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DISEÑO DE MIEMBROS SUJETOS A TENSIÓN.

NTC-METALICAS:

Para el diseño de miembros a tensión de acuerdo a las NTC se consideran dos estados que son:

  • Estado límite de flujo plástico en la sección total (para limitar la elongación del miembro):

  •  

    Rt = Fr Fy At
    Fr = 0.9
     

  • Estado límite de fractura en la sección total:
  •  

Rt = Fr Fu Ae
Fr = 0.75

Donde:

Fr = factor de resistencia
Rt = resistencia a tensión del miembro (kgf)
At = área total de la sección (cm2)
Ae = área neta efectiva de la sección (cm2)
Fy = esfuerzo de fluencia del acero empleado(kgf/cm2)
Fu = esfuerzo último (de ruptura) del acero (kgf/cm2) a tensión.

En miembros sin agujeros conectados mediante soldaduras colocadas en todos los elementos que componen su sección transversal, se tomará Ae = At.

Si existen agujeros entre las conexiones soldadas de los extremos del elemento, o bien si contienen soldaduras de tapón o ranura se empleará el área neta efectiva a través de los agujeros.

 

  • Calcular el área mínima efectiva y total necesaria para una placa prismática, que deberá soportar una tensión de 10 ton por CM + CV, si pertenece a una estructura tipo B, acero A-36.
1.4(10000 kg) < 
0.9 Fy Ac (flujo plástico) (a)
 
0.75 Fu Ae (fractura) (b)
  • 14000 kg <= 0.9 (2530 kg/cm2) At

  • At >= 6.15 cm2
  • 14000 kg < 0.75(4080 kg/cm2) Ae
Ae > 4.58 cm2
Ae = Uat 

.

Ae = 0.80 At 

.

1.0 si la soldadura está aplicada correctamente (miembros secundarios)
0.80 si no está segura la calidad de la soldadura (miembros principales)

At > 6.15 cm2(a) flujo plástico
0.80 At > 4.58 cm2
At > 5.75 cm2(b)

  • Determinar el área total necesaria para una placa sujeta a tensión que soportara 5 ton po (CM + CV + V) si será conectada de la manera siguiente.
Estructura tipo A, acero A-441 
Fy = 2950 kg/cm2
Fu = 4430 kg/cm2


 

1.1 (1500 kg)<
0.9 (2950 kg/cm2) At ............1
0.75 (4430 kg/cm2) Ae ..........2
16500 < 2655At  At > 6.21 cm2 ............1
16500 < 3322.5 Ae Ae > 4.97 cm2.............2
At = 1.9 b = 6.21 b > 3.27 cm ................1

  • ABDE

  • ABCDE


  •  
  • ABCF

  • GCF
b - 2.70 be = b – 5.40 Ae = 1.9 (b-5.40)  1.9 (b - 5.40) > 4.97 .........2

b > 8.01 cm ........2 Falla por fractura en la sección

At = (1.9) (26.04) At = 49.47 cm2
Ae = be h be = 26.04 – (2.70)2 be = 20.64 cm
Ae = 1.9 (20.64) Ae = 39.21 cm2
 

U = 0.79 Para saber que tan óptima es la sección

 

BLOQUE DE CORTANTE (INTERACCIÓN – TENSIÓN – CORTANTE)

La resistencia de diseño de un miembro a tensión, no siempre esta gobernada por las expresiones que consideran la falla por fractura o por flujo plástico, ni por la resistencia de los tornillos, remaches o soldaduras; si no que también a veces depende de la resistencia de su "bloque de cortante" que es la zona de conexión del miembro, definida por un plano de falla a cortante y uno transversal a tensión.

En este caso de la falla de los planos no ocurre simultáneamente pudiendo presentarse dos casos:

CASO A:Área grande a cortante y área pequeña a tensión:

Cuando se tiene un área grande a cortante y una pequeña a tensión su resistencia será a cortante y no a tensión, por lo que primero se presentará el flujo del área a tensión y la falla después a cortante, a este caso se le denomina fluencia por tensión y fractura por cortante, y su resistencia se determina como:

AgtFy = fluencia por tensión

0.6AncFu = fractura por cortante

CASO B:Area grande a tensión y área pequeña a cortante:

www.construaprende.com

Para este caso la resistencia será a tensión y no a cortante de modo que primero se presentará la fluencia a cortante y luego la fractura a tensión denominándole fractura por tensión y fluencia por cortante:

AntFu = fractura por tensión
0.6AgvFy = fluencia por cortante

donde:

Agu = área total sujeta a cortante
Fr = 0.75
Agt = área total sujeta a tensión
Anv = área neta sujeta a cortante
Ant = área neta sujeta a tensión
Agv = área total sujeta a cortante
Rtb = resistencia total sujeta a cortante
Fu = esfuerzo último del material

La resistencia total del bloque de cortante Rtb, se determina como la menor de las dos expresiones calculadas de Rtb. 

