MEMORIA DE CALCULO - COBERTURA METALICA-PATIO PRIMARIA Y SECUNDARIA.pdf

GERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTURA SUBGERENCIA DE ESTUDIOS

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL-COBERTURA PARA MALLA RASCHEL

MEMORIA MEMORIA DE CALCU CAL CUL LO ESTRUCTURAL COBERTURA PARA MALLA RASCHEL

“MEJORAMIENTO “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUC ACIÓN EN

LA I.E. MARCELINO CHAMPAGNAT EN EL DISTRITO DE TACNA, PROVINCIA DE TACNA - TACNA”



INDICE DE CONTENIDO INDICE DE CONTENIDO .................................... ...................................................... ..................................... ..................................... .................................... .................................... .................................... .....................II ...II INDICE DE TABLAS ................................... .................................................... .................................... ..................................... .................................... .................................... .................................... ..............................II ............II MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL – COBERTURA METÁLICA PARA MALLA RASCHEL .........................1 .........................1 ................................... ..................................................... ..................................... .................................... .................................... ..................................... .................................... .................................... .................................... ........................1 ......1 1. GENERALIDADES: GENERALIDADES: ................................... ..................................................... ..................................... ..................................... .................................... .................................... ....................................1 ..................1 1.1. ESTRUCTURACION .................................. .................................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ...........................1 .........1 1.2. NORMAS EMPLEADAS......................... EMPLEADAS............................................ ..................................... .................................... ..................................... .................................... .............................3 ............3 1.3. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS .................................. .................................................... .................................... ...........................3 .........3 1.4. DISPOCISION ESTRUCTURAL DE LA COBERTURA: ............................................... ................................................................. ..............................4 ............4 DISPOCISION ARQUITECTONICO DE LA CUBIERTA MALLA RASCHEL: .............. ..................... .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. ......... 6

2.

ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES DE CARGAS ................................... ..................................................... .................................... ...........................6 .........6 2.1. ESTADOS DE CARGAS .................................. .................................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .....................6 ...6 2.2. COMBINACIONES DE CARGAS ................................... ..................................................... .................................... .................................... .................................... ........................7 ......7 2.2.1. Coeficiente de amplificación de cargas de servicio................................. servicio................................................... .................................... ..............................7 ............7 3. PARÁMETROS SISMICOS: ................................... ..................................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ........................8 ......8 3.1. ZONIFICACION SISMICO (Z): .................................... ...................................................... .................................... .................................... .................................... ...........................8 .........8 3.2. PARÁMETROS DE SUELO (S)............................................ .............................................................. .................................... .................................... ....................................8 ..................8 3.3. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) ...................... ........................................ .................................... .................................... ....................................9 ..................9 3.4. CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES (U) ................................... ..................................................... .................................... .................................... ........................9 ......9 3.5. SISTEMAS ESTRUCTURALES (R). .................................... ...................................................... .................................... .................................... ....................................9 ..................9 4. ANALISIS DINAMICO ESPECTRAL:............................. ESPECTRAL:................................................ ..................................... .................................... .................................... .............................. ............ 10 4.1. ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES.......................... ACELERACIONES............................................ .................................... .................................... ........................... ......... 10 4.2. ANÁLISIS MODAL DE LA ESTRUCTURA ............................................... .................................................................. .................................... ............................. ............ 12 4.3. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOSLATERALES DESPLAZAMIENTOS LATERALES .................................. .................................................... .................................... ................................. ............... 13 5. MEMORIA DE DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES................................................ .................................................................. ........................ ...... 15 5.1. DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL: .............................................. ................................................................ ........................ ...... 15 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4.

TIJERAL T-1:...................................................................................................................................................... 15 TIJERAL T-2:...................................................................................................................................................... 17 CORREAS (DIAGONALES DE APOYO DE MALLA RASCHEL). ................... .......................... .............. .............. .............. .............. .............. ............. ...... 19 COLUMNAS METALICAS: ................................................................................................................................ 19

INDICE DE TABLAS TABLA N° 01. 1: Factor de Suelos “S”................................... ..................................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .....................8 ...8 TABLA N° 01. 2: Periodos Tp Tl de acuerdo a “S”. .................................... ...................................................... .................................... .................................... ....................................8 ..................8

TABLA N° 01. 3: Sistemas Estructurales.............................. Estructurales................................................. ..................................... .................................... .................................... .................................... .....................9 ...9

