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Este ejercicio está contenido en la publicación ESTRUCTURAS EN ARQUITECTURA - Primer Nivel  cuyo autor es el Ingeniero José Luis Gómez - ISBN 987 - 98330 - 0 - 7

EJERCICIO 27

Dimensionado de secciones en material homogéneo

Con perfiles metálicos normalizados

Tomaremos la misma viga del ejercicio 26 y la dimensionaremos utilizando un perfil normalizado doble T (PNI) el cual se fabrica con acero A240.

La tensión admisible del material será siempre la tensión de fluencia dividida por un coeficiente de seguridad, que para flexión es 1.65 en este tipo de perfiles.

Según el diagrama de tensión-deformación, para el acero A240, la tensión de fluencia es de 2400 kg/cm2, por lo cual la tensión admisible será

admis = 2400 ÷ 1.65 = 1454.54 kg/cm2   ≈  1500 kg/cm2.

La tensión admisible a corte es

admisible = 0.7 x  admisible =   0.7 x 1500 = 1050 kg/cm2

El momento flector máximo se produce en la sección distante a 8 m del apoyo izquierdo; 

M = 28tm, o sea 2.800.000 kgcm. El módulo resistente necesario para resistir ese momento flector resulta:

Wnecesario = M ÷ admisible = 2800000 kgcm ÷ 1500 kg/cm2 = 1866.67 cm3

En la tabla de perfiles doble T y en la columna de W se elige un valor igual o levemente superior, en este caso, se colocará el perfil con la dimensión mayor en sentido vertical, por lo cual se busca en la columna de Wx. El valor hallado es 2040 y corresponde a un perfil 45. Se indica que se elige un PNI Nº 45.

Corresponde verificar también la resistencia al esfuerzo de corte. Para simplificar los cálculos, (en este tipo de perfil, así como para los perfiles U y los tubos), se admite considerar solamente la sección del alma, o sea, la porción vertical del perfil como si fuese una sección rectangular de material homogéneo. Para un esfuerzo de corte máximo,  Q = 11 t, o sea 11000 kg se calcula
máximo  =  1.5 x Q ÷ (b  x  d); el perfil  PNI Nº 45  tiene el alma con las dimensiones d = 16.2 mm y altura del perfil 45 cm; luego
máximo = 1.5 x 11000 ÷ (1.62 cm x  45cm)  =  226.34 kg/cm2 

máximo  = 226.34 kg/cm2  <   admisible = 1050 kg/cm2        

            máximo < admisible

Observación importante: esta aplicación se ha realizado sobre una sección metálica tabulada teniendo en cuenta las solicitaciones de flexión y de corte, pero sin considerar las deformaciones provocadas por la flexión y que sí son condicionantes en el dimensionado final.
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Este ejercicio está contenido en la publicación ESTRUCTURAS EN ARQUITECTURA - Primer Nivel  cuyo autor es el Ingeniero José Luis Gómez - ISBN 987 - 98330 - 0 - 7

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