Memoria de Calculo Del Techo Estructura Metalica

MEMORIA DE CALCULO

DESCRIPCION DEL PROYECTO

El trabajo consiste en el análisis y diseño estructural de la estructura metálica tipo pórtico empleada para proteger la zona adoquinada en el área de Stacker. Dicha estructura cubre un área de 272.45 m2 y perímetro de 80.51m. Un elemento típico (en elevación) se muestra a continuación.

En planta, la disposición es la siguiente:

.90 1. 4

3.12

3.12

3.53

3.53

3.53

3.53

1 . 0 2

3.53

3.53

3.53

3.71

3.71

.90

1 0. 4

3 0 . 1

1 0. 4

4 0 . 1

1 .0 7

4 0 . 1

1 .0 7

7 0 . 1

1 . 0 4

7 0 . 1

1 .0 4

. 1 5

4 1 .

4 0 . 1

1 . 0 2

4 0 . 1

.90

2.91

2.91

3.53

3.53

3.53

3.53

3.53

3.53

3.53

3.71

3.71

.90

3 0 . 1 4 1 .

Se puede observar que está compuesta por 10 pórticos unidos mediante 10 correas longitudinales. Los pórticos están separados a 3.71m, 3.53m y 3.12m. Para el análisis se tomará el más desfavorable (3.71m).

Tanto los elementos verticales (columnas), horizontales (vigas) y correas serán de tubos estructurales de acero. NORMAS EMPLEADAS

Para el análisis y diseño se hace uso del Reglamento Nacional de Edificaciones y del AISC a través de las siguientes normas: 

Norma E.020: Cargas



Norma E.090: Estructuras Metálicas



Norma AISC-LRFD-360-05

GEOMETRIA DE LA ESTRUCTURA Nudo

X [m]

Y [m]

Z [m]

Piso Rígido

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18

0.00 0.00 -0.5625 3.75 7.50 7.50 8.0628 -0.4146 0.6108 1.65 2.6867 3.7252 7.9158 6.8892 5.85 3.7748 4.8124

0.00 3.0013 2.9093 3.615 0.00 3.0013 2.9093 2.9335 3.1013 3.2713 3.441 3.6109 2.9333 3.1013 3.2713 3.6109 3.4411

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

CARGAS DE DISEÑO

Las correas reparten la carga sobre 10 puntos. 

Carga Permanente:

Constituido por el peso de la cobertura de calamina además del peso propio de los elementos constituyentes del pórtico. Carga muerta por Cobertura Metálica 

Cercha crítica @ 3.71 m.



Plancha de calamina: 2.40 mx0.83 m – 2.54 kgf/m2.



Área tributaria: 3.53 x 8.63 = 30.5 m2



Peso total de la calamina: 30.5 x 2.54 = 77.5 kg



Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue: 4P D = 77.5  P D = 19.4 kg (en número de 3) 0.5P D = 9.7 kg (uno a cada lado)

Peso propio de elementos constituyentes 



El software utilizado (RAM Elements de Bentley) lo considera en forma automática

Carga de Viento:

De acuerdo al RNE tenemos que la velocidad de viento está dada por la fórmula: Vh



0.22

V (h / 10)

Donde: Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h. V: Velocidad de diseño hasta 10 m de altura en Km/h. h: Altura sobre el terreno en metros.

La presión exterior ejercida por el viento es, de acuerdo al RNE: Ph



0.005C Vh2

Donde: Ph: Presión ejercida por el viento a una altura h, en Km/m2. C: Factor de forma adimensional igual a 0.3. Vh: Velocidad de diseño a la altura h en Km/h, definida anteriormente. Con estos datos, tenemos los siguientes resultados: 

Vh = V(h/10)^^0.22 = 85(1)^^0.22 = 85 km/hora



Ph = 0.005 C Vh^^2 =0.005(0.3)(85)^^2 = 10.8 kgf/m2





Luego la fuerza distribuida perpendicular a la cercha será de 10.8 x 30.5 = 329.4 kgf Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue: 4P v = 329.4  P v = 82.4 kg (en número de 3) 0.5P v = 41.2 kg (uno a cada lado) Como estas fuerzas son perpendiculares al techo (el techo tiene inclinación de 9 grados) los descomponemos en fuerzas verticales y horizontales: P v en Y = 82.4 * 0.998 = 81.41 kg P v en X = 82.4 * 0.156 = 12.41 kg



Sobrecargas:

Carga Viva Constituido por el peso de las personas y equipos durante las etapas de montaje y mantenimiento. En nuestro caso: 

Considerando una carga viva de 30 kgf / m2 (techos livianos cualquiera sea su inclinación), tendremos que: 4P L = (30 x 30.5) = 915 kgf P L = 228.75 kgf 0.5P L = 114.38 kgf

MATERIALES 

Los perfiles de acero serán de acero estructural según la Norma ASTM A36: fy = 2,500 kgf / cm2.

CALCULO DE LAS FUERZAS ACTUANTES EN LA ESTRUCTURA

Para el cálculo estructural se utilizó las siguientes combinaciones de cargas: Condiciones de carga

Estado Descripción DS1 DS2 DS3 DS4 DS5 DS6

Comb.

1.4CM Si 1.2CM+1.6CV Si 1.2CM+0.8CW Si 1.2CM+1.6CW Si 1.2CM+CV+1.6CW Si 0.9CM+1.6CW Si

El resumen del diseño por resistencia para todos los estados de carga es el siguiente: Estados de carga considerados : DS1=1.4CM DS2=1.2CM+1.6CV DS3=1.2CM+0.8CW DS4=1.2CM+1.6CW DS5=1.2CM+CV+1.6CW DS6=0.9CM+1.6CW Descripción COL1

VIG1

Sección Miembro Ec. ctrl

Ratio

Estatus Referencia

DS1 en 100.00% DS2 en 100.00% DS3 en 100.00% DS4 en 100.00% DS5 en 100.00% DS6 en 100.00%

0.10 0.80 0.14 0.20 0.65 0.18

Bien Bien Bien Bien Bien Bien

(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

4


0.10 0.80 0.15 0.21 0.66 0.19


(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

2


0.01 0.05 0.01 0.02 0.05 0.02


(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

3


0.10 0.84 0.15 0.22 0.69 0.20


(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

5


0.01 0.05 0.00 0.00 0.03 0.00


(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

6

DS1 en 0.00%

0.10

Bien

(H1-1b)

STube 5x3x3_16 1

DS2 en 0.00% DS3 en 0.00% DS4 en 0.00% DS5 en 0.00% DS6 en 0.00%

0.84 0.15 0.22 0.69 0.20

Bien Bien Bien Bien Bien

(H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b) (H1-1b)

Los máximos desplazamientos se producen en: Nodo 12 Dy = -1.79 cm con la combinación DS2=1.2CM+1.6CV Nodo 7 Dy =0.572 cm con la combinación DS5=1.2CM+CV+1.6CW CONCLUSIONES

Del análisis de la estructura se concluye lo siguiente: 

Los elementos estructurales (columnas y vigas) serán tipo tubo estructural: 5” x 3” x 5/16”



Las correas serán tipo tubo estructural: 2” x 2” x 3/16”

Memoria de Calculo Del Techo Estructura Metalica

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