II “MEJORAMIENTO “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL – COBERTURA METÁLICA PARA MALLA RASCHEL 1. GENERALIDADES: La presente memoria tiene la finalidad de realizar el diseño estructural de los elementos de soporte de la cobertura con malla Raschel, la cual tiene como objetivo cubrir todo el área de losas deportivas tanto en el nivel primario como en el nivel secundario con malla raschel. -

Área total a cubrir con Malla Raschel Nivel Primario:

782.00 m2

-

Área total a cubrir con Malla Raschel Nivel secundario:

1652.64 m2

El diseño estructural se realizará en el Software SAP2000 v19, el cual tiene integrado las normativas de diseño en las que se basa la norma peruana NTE E.090 de Estructuras de Acero. 1.1. ESTRUCTURACION ARMADURA PRINCIPAL T-1: En cuanto a la armadura principal consta de una estructura tijeral tipo Truss, cuyo acero estructural tiene un esfuerzo de fluencia fy=2530 kg/cm2 (A-36) y tiene una separación entre tijeral 6.90 m.

TIJERAL T-1

El tijeral T-1 se apoya sobre pedestales de concreto. ARRIOSTRE METALICO: los elementos de arriostre, se proponen con el uso de tubos de F°N° de Φ3”x3.00mm, las cuales arriostran los ti jerales T-1, en forma de cruz de san Andrés, siendo el apoyo de la malla raschel, de esta manera esta se tensa de acuerdo a diseño. El material que se propone para estos elementos es el acero estructural con esfuerzo de fluencia fy=2530 kg/cm2 (A-36) y tiene una distribución a cada 4.00m.

“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




T-1

Arriostre Metálico (tipo Cruz de San Andres)

ELEMENTOS DE BORDE T-2 : los elementos de borde tienen la función de unir los tijerales T-1, evitando desplazamientos mayores. La configuración y distribución de perfiles y/o tubos es de la siguiente manera.

Arriostre Metálico Lateral (T-2) sobre los pabellones.

Ubicación de tijerales T-2 sobre columnas metálicas. COLUMNAS METALICA: Las columnas metálicas son el soporte del tijeral T-1, las cuales se unirán a la columna con soldadura en todas las superficies que las unen.

Columna Metálica

Columna Metálica de forma rectangular 25x50cm.

2 “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




VISTA ISOMETRICO DE COBERTURA CON MALLA RASCHEL En la siguiente imagen se muestra el modelo matemático de la cobertura con malla raschel.

Malla Raschel

TIJERAL T-2

Columna Metálica

TIJERAL T-2

Tijeral T-1

Vista isométrica de Cobertura Malla Raschel. 1.2. NORMAS EMPLEADAS Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos

a

continuación. -

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.)

-

NTE E.020 “CARGAS”

-

NTE E.030 “DISEÑO SISMORESISTENTE” - NTE E.090 “ESTRUCTURAS METÁLICAS”.

-

UBC 1997 (Uniform Building Code)

- NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”.

- AISC – LRFD 99

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la Última Edición. 1.3. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS ACERO ESTRUCTURAL (A-36):

-

Resistencia

(fy): 2530 kg/cm2 (G°36).

-

Módulo de Elasticidad

(E): 2’100,000 kg/cm2

-

Módulo de Poisson

(u): 0.30

ACERO LISO (ASTM A-615): 3 “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




-

Resistencia a la Fluencia (fy): 4,000 kg/cm2 (G60)

-

PLANCHAS (A-36): Resistencia a la Fluencia (fy):

2,530 kg/cm2

Módulo de Elasticidad (E): 2’100,000 kg/cm2. Acero est ructural Todo el acero, incluyendo las planchas, cumplirá con la especificación ASTM A-36. En cualquier etapa de los trabajos, el propietario podrá exigir que los elementos estructurales se encuentren dentro de las tolerancias permitidas. Pernos Los pernos serán de acero de alta resistencia, de acuerdo a la norma ASTM A-325, "Specification for High Strength Steel Bolts for Structural Joints" (Especificación para pernos de Alta Resistencia para Uniones Estructurales). Se utilizarán pernos de 5/8” de diámetro, salvo que se indique otra cosa en planos, cuya resistencia mínima a la tensión es de 84 Kg/mm2. Electrodos Los electrodos de soldadura de arco corresponderán a la serie E-70 conforme a las especificaciones ASTM A-233, "Specification for Mild Steel Covered Arc Welding Electrodes" (Especificación para Electrodos de Soldadura de Arco para Acero Dulce). 1.4. DISPOCISION ESTRUCTURAL DE LA COBERTURA: TIJERAL T-1: El tijeral T-1, se plantea que el material sea de F°N° y está distribuido de la siguiente manera: -

Brida Superior

: 2 □2”x3”x2.5mm.