Nota: deberán aplicarse ambas ecuaciones, a fin de determinar el tipo de falla. Rigiendo la que de la menor resistencia (se escoge la menor).
 

 

Determinar la resistencia del bloque de cortante para la fig. ilustrada.

A – 36 Fy = 2530 kg/cm2 Fu = 4080 kg/cm2

Agt = 5.08 (0.63) = 3.20 cm2 Ant = 3.20 cm2

Agv = (0.79 + 15.24) (0.635) = 10.09 cm2 Anv = 10.09 cm2

se escoge esta

 

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    Milagros · 10 years ago
    buenos días por favor me gustaría tener este material como hago para adquirirlo? Apuntes de estructura metálicas.
  • This commment is unpublished.
    ivan alberto · 1 years ago
    gracias y muy interesante documento me lo podra compartir a mi correo albertros2014@gmail.com.
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    david quispe · 3 years ago
    excelente aporte amigo .me podría proporcionar el documento a este correo davidquisber007@gmail.com
  • This commment is unpublished.
    Erik Paz · 6 years ago
    ¿Pudieran compartir los enlaces por favor?
    yiozero.maki@gmail.com
  • This commment is unpublished.
    TONY · 6 years ago
    EXCELENTE DOCUMENTO
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    heiner · 8 years ago
    excelente
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    Carlos · 8 years ago
    Excelente aporte amigo. Me gustaria que me compartas el archivo enviandolo a mi correo: Ing_CarlosHdezHdez . Saludos.
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    claudia · 9 years ago
    quisiera saber como saco calculo de viga encadenado superior e inferior para luz de 4,5mx 8,50m( este ultimo posee apoyo a la mitad aprox), el techo es de chapa de zinc gracias atte claudia
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    JUAN DE DIOS · 9 years ago
    Muy buen artículo arquitecto, como puedo obtener el material completo?
    Saludos
    JUAN DE DIOS
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    JOSE HIDALGO · 9 years ago
    Excelente trabajo, gracias por tomarme en cuenta para informarme sobre estos documentos, por favor envíenme una copia. Muchas Gracias
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    marcos · 9 years ago
    exelente los apuntes de gran utilidad
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    CARLOS MOSQUERA · 9 years ago
    AMIGO ME PARECE MUY COMPLETO SU APUNTE.. LO FELICITO SERA POSIBLE QUE ME LO ENVIE A MI CORREO MUCHAS GRACIAS
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    jorge anibal gutierrez toloza · 9 years ago
    Me gustaria tener esta información sobre estructuras metalicas. Como le hago para tener este material o me lo pueden aenviar ami correo. De antemano muchas gracias.
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    jose tomas pulido perez · 9 years ago
    Excelente material, soy estudiante de ingenieria civil y me es muy util, si hay alguna posibilidad de que me lo puedas enviar a mi correo o algun link de descarga te lo agradeceria... Saludos!
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    Juan Manuel Libreros González · 10 years ago
    Buenas tardes, los apuntes son excelentes, será posible que me informen como puedo obtenerlos.
    Gracias de antemano.
    Afectuosamente: Juan Manuel
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    Dani · 10 years ago
    buenas tardes soy ing. civil y me interesaria mucho obtener ese material. sera posible que me lo envien a mi correo??? espero su respuesta. muchas gracias
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    josehidalgo · 10 years ago
    Buenas noches , los apuntes son excelentes sera posible que me los envie por favor,gracias y disculpa
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    Carmen Selvi · 10 years ago
    Buen dia, los apuntes estan muy buenos sera posible que me los envie por favor
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    Edward Andres Bergaño Aguilar · 10 years ago
    Buenas tardes.

    Desde que trabajo siempre lo he hecho en estructuras metálicas, he estado en la parte de calidad, producción y planos me gustaría enfocarme en el diseño no se alguien me puede ayudar.
  • This commment is unpublished.
    Jonathan · 10 years ago
    Me gustaria tener esta información sobre estructuras metalicas. Como le hago para tener este material o me lo pueden aenviar ami correo. De antemano muchas gracias.

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gracias y muy interesante documento me lo podra compartir a mi correo Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo..
Buen dia algun laboratorio para realizar estas pruebas que me recomienden?