diiseño

1. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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“Año del Buen Servicio al Ciudadano”
UniversidadNacional“SanLuis Gonzaga” de ICA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Tema: Diseño de tijeraly celosía
Curso:
Diseñode acero y madera
Docente:
Mag. Ing. Alejandro Crispin Gomez
Integrantes:
 Allccarima Gutierrez, Cristhian
 Chavez Caquiamarca, Beto
 Vargas Aldoradin, Micky Rey
 Gastiaburú Quinteros, Cheddi
 Pineda Hinostroza, Jimmy
Ciclo- Grupo:
IX - “A”
ICA - PERÚ
2017

2. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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Problema:Diseñode unavigade Celosía:
Diseñarunaviguetade celosíade 6.00 m de longitud,conunaseparaciónentre viguetasde
2.00 m, que permitasoportarla coberturade planchasde fibrocemento,el pesoesde 7.33
kg/m2
.Se recomiendausaraceroFy= 2530 kg/cm2
Solución:
Efectuandolosmetradosde cargas:
Carga muerta:considerandoel áreade influenciade 2.00 m, Utilizandoparalacobertura,
planchasonduladasde fibrocemento:
Planchasde fibrocemento,el pesoes 7.33 kg/m2
2.00x7.33=14.66 kg/m
Pesopropio,estimado: =10.34kg/m
WD = 25.00 g/m
Carga viva:considerandoel áreade influenciade 2.00 m.
De acuerdocon el uso,de acuerdocon el R.N.E.30 kg/m2
WL=2.00x30 = 60.0 kg/m
Para determinarlaalturade la vigueta,se emplealafórmula:h= L/20
H= L/20 = 600cm/20 = 30 cm
Se asume B= 50 cm, loque se consideracomounsub-múltiplode laluzde la vigueta.
Tambiénesimportante ynecesariodeterminarel peralte efectivo“d”
Luegoel peralte efectivoserá:d=0.95 h = 0.95x30=28.5 cm= 0.285 m

3. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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Determinandolascargasfactorizadas:
Solopor didácticase determinarádoscombinaciones,paraundiseñoreal se debenconsideran
las06 combinaciones.
CombinaciónA 4.1: 1.4x25 = 35 Kg/m
CombinaciónA 4.2: 1.2x25+1.6x60+0= 126.00 kg/m
Se hace la comparaciónentre lascombinaciones,se tieneeneste caso:
126.00 kg/m> 35.00 kg/m
Se considerael mayorporla condicióncrítica que puede presentar.
𝑀 𝑚𝑎𝑥 =
𝑊𝑥𝐿2
8
=
126.00𝑥62
8
= 567.00 𝑘𝑔
𝑉𝑚𝑎𝑥 =
𝑊𝑥𝐿
2
=
126.00𝑥6
2
= 378.00 kg
El par de fuerzasC y T generanun momento:
C=T=
567.00
0.285
= 1989.47
Diseñode labridainferior
El esfuerzoque se generaenlabridainferior esde tracción,paralo cual se debe conocerel
factor de resistencia(Ø)poreste concepto:
Del conceptode esfuerzo,determinamosel árearequerido.
𝐴 𝑔 =
𝐹
Ø𝐹𝑦
𝐴 𝑔 =
1989.47
0.9𝑥2530
= 0.87 𝑐𝑚2
Se sabe que el fierrode:½” = 1.25 cm2
Entre losdosvaloresse seleccionael fierrode ½”
Diseñode ladiagonal
Empleandolaecuaciónde equilibrioestático:VU +Wu – R = 0

4. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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Vu = 378.00 – 126.00 x 0.25 = 346.50 kg
Entonces:Vu = FV = 346.50 kg
Ld = √302 + 252 = 39.05 kg cosθ= 30/39.05 = 0.76824
Luegode la Fig. se tiene:Fd =
𝐹𝑉
cosθ
=
346.50
0.76824
= 451.031 kg
Determinandoel radiode giro (r),paraverificarlarelaciónde esbeltez:
Se tandeacon fierrode ½”
𝑟 =
1
4
x (1/2” x 2.54 cm) = 0.3175
Relaciónde esbeltezenmiembrosentracción:
𝐿 𝑑
𝑟
=
39.05
0.3175
= 123 < 300
Aunque losmiembrosentracciónnoestánsujetosapandeo,lasespecificacionesA1,del
métodoLRFD ensu secciónB7 establecenque L/renmiembrostraccionadosnodeben
excedera300.
Entoncesse tiene:F=Ag x ( Ø 𝑐 𝑥 𝑃 𝑛𝑓) =1.25 cm2
x (970) = 1212.50 kg
Verificando: 1212.50 kg > Fd = 451.031 kg (actuante) OK!
Por tanto, el fierrode ½” a usar es correcto.
Diseñode labridasuperiorde lasviguetas
Se ensayanutilizando2Ls de 1” x 1/8”
A= 2 (Ls) x 1.513 cm2
= 3.026 cm2
Ӯ= 0.752 cm
rx = 0.772 cm
ry = 1.948 cm
rz = 0.498 cm
CW = 10 cm6
J= 0.102 cm4
Se emplearánlasfórmulasAISC –LRFD, en lafiguraanterior.
Y= 0.752, X = (coordenadas del centrode corte conrespectoal centroide)

5. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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ro
2
= Yo2 + xo2 + rx2 + ry2
ro2 = (0.752 – 0.32/2) + 0 + 0.7722
+ 1.9482
= 4.742 cm2
El valorde 0.32 esredondeadodel espesordel ángulo(1/8”) encm.
H=1 −
(0.752−
0.32
2
𝑟2
=1 −
(0.752−
0.32
2
4.742
= 1- 0.35/4.742 = 0.926
Considerandolainstalaciónunconectoral centro,verla siguiente figura:
 Los miembrosencomprensiónseráncompletamente efectivoscuando:
a/r1 ≤ 50 AISC-LRFD-E4
Donde.A es ladistanciaal conector r1 esel radiode giromínimode loscomponentes
individuales(r2para ángulos)
a/rz= 25/0.498 = 50.2 ≈ 50 Donde (KI/r)m =50 Lx/rx=50/0.722≈65
Ly/ry=200/1.948 ≈ 103
En la tablase observaque parala relaciónde esbeltezobtenida(103),corresponde el valorde
1.23 ton/cm2
Pn= ØcxFcr= 1.23 ton/cm2
= 1230 kg/cm2
AxPn= 3.02 x 1230 = 3714.50 kg > C = T = 1961 kg
Pn = resistencianominalencompresión
Tomandoencuenta el pandeoflexo-torsional
Fcx=
807000x 0.102
3.02𝑥 4.742
= 5747.85 𝐾𝑔/𝑐𝑚2
Fry=
π.E
( 𝐿
𝑟
)
𝑦
2=
πx 2100000
1032
= 621.86 kg/𝑐𝑚2
G= modulode corte Ksi o ton/𝑐𝑚2
J= constante torsional 𝑖𝑛4 o 𝑐𝑚4
Para seccionessimétricasde Yes el eje de simetría,el esfuerzode pandeo,flexo-torsional
elástico
FC =
𝐹𝑐𝑥+𝐹𝑐𝑦
2𝐻
[1 − √1 −
4𝐹𝑐𝑥 𝐹𝑐𝑦 𝑥 𝐻
(𝐹𝑐𝑥+ 𝐹𝑐𝑦)2
] Ksi o ton/cm2
FC =
5747.85+621.86
2𝑥0.926
[√1 −
4𝑥5747.85𝑥621.86𝑥0.926
(5747.85+ 621.86)2
= 619.09 kg/cm2
λC = √
𝐹𝑦
𝐹𝑐
= √
2530
619.09
= 2.02
λC
2
= 2.022
= 4.09

6. Diseño de tijeral y Celosía 21 de diciembre de 2017
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Pn = Øc x Fcr = 0.85 (0.658 λ2c
x Fy = 0.85 (0.6584.09
) x 2530 = 388.16 kg/cm2
Ax Pn = 3.02 x 388.16 = 1172.26 < 1961 kg= C = T ¡Falla!
Se recomiendael cambiode dimensiones.
Si el conector se consideraenlaintersecciónde lasdiagonalesylabridainferior.
a/rz = 50/0.498 = 100
Se tiene que:a/rz >50 la resistenciade lascolumnas,se determinaporunarelaciónde
esbeltezmodificada.
(KL/r)m = √(
𝐾𝐿
𝑟
)2
+ (
𝑎
𝑟1
− 50) = √1032 + (100 − 50)2 = 114.49 = 114
Pn = Øc x Fcr = 1.00
Ton
cm2
= 1000
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
Ag x Pn = 3.02 x 1000 = 3020 Kg > 1961! BIEN!