-

Brida Inferior

: 2 □2”x3”x2.5mm.

-

Diagonales

: 2 □2”x2”x2.5mm.

-

Parantes

: 2 □2”x22x2.5mm.

Parante Brida Superior

Brida Inferior Diagonal TIJERAL T-2:





El tijeral T-2, se plantea que el material sea de F°N° y está distribuido de la siguiente manera: -

Tubo Superior

: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.

-

Tubo Inferior

: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.

-

Tubo Diagonales

: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.

-

Tubo Parante

: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.

Tubo Parante

Tubo Superior Tubo Diagonal

Tubo Inferior

CRUZ DE SAN ANDRÉS. Las cruces de arriostre, son elementos que tienen como objeto unir a los tijerales T-1 a cada 4.00m, sin unirse uno con el otro, en el cruce de dos diagonales, deberán quedar libres sin soldadura. El material es se plantea como F°N°, con tubos de 1 ½” de diámetro de 2.5mm de espesor. COLUMNA METALICA: La columna metálica se distribuye de la siguiente manera; las dimensiones de esta son 25 x50cm.

Tubo 1”x1”x2mm.

Tubo 2”x3”x2.5mm. Tubo 2”x3”x2.5mm. Tubo 2”x2”x2.5mm.





DISPOCISION ARQUITECTONICO DE LA CUBIERTA MALLA RASCHEL: La estructura metálica, se apoya sobre el Pabellón de aulas D, y en el otro extremo se apoya sobre la columna metálica la cual está apoyada al suelo.

2.

ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES DE CARGAS

2.1. ESTADOS DE CARGAS Cargas por peso propio (D): Son cargas provenientes del peso de los materiales que componen la cobertura con malla raschel, acero estructural, etc. Cargas vivas (L): Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen la carga viva mínima definida en la norma NTE E.020 de Cargas. Cargas producidas por sismo (EQ): son las cargas que representan un evento sísmico y están reglamentadas por la norma E.030 de diseño Sismorresistente, las consideraciones sísmicas se detallan en el ítem 6. Cargas producidas por vientos (W): son las cargas que genera la presión del viento, las cuales están en función de la Velocidad de viento , siendo estas Zonificadas en el mapa eólico del Perú. Vmin=75KPH. Resumen de Cargas: Cargas Muerta (CM): -

Peso propio elementos de acero

: 7850 Kg/m3

-

Peso propio de malla Raschel (90%)

: 120 gr/m2

Cargas Vivas (CV): -

Sobrecarga mínimo de mantenimiento (s>15%)

: 30 Kg/m2

Cargas de Sismo (EQ): -

Según Norma Peruana de Estructuras Sa = (ZUCS.g) /R

Cargas de Viento (W): -

Sotavento

: -0.60

-

Barlovento

: -0.30 y 0.70

La carga por viento se define de acuerdo a los lineamientos de la norma NTE E.020. -

Velocidad de Viento Mínimo (NTE E.020)

: 75 Km/h.

-

Altura de la cobertura

: 13.50m.

-

Velocidad de Viento de diseño

. . ℎ=(10ℎ ) =75(13.5 ) 10 =80.12 /ℎ 6 “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




-

Presión debida a vientos: (el signo positivo significa presión y el negativo succión)

ℎ=0.005ℎ  Sotavento:

ℎ=0.005∗−0.60 ∗ 80.12 = −19.26/2. Barlovento:

ℎ=0.005∗ −0.30 ∗ 80.12 = −9.63/2. ℎ=0.005∗ 0.70 ∗ 80.12 = 22.47/2. 2.2. COMBINACIONES DE CARGAS Debido a que nuestra norma E-090 utiliza factores de seguridad en el diseño a través de la amplificación de la cargas de servicio y reducción de la resistencia teórica de los elementos, será necesario hacer uso de estas expresiones ya que nuestra norma está basado en el método del LRFD. Las cargas de servicio se estimarán atreves del Metrado de cargas para ello utilizamos la norma del R.N.E. E020 (Norm a De Cargas). El análisis estructural la haremos bajo la hipótesis de comportamiento elástico. 2.2.1.

