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ANÁLISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL CON ANSI/AISC 360 Diseño de Miembros a Tracción Propiedades de la Sección I : Gemetría: ≔H 400 mm Altura total de la sección. ≔tw 7 mm Espesor del alma. ≔bf 300 mm Ancho del patín. ≔tf 7 mm Espesor del ala. ≔d =−H ⋅2 tf 386 mm Altura del alma. Características del acero: Acero ASTM A36 ≔Fy =36 ksi 2531.05 ――kgfcm2 Tensión cedente. ≔Fu =58 ksi 4077.8 ――kgfcm2 Tensión ultima. Características de la conexión: ≔db =―58 in 15.88 mm Diámetro nominal del perno. ≔s 10 cm Paso, espaciamiento longitudinal enter pernos. ≔nc 5 Numero de columnas de pernos ≔g 5 cm Gramil, especiamiento transversal entre pernos. ≔nr 4 Numero de filas de pernos. ≔dn =+db ―116 in 17.46 mm Diámetro del agujero. ≔tp ―12 in Espesor de la plancha. ≔l =⋅s ⎛⎝ −nc 1⎞⎠ 40 cm Longitud de la conexión. I ng. Sergio Valle ANÁLISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL CON ANSI/AISC 360 Carga actuante: ≔Pu 100 tonnef Carga axial a tracción. Determinación de la resistencia a tracción: 1. Cedencia del área gruesa ≔Ag =+⋅d tw ⋅⋅2 bf tf 6902 mm2 Área gruesa. ≔Rn =⋅Ag Fy 174.69 tonnef Resistencia nominal a tracción según el estado límite de cedencia del área gruesa. ≔ϕt 0.9 Factor de minoración de resistencia para el estado límite de cedencia del área gruesa. ≔Rn_1 =⋅ϕt Rn 157.22 tonnef Resistencia minorada a tracción para el estado límite de cedencia del área gruesa. 2. Fractura del área neta: ≔n =nr 4 Numero de pernos en la ruta de falla. ≔An =−Ag ⋅⋅⋅2 n dn tf 5924.1 mm2 Área neta. Como el miembro no se encuentra conectado en todos sus elementos sino únicamente en sus alas, existirán efectos de desfasaje por cortante (shear lag). La excentricidad de un perfil I conectado únicamente a sus alas, se determina como la distancia desde el plano de la conexion hasta el centro de gravedad formado por la pseudo- Te que forma a partir del centro de gravedad de la seccion entera. ≔x =―――――――― +⋅⋅bf tf ⎛⎜⎝ +― d 2 ― tf 2 ⎞⎟⎠ ⋅⋅― d 2 tw ― d 4 +⋅bf tf ⋅―d2 tw 157.35 mm I ng. Sergio Valle ANÁLISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL CON ANSI/AISC 360 ≔U =−1 ―xl 0.61 Factor de desfasaje por cortante. ≔Ae =⋅An U 3593.68 mm2 Área efectiva. ≔Rn =⋅Ae Fu 146.54 tonnef Resistencia nominal a tracción según el estado límite de fractura del área neta. ≔ϕt 0.75 Factor de minoración de resistencia para el estado límite de fractura del área neta. ≔Rn_2 =⋅ϕt Rn 109.91 tonnef Resistencia minorada a tracción para el estado límite de fractura del área neta. 3. Bloque de cortante: Determinación de las áreas netas del bloque de cortante: ≔Agv =⋅⋅2 tf (( +l 5 cm)) 6300 mm2 Área gruesa a corte. ≔Anv =−Agv ⋅⋅⋅2 dn tf ⎛⎝ −nc 0.5⎞⎠ 5199.86 mm2 Área neta a corte. ≔Ant =−⋅⎛⎝ +⋅⎛⎝ −nr 2⎞⎠ g 10 cm⎞⎠ tf ⋅⋅dn ⎛⎝ −nr 1⎞⎠ tf 1033.29 mm2 Área neta a traccion. ≔Ubs 1 Factor de tensión uniforme. ≔Rn =+⋅⋅0.6 Fu Anv ⋅⋅Ubs Fu Ant 169.36 tonnef Resistencia nominal a tracción para el estado límite de bloque de cortante. I ng. Sergio Valle ANÁLISIS Y DISEÑO EN ACERO ESTRUCTURAL CON ANSI/AISC 360 ≔Rn_max =+⋅⋅0.6 Fy Agv ⋅⋅Ubs Fu Ant 137.81 tonnef Límite superior de resistencia nominal a tracción para el estado límite de bloque de cortante. ≔Rn =min ⎛⎝ ,Rn Rn_max⎞⎠ 137.81 tonnef ≔ϕt 0.75 Factor de minoración de resistencia para el estado límite de bloque de cortante. ≔Rn_3 =⋅ϕt Rn 103.36 tonnef Resistencia minorada a tracción para el estado límite de bloque de cortante. Determinación de la relación demanda capacidad para los estados límites de cedencia del área gruesa y ruptura del área neta: ≔ϕRn =min ⎛⎝ ,Rn_1 Rn_2⎞⎠ 109.91 tonnef Resistencia minorada a tracción. ≔D/C =――PuϕRn 0.91 Relación demanda-capacidad. =if (( ,,≤D/C 1 “Cumple” “No Cumple”)) “Cumple” Determinación de la relación demanda capacidad para los estados límites de bloque de cortante: ≔ϕRn =Rn_3 103.36 tonnef Resistencia minorada a tracción. ≔D/C =―― ―Pu2 ϕRn 0.48 Relación demanda-capacidad. =if (( ,,≤D/C 1 “Cumple” “No Cumple”)) “Cumple” I ng. Sergio Valle
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