Ejemplos del mundo real de cálculos de fuerza flexible en los abejas de acero por códigos de aisc
Los cálculos de resistencia flexible son esenciales para determinar la capacidad de carga de las vigas de acero según los códigos AISC. Estos cálculos aseguran la seguridad y el cumplimiento en el diseño estructural. Ejemplos del mundo real ilustran cómo los ingenieros aplican estos principios en la práctica.
Ejemplo 1: Sencillo de haz bajo carga uniforme
Un rayo de acero con un lapso de 6 metros está sujeto a una carga uniforme de 10 kN/m. La sección transversal del haz es una sección en forma de W con un momento de inercia (I) de 1500 cm4. El objetivo es verificar si el rayo puede soportar el momento de curvatura.
El momento máximo de curvatura (M) para un haz simplemente soportado bajo carga uniforme se calcula como:
M = (w * L]2) / 8
Donde w = 10 kN/m y L = 6 m, por lo que:
M = (10 * 62) / 8 = 45 kNm
Utilizando fórmulas AISC, el módulo de sección requerido (S) se calcula como:
S = M / Fy
Asumiendo Fy = 250 MPa, entonces:
S = 45.000 / 250 = 180 cm3
La S de la sección seleccionada supera el valor requerido, indicando la idoneidad.
Ejemplo 2: Verificación de tensión de Bending
Un rayo de acero con una sección transversal rectangular (al ancho 200 mm, altura 300 mm) se soporta sobre un lazo de 5 metros. Lleva una carga concentrada de 20 kN a mediados de la cacerola. El ingeniero necesita verificar el estrés de la curvatura.
El momento máximo de curvatura (M) a mediados de la primavera es:
M = (P * L) / 4 = (20 * 5) / 4 = 25 kNm
El módulo de sección (S) para una sección rectangular es:
S = (b * h]2) / 6
Cálculo S:
S = (0.2 * 0.3]2) / 6 = 0.003 m3] o 3000 cm33
El estrés de flexión (σ) es:
σ = M / S = (25.000 * 103) / 3000 = 8.33 MPa
Como el estrés está por debajo del límite permitido (por ejemplo, 250 MPa), el haz es adecuado para la carga.
Ejemplo 3: Fuerza de ojera y estrés de ojera
Un rayo de acero se extiende 8 metros y soporta una carga de 50 kN a mediados de la púa. La sección transversal es un I-beam con un espesor de la tela de 8 mm. El ingeniero comprueba la capacidad de la corte.
La fuerza máxima de la cizalladura (V) a mediados de la púa es igual a la carga:
V = 50 kN
El estrés de la ola (τ) en la web se calcula como:
τ = V / Aweb
Donde Aweb] = área web = espesor de la web * altura de la web. Suponiendo la altura de la web de 300 mm:
Aweb = 0,008 m * 0.3 m = 0,0024 m2]
τ = 50,000 N / 0,0024 m2 ♥ 20.83 MPa
Como el estrés de la ola está por debajo de la capacidad de la olla (por ejemplo, 250 MPa), la web de la viga es adecuada.