Coeficiente de amplif icaci ón de cargas de servic io

Para el diseño de los elementos estructurales se utilizó los coeficientes de amplificación de las cargas de servicio, es decir de las amplificaciones de las cargas muertas, vivas, sismo y viento. A continuación se presenta la combinación de cargas amplificadas según la AISC (Norma Americana), como también la dispone la RNE. E090. (Norma peruana).

 1 = 1.4 ∗   2 = 1.2 ∗  + 1.6 ∗  + 0.5 ∗  ó  ó   3 = 1.2 ∗  + 1.6 ∗  ó  ó  + 0.5 ∗  ó 0.8 ∗   4 = 1.2 ∗  + 1.3 ∗  + 0.5 ∗  + 0.5 ∗  ó  ó   5 = 1.2 ∗  ± 1.0 ∗  +0.5 ∗  + 0.2 ∗  6 = 1.2 ∗  ± 1.0 ∗  +0.5 ∗  + 0.2 ∗  7 = 0.9 ∗  ± 1.3 ∗  ó 1.0 ∗  Dónde: D: carga muerta L: carga viva debido al mobiliario y ocupantes Lr: carga viva de techo W: carga debido al viento E: carga debido a sismo S: carga debido a nieve o granizo R: carga debido a lluvia. Los factores de la capacidad usados en el RNC han sido tomados del AISC como se puede apreciar a continuación: VALOR φ

0.9 0.75 0.9

MIEMBROS O CONECTOR sección tracción sección de conexión en tracción miembros en flexión 7

“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN




0.85 0.75

miembros en compresión axial pernos en tracción

Cuadro N°01 factores de reducción de resistencia (RNC E090, AISC) 3.

PARÁMETROS SISMICOS: 3.1. ZONIFICACION SISMICO (Z):

La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características esenciales de los movimientos sísmicos, la atenuación de estos con la distancia y la información geotécnica obtenida de estudios científicos. De acuerdo a lo anterior la Norma E-0.30 de diseño sismor resistente asigna un factor “Z” a cada una de las 4 zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto corresponde a la zona 4 y su factor de zona Z será 0.45. 3.2. PARÁMETROS DE SUELO (S) Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades mecánicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. La norma NTE E.030-2014, en su artículo 2.4 Parámetros de sitio, muestra las Tablas 3 y 4 para determinar las características sísmicas del suelo. TABLA N° 01. 1 : Factor de Suelos “S”

Fuente: RNE NTE E.030-2014 Para efectos de la aplicación de la norma E-0.30 de diseño sismorresistente se considera que el perfil de suelo es de tipo flexibles (S3), el parámetro Tp asociado con este tipo de suelo es de 1.0 seg., y el factor de amplificación del suelo se considera S= 1.10. TABLA N° 01. 2 : Periodos Tp Tl de acuerdo a

“S”.

Fuente: RNE NTE E.030-2014





3.3. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C) De acuerdo a las características de sitio, se define al factor de amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:

 <  =2.5  <  <  =2.5( )  >  =2.5( )

Dónde: T: Periodo Fundamental de vibración del Edificio en función a su altura (de acuerdo al Art. 4.5.4 del NTE E.030-2014), T p y TL depende de las características del Suelo, y C es el Factor de Amplificación sísmica. 3.4. CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES (U) Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la edificación, debido a que la edificación es de tipo Educación clase A2 la norma establece un factor de importancia U = 1.5 (de Acuerdo a NTE E.030 Tabla 5 en su Art. 3.1), que es el que se tomará para este análisis sísmico. 3.5. SISTEMAS ESTRUCTURALES (R). Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección. De acuerdo a la clasificación de una estructura se elige un factor de reducción de la fuerza sísmica (R), la elección se debe dar en base a lo establecido en la Norma NTE E.030-2014, en su art. 3.2 y la Tabla 6 y 7. TABLA N° 01. 3: Sistemas Estructurales

Fuente: RNE NTE E.030-2014 El RNE en su norma E.030, establece el peligro sísmico como severo, siendo la estructura a diseñar, de clase A2, es necesario seguir lo establecido en la norma NTE E.030 de sismoresistencia, además seguir las





recomendaciones de elección de sistemas Estructurales en base a la categoría del Edificio (Ver Tabla 7 del NTE E.030). Dirección de Análisis X-X: -

Sistema Estructural : Pórticos Ordinarios Excéntricamente Arriostrados Ro=8.

Dirección de Análisis Y-Y: 4.

