

DATOS: An - Ag = - rea de 1 agujeroEspesor = 5/8 inrea de Agujeros = 9/8g1 = 3 ing2 = 7.5 in

Calculo de rea neta para un espaciamiento S = 2in

DATOS: Ag = 9.61 in2Espesor = 5/8 inrea de Agujeros = 9/8 in

PREGUNTA 3.19. Determine las reas netas efectivas, de las secciones mostradas usando los valores U, dado en la tabla 3.2. Considere 3 tornillos en una lnea.

DATOS: Ag = 4.75 in2Espesor = 1/2 inU = 0.85

PREGUNTA 3.24. Determine el rea neta efectiva, del canal MC 12 x 45, suponga que los tornillos a utilizar son de 1 pulg, hallando el U analtico.

DATOS: Ag = 13.2 in2Espesor = Tw = 0.712 in.Excentricidad = X = 1.04Largo = 10 in.

Hallando U analticamente:

rea neta efectiva:

PREGUNTA 3.29. Calcule la resistencia de diseo de la conexin atornillada que se muestra. Incluye la resistencia del bloque de cortante, as como la resistencia a tensin del ngulo. El acero del ngulo es A36 y los tornillos son de 3/4.

Resistencia de Diseo: Rn = ?

Identificando el tipo de Falla:

Para un Acero de A36, Fy = 36 Ksi, Fu = 58 Ksi, = 0.75

Se disea con la resistencia mayor Rn = 110.60 Kip.

PREGUNTA 3.34. Calcule la resistencia de diseo dl ngulo mostrado de 6 x 6 x , si este consiste de un acero con Fy = 50 Ksi y Fu = 65 Ksi. Considere el bloque de cortante con la resistencia a tensin del ngulo.

DATOS: L 6 X 6 X 1/2FY = 50 KSIFU = 65 KSIRn = ?.Ag = 5.75 in2X = 1.68 in = 0.75

SECCION DE CORTE

SECCION EN TENSION

Hallando Rn:

Hallando Resistencia de Diseo:

Hallando U analticamente:

Hallando Pu por fluencias: =0.90

Hallando Pu por Fractura =0.75

PREGUNTA 3.39. Determine la resistencia de diseo a tensin de una W x 12 x 58, de 30 pies de longitud con dos lneas de tornillos de 7/8 pulg separados a 4 pulgadas entre centros, en cada patn. Use acero A 572 grados A 50.DATOS: W 12 X 58Acero 572 grado A 50FY = 50 KSIFU = 65 KSIAg = 17 in2Tf = 0.64 inT = 9.5 in

PREGUNTA 4.1. Seleccione la vigueta W14 ms ligera para soportar cargas de trabajo a tensin de PD = 220 Klb y PL = 250 Klb. El elemento tiene 30 pies de largo y debe de tener dos lneas de agujeros para tornillos de 1 pulg en cada patn; habr por lo menos tres tornillos en cada lnea.

DATOS: ACERO: A36FY = 36 KSIFU = 58 KSIPD = 220 KlbPL = 250 KlbLargo = 30 pies

Calculo de Cargas de Diseo:

Calculo del area minima:

Calculo del area minima:

Escogemos el perfil con igual o mayor Amin, y un r mayor a 1.2: W 14 x 74, Ag = 21.80 in2COMPROBANDO:

Como

Entonces disearemos un perfil W 14 x 74

PREGUNTA 4.6. Seleccione la seccin S ms ligera disponible para soportar las cargas de servicio de tensin PD = 80 Klb y PL = 110 Klb. El elemento tiene 20 pies de longitud y tendr dos lneas de tornillos de 7/8 pulg en cada patn. (4 tornillos en una lnea a 3 pulg entre centros solo en el alma). ACERO A36

DATOS: ACERO A36Py = 36KsiPu = 58 KsiPD = 80 KlbPL = 110 KlbLargo = 20 pies

Calculo de Cargas de Diseo:

Calculo del area minima:

Calculo del area minima:

Escogemos el perfil con igual o mayor Amin, y un r mayor a 0.72: S 10 X 35, Ag = 10.3 in2COMPROBANDO:

