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ESCUELA PROFESIONAL
DE INGENIERÍA CIVIL
MOQUEGUA 2020
CURSO:
MSc. RUTH M. JINES C. SEMESTRE:2020 -I I
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
DISEÑO EN
ACERO Y
MADERA
DISEÑO DE MIEMBROS EN TENSIÓN
Para diseñar los elementos de una estructura, es necesario basarse en normas ó
especificaciones que siempre estén respaldadas en la experiencia pasada y en
numerosas pruebas de laboratorio. De esta manera se evita, en gran parte, que el
proyectista utilice criterios erróneos que conduzcan a estructuras antieconómicas por
usar factores de seguridad muy grandes, ó por el contrario, que buscando economías
mal entendidas, se apliquen factores de seguridad tan bajos que pongan en riesgo la
seguridad de la estructura.
Los miembros a tensión se dimensionan de modo que los esfuerzos nominales no
excedan el esfuerzo de tensión permisible (ASD) o tensión resistente (LRFD), que se
define en las especificaciones AISC como un porciento del esfuerzo de fluencia. El
esfuerzo nominal de tensión Ft se obtiene dividiendo la carga de tensión axial entre el
área A del miembro en la sección en estudio. En el caso de miembros conectados por
medio de soldadura se considera únicamente el estado límite de fluencia debido a que
no existen agujeros que puedan disminuir el área esforzada, y para elementos
conectados con pasadores, tornillos o remaches, se revisarán los estados límites
mencionados en la especificación AISC 2011 para calcular Ft.
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Cuando una estructura está sujeta a cargas variables que se repiten miles y a veces millones de veces, pueden aparecer grietas en el acero que se van extendiendo en la sección hasta ocasionar la ruptura de la pieza. A esta falla se llama falla por fatiga. La falla por fatiga se presenta principalmente cuando existen esfuerzos de tensión. Las concentraciones de esfuerzos aumentan la susceptibilidad a falla por fatiga. Los aceros de altas resistencias presentan una resistencia a la fatiga similar al acero NOM-B 254(ASTM A 36).
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En el diseño de miembros en tensión de acuerdo con las Especificaciones AISC-2011, se consideran los estados límite de flujo plástico en la sección total, de fractura en el área neta y de ruptura en bloque por cortante y tensión.
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Resistencia de diseño en tensión La resistencia de diseño y la resistencia permisible en tensión, de un elemento estructural en tensión es menor de las calculadas con alguna de las ecuaciones estipuladas en el Capítulo D, Especificaciones AISC-2010.
a) Estado Límite de Fluencia
b) Estado Límite de Ruptura
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EJEMPLO 2: Diseñar sobre el estado limite de fluencia y ruptura un canal C que soporta una carga muerta de 18 Ton y una carga viva de 7 ton de fuerza en tracción en sus extremos, además se colocaran 2 pernos de 5/8”. Usar acero A-36.
a) Estado Limite de Fluencia
*** Chequeo por esbeltez:**
Determinar un perfil C con un Ag (de Tablas)
Suponiendo que la barra en tensión mide L=2.0m ݎ =
ܮ 300 = ݎ 0.݈݃ݑ
Escogemos el perfil C 5x9 cuyas propiedades son: Ag=2.64 pulg^2 y r=0.489 pulg
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b) Estado Limite de Ruptura:
C 5x9: (tablas) Ag=2.64 pulg^2 y r=0.489 pulg t=5/16” =0.478”
Pernos de 5/8”
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SOLUCIÓN:
EJEMPLO 3:
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Agt=160*13=2080mm²
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Fu Ant=400N/mm² * 1707.55mm²= 0.6FuAnv=0.604003149.25=755820 Fu Ant
Rn= {0.6FuAnv + FyAgt} Rn= 0.75{(0.64003149.25)-(250*2080)} Rn= 176.865 KN
Rn= 176.865 KN
Rn= 176.865 KN