Sistema Estructural : Pórticos Ordinarios Excéntricamente Arriostrados Ro=8.

ANALISIS DINAMICO ESPECTRAL:

Para poder calcular la aceleración espectral para cada una de las direcciones analizadas se utiliza un espectro inelástico de pseudo-aceleraciones definido por:

Sa = ZUCS x g Donde: Z = 0.45 (Zona 4 – Tacna-Tacna) U = 1.50 (categoría A2: Edificación Importante) S = 1.10 (Tp = 1.0 Tl=1.60 Suelos Blandos) g = 9.81 (aceleración de la gravedad m/s2) C = 2.5 x (Tp / T); C ≤ 2.5

4.1. ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES

C

T

Sa Dir X-X

Sa Dir Y-Y

2.50

0.00

2.276

2.276

2.50

0.02

2.276

2.276

2.50

0.04

2.276

2.276

2.50

0.06

2.276

2.276

2.50

0.08

2.276

2.276

2.50

0.10

2.276

2.276

2.50

0.12

2.276

2.276





2.50

0.14

2.276

2.276

2.50

0.16

2.276

2.276

2.50

0.18

2.276

2.276

2.50

0.20

2.276

2.276

2.50

0.25

2.276

2.276

2.50

0.30

2.276

2.276

2.50

0.35

2.276

2.276

2.50

0.40

2.276

2.276

2.50

0.45

2.276

2.276

2.50

0.50

2.276

2.276

2.50

0.55

2.276

2.276

2.50

0.60

2.276

2.276

2.50

0.65

2.276

2.276

2.50

0.70

2.276

2.276

2.50

0.75

2.276

2.276

2.50

0.80

2.276

2.276

2.50

0.85

2.276

2.276

2.50

0.90

2.276

2.276

2.50

0.95

2.276

2.276

2.50

1.00

2.276

2.276

2.27

1.10

2.069

2.069

2.08

1.20

1.897

1.897

1.92

1.30

1.751

1.751

1.79

1.40

1.626

1.626

1.67

1.50

1.517

1.517

1.56

1.60

1.423

1.423

1.38

1.70

1.260

1.260

1.23

1.80

1.124

1.124

El espectro de respuesta es las direcciones de análisis son las siguientes:





4.2. ANÁLISIS MODAL DE LA ESTRUCTURA Masas de la estructura: Según los lineamientos de la Norma de Diseño Sismo Resistente NTE E.030, y considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la estructura total. Para efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 100% de la carga muerta, el 50% de la carga viva y 25% de carga viva en azoteas, por tratarse de una edificación del tipo A2. Tabla de periodos de la Estructura: El programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los modos de vibración de las estructuras. En el análisis tridimensional se ha empleado la superposición de los primeros modos de vibración por ser los más representativos de la estructura. Resumen de Periodos predominantes:

Periodos de vibración de la cobertura.





Participación de masas en el análisis modal. Como se observa en la TABLA N°01.5 , los periodos con una mayor participación de masa fueron el modo 2 en la dirección X y el modo 1 en la dirección Y; los periodos fundamentales son los siguientes: T X = 0.3107 s. T Y = 0.3414 s. Se muestra a continuación los gráficos con las deformadas de los modo 1 y 2 del Bloque C- biblioteca.

. 4.3. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES Los desplazamientos se controlan comparando las distorsiones de la estructura y el máximo establecido por la norma NTE E.030-2014.





Desplazamientos debido a cargas sísmicas en el sentido X-X.

Desplazamientos debido a cargas sísmicas en el sentido Y-Y El máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según el análisis, no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso según el tipo de material predominante. Máximo Desplazamiento Relativo de Entrepiso: La Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente E030 – 2014 del RNE, establece como distorsión máxima de entrepiso el valor de 0.010 para estructuras compuestas predominantemente por estructuras de acero. El cuadro de máximos desplazamientos elásticos relativos ha sido incrementado en un factor de 0.75R (ver NTE-030), los cuales se muestran a continuación: DESPLAZ.

DESPLAZ.

(m)

INELAS (m)

S DINAM X-X

X

0.007

13.5

0.0031

CUMPLE

S DINAM Y-Y

Y

0.0196

13.5

0.0087

CUMPLE

DESCRIPCION

Altura (m)

DERIVA <0.010

OBS





5.