Como

Entonces disearemos un perfil S 10 X 35

PREGUNTA 4.11. Seleccione la seccin ms ligera para cada una de las situaciones descritas. Suponga tornillos a 4 pulgadas entre centros. No considere bloque cortante.PERFIL: W10PD = 80 KlbPL = 50 KlbLongitud = 18 pieAcero = A 572 grado 50Conexin = Soldaduras Longitudinales solo en los patines con U = 0.87

DATOS:PL=60 klbPD=80 klbFy=50ksiFu=65ksiU=0.87L=18 ft

Hallando Pu:

De las condiciones:

Hallando el Ae: Considerando cada uno de los casos: w10x12 Ag = 3.54 in2 r=0.785 in tf = 0.210 in w10x15 Ag = 4.41 in2 r=0.810 in tf = 0.270 in w10x17 Ag = 4.99 in2 r=0.844 in tf = 0.330 in Para: W10x12Analizando: bf/d

Para: W10x15Analizando: bf/d

Para: W10x17Analizando: bf/d

COMPROBACION:

POR LO TANTO: Escogemos el perfil W 10X 17

PREGUNTA 4.16. Seleccione la seccin ms ligera para cada una de las situaciones descritas. Suponga tornillos a 4 pulgadas entre centros. No considere bloque cortante. Determine U a partir de la Especificacin B.3 del LRFD.PERFIL: WT 8PD = 80 KlbPL = 120 KlbLongitud = 15 pieAcero = A 242 grado 46Py = 46 KsiPu = 63 KsiConexin = Soldaduras Longitudinales solo en los patines.

Hallando Pu:

Hallando Ag min:

Hallando rmin:

Escogemos el perfil con igual o mayor Ag, y un r mayor a 0.6: W 8 x 24, Ag = 7.08 in2SEGUN LA ESPECIFICACION B3, Hallando Ae:

Cuando la carga de tensin se transmite a una placa solamente por soldaduras longitudinales a lo largo de ambos bordes en el extremo de la placa

COMPROBANDO:

Entonces disearemos un perfil W 8 X 24

PREGUNTA 4.21. Seleccione un ngulo simple como miembro a tensin para resistir las cargas de servicio PD = 70 Klb y PL = 70 Klb. El miembro tiene 18 pie de longitud y estar conectado con una lnea de cuatro tornillos de 7/8 pulg y 4 pulg entre centros. Suponga Fy = 40 Ksi y Fu = 60 Ksi. No tome en cuenta bloque de cortante, U hallado analticamente.DATOS:PL=70 klbPD=80 klb tornillo = 7/8Long. = 18 piesFy = 40 ksiFu = 60 ksiHallando Pu:

Hallando Ag min:

Hallando Ae min:

Hallando rmin:

Perfiles que cumplen la condicin:L 8 X 4 X 9/16 Ag = 6.43 in2L 6 X 6 X 9/16 Ag = 6.43 in2L 6 X 4 X 5/8 Ag = 5.86 in2L 5 X 5 X 5/8 Ag = 5.86 in2

L 8 X 4 X 9/16

L 6 X 6 X 9/16

L 6 X 4 X 5/8

L 6 X 4 X 5/8

Al final solo quedan como aparece.L 6 X 4 X 5/8 P.P = 21.9 Lb/ FtL 6 X 4 X 5/8 P.P = 20.9 Lb / Ft

Los dos tienen el mismo peso as que cualquiera de los 2 se considera como opcin.

PREGUNTA 4.26. El empuje horizontal en la base del arco triarticulado mostrado en la figura, deber ser resistido por un tirante de acero A36, Qu tamao de tirante roscado ser necesario usar para las cargas mostradas?

RESOLUCION: , Por ser acero A36.Tomamos los valores y haremos combinacin de cargas para hallar las cargas puntuales, siendo:- Para:

- Para:

Entonces

Para determinar el empuje, por anlisis en arcos triarticulados tenemos:

Donde adems ; reemplazando:

Siendo Empuje=101.33klb, el rea de Diseo para varillas roscadas ser:

Donde :

Entonces segn la Tabla Threading Dimensions for High-Strength and Non-High-Strength Bolts, del mtodo LRFD, q nos das los valores y propiedades para varillas roscadas, tomaremos la varilla de 2 in de dimetro, con 4 cuerdas por pulgada, (AD=3.14 in2)