Mecanica de Materiales - 7ma.Ed_James

896 CapÍtulo 11 Columnas
Fórmulas para diseño de columnas
Los problemas de la sección 11.9 se deben resolver suponiendo
que las cargas axiales se aplican en el centro en los extremos
de las columnas. A menos que se indique lo contrario, las
columnas se pandean en cualquier dirección.
Columnas de acero
11.9.1 Determine la carga axial permisible P perm para una
columna de acero W 10 × 45 de patín ancho con extremos
articulados (consulte la figura) para cada una de las longitudes
siguientes: L = 8 ft, 16 ft, 24 ft y 32 ft. (Suponga E = 29,000
ksi y s Y = 36 ksi.)
P
11.9.6 Seleccione una columna de acero de patín ancho con
altura nominal de 360 mm (perfil W 360) para soportar una
carga axial P = 1100 kN (consulte la figura). La columna tiene
extremos articulados y longitud L = 6 m. Suponga E = 200
GPa y s Y = 340 MPa. (Nota: la selección de columnas está
limitada a las presentadas en la tabla E.1(b) del apéndice E.)
11.9.7 Determine la carga axial permisible P perm para una columna
tubular con extremos articulados que tiene diámetro
exterior de 4.5 in y espesor de pared de 0.237 in para cada
una de las longitudes siguientes: L = 6 ft, 12 ft, 18 ft y 24 ft.
(Suponga E = 29,000 ksi y s Y = 36 ksi.)
11.9.8 Determine la carga axial permisible P perm para una columna
tubular de acero con extremos articulados que tiene
diámetro exterior de 220 mm y espesor de pared de 12 mm
para cada una de las longitudes siguientes: L = 2.5 m, 5 m, 7.5 m
y 10 m. (Suponga E = 200 GPa y s Y = 250 MPa.)
L
A
A
Sección A - A
11.9.9 Determine la carga axial permisible P perm para una columna
tubular que está empotrada en la base y libre en la parte
superior (consulte la figura) para cada una de las longitudes
siguientes: L = 6 ft, 9 ft, 12 ft y 15 ft. La columna tiene diámetro
exterior d = 6.625 in y espesor de pared t = 0.280 in.
(Suponga E = 29,000 ksi y s Y = 36 ksi.)
Probs. 11.9.1 a 11.9.6
11.9.2 Determine la carga axial permisible P perm para una columna
de acero W 310 × 129 de patín ancho con extremos
articulados (consulte la figura) para cada una de las longitudes
siguientes: L = 3 m, 6 m, 9 m y 12 m. (Suponga E = 200 GPa
y s Y = 340 MPa.)
11.9.3 Determine la carga axial permisible P perm para una
columna de acero W 10 × 60 de patín ancho con extremos
articulados (consulte la figura) para cada una de las longitudes
siguientes: L = 10 ft, 20 ft, 30 ft y 40 ft. (Suponga E = 29 000
ksi y s Y = 36 ksi.)
L
A
P
A
d
t
Sección A-A
11.9.4 Seleccione una columna de acero de patín ancho con
altura nominal de 250 mm (perfil W 250) para soportar una
carga axial P = 800 kN (consulte la figura). La columna tiene
extremos articulados y longitud L = 4.25 m. Suponga E =
200 GPa y s Y = 250 MPa. (Nota: la selección de columnas
está limitada a la que se presentan en la tabla E.1(b) del apéndice
E.)
11.9.5 Seleccione una columna de acero de patín ancho con
altura nominal de 12 in (perfil W 12) para soportar una carga
axial P = 175 k (consulte la figura). La columna tiene extremos
articulados y longitud L = 35 ft. Suponga E = 29,000 ksi
y s Y = 36 ksi. (Nota: la selección de columnas está limitada a
las que se presentan en la tabla E.1 del apéndice E.)
Probs. 11.9.9 a 11.9.12
11.9.10 Determine la carga axial permisible P perm para una
columna tubular de acero que está empotrada en la base y libre
en la parte superior (consulte la figura) para cada una de las
siguientes longitudes: L = 2.6 m, 2.8 m, 3.0 m y 3.2 m. La columna
tiene diámetro exterior d = 140 mm y espesor de pared
t = 7 mm. (Suponga E = 200 GPa y s Y = 250 MPa.)
11.9.11 Determine la longitud máxima permisible L máx para
una columna tubular que está empotrada en la base y libre en