MEMORIA DE DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Con los esfuerzos obtenidos de los análisis sísmicos de los bloques del Edificio, se procede a diseñar los elementos estructurales en base a la norma NTE E.090 en concordancia a la norma internacional LRFD y AISC360-05/IBC-2006 (Estructuras de acero estructural).

5.1. DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL: El diseño de los elementos estructurales se realizaron en base a la norma AISC 360-05/IBC 2006, y el método de diseño del LRFD, además los factores de reducción y/o amplificación de los esfuerzos resistentes de los diferentes elementos estructurales que conforman la cobertura. Se evalúa todos los componentes de la cobertura con malla raschel, siendo la estructura estable frente a fuerzas sísmicas y de viento, por lo tanto el diseño es correcto. 5.1.1.

TIJERAL T-1:

Se realiza el diseño del tijeral T-1, con el uso del Software SAP2000 v19, aplicando la normativa de diseño internacional líneas arriba mencionado:





El esfuerzo Axial máximo en las bridas superiores, es de 1.64 Ton, siendo inferior a la capacidad del perfil analizado, alcanzando el D/C en 0.24<1.00. por lo tanto cumple las condiciones de diseño y exigencias de la norma.

Se observa que el diagrama de esfuerzo axial en el tijeral T-1, en la zona central es de 2.3116 Ton, siendo el Pu menor al ΦPn, por lo tanto el elemento cumple con las exigencias.

Se observa con más detalle el tijeral T-1, la relación Demanda vs Capacidad (D/C) de todos los elementos que conforman el tijeral T-1, no supera el 0.25, por lo tanto todos cumplen con el diseño axial.





En la figura anterior, se muestra la evaluación del perfil rectangular de Fierro Negro de 3”x2”x2.5mm por el SAP2000 v19, cumpliendo las exigencias.

5.1.2.

TIJERAL T-2:

Los esfuerzo en el tijeral T-2, son menores, cumpliendo la función de estabilizar a las vigas y/o Tijerales T1, los tubos propuestos como elementos que conforman la estructura cumplen con la demanda de cargas actuantes. Los esfuerzo de la viga se transmiten a la columna metálica.





El tijeral T-2, alcanzan una relación máxima D/C de 0.78, el elemento está dentro del margen de la capacidad del tubo de fierro negro de 1 ½ ” x 2.5mm.





5.1.3.

CORREAS (DIAGONAL ES DE APOYO DE MALLA RASCHEL).

Como se puede observar, los elementos en diagonal de los extremos están sometidos a mayores cargas que los diagonales centrales, debido a las cargas sísmicas y de viento sometidos a la estructura.

La relación máxima D/C de los tubos 1 ½”x2.5mm, alcanza un 0.913 en compresión, por lo tanto cumple con la demanda de cargas actuantes según normas de diseño. 5.1.4.

COLUMNAS METALICAS:





Los elementos que conforman la columna metálica, no sufren pandeos ni aplastamientos, ni fallas por efectos de esfuerzo cortante, por lo tanto cumplen con las condiciones; a continuación se muestra el diseño por carga axial, torsión y cortante del elemento que realiza el SAP2000 v19. AISC360-05/IBC200 6 STEEL SECTION CHECK Units : Tonf, m, C

(Summary for Combo and Station)

STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo COMB3) Location Pu Mu33 0.000 -0.117 -0.049

Mu22 -0.008

Vu2 -0.197

Vu3 -0.033

Tu 0.000

B2 1.000 1.000

Cm 0.202 0.200

PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1-1b) D/C Ratio: 0.292 = 0.006 + 0.246 + 0.041 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1-1b) Factor L K1 Major Bending 1.000 1.000 Minor Bending 1.000 1.000

K2 1.000 1.000

Lltb 1.000

Kltb 1.000

Cb 2.274

Axial

Pu Force -0.117

phi*Pnc Capacity 10.056

phi*Pnt Capacity 11.002

Major Moment Minor Moment

Mu Moment -0.049 -0.008

phi*Mn Capacity 0.199 0.199

phi*Mn No LTB 0.199

Torsion

Tu Moment 0.000

Tn Capacity 0.176

phi*Tn Capacity 0.132

Vu Force 0.197 0.033

phi*Vn Capacity 2.959 2.959

Stress Ratio 0.066 0.011

LTB

B1 1.000 1.000

SHEAR CHECK

Major Shear Minor Shear

Status Check OK OK



MEMORIA DE CALCULO - COBERTURA METALICA-PATIO PRIMARIA Y SECUNDARIA.pdf

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