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Memoria de Calculo Final
NORMA
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JAVIER N. COLINA POZO
INGENIERO CIVIL REG CIP 76289
DISEÑO ESTRUCTURAL DE COBERTURA COBER TURA - ESTRUCTURA METÁLICA COBERTURA DEL COLISEO MEMORIA DE DISEÑO
1. GENERALIDADES: En la presente memoria de cálculo se especifica el procedimiento seguido para realizar el diseño de las estructuras metálicas que forman parte de la estructura de la obra: El proyecto estipula una cobertura simple en el segundo nivel a base de Tubos de acero laminado al carbono (secciones circulares) y cobertura tipo perfil Calaminon Cu - 6 (0.3mm de espesor).
Esquema del Proyecto
2. REFERENCIAS: - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-020 - Cargas - 2006 - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-030 - Diseño Sismo Resistente - 2006 - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-090 - Estructuras Metálicas - 2006
JAVIER N. COLINA POZO
INGENIERO CIVIL REG CIP 76289
3. CARGAS: Para el análisis de la estructura se tuvo en cuenta las siguientes cargas:
A) Cargas a asignar a Tijeral 3.1. Carga Muerta (D): La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000 Se consideró el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometría de los elementos. La cobertura que estará apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm Ancho Tributario = Longitud superior de arco = Peso de Cobertura = Número de correas = Peso correa = Pendiente= Número de nudos superiores =
5.30 ml 43.46 ml 2.60 kg/m2 24.00 8.24 kg/ml 10.00% 51.00
Cobertura =
13.78 kg/ml
Correas (8 correas Tubo 40 x 40 x 1.8 mm) (8 x 2.25Kg/ml x AT / Long. Tijeral )
24.12 kg/ml
Acabados: Luminarias Falso cielo raso
2.00 kg/m2 0.00 kg/m2
10.60 kg/ml 0.00 kg/ml
48.50 kg/ml Carga muerta por nudo: (80.53 * AT /número de nudos) : Carga muerta adicional a aplicar al modelo =
41.33 kg 45.00 kg
3.2. Carga Viva (L): Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020: Sobrecarga (Oficinas):
30.00 kg/m2
Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /número de nudos) : Carga viva a aplicar al modelo =
135.49 kg 140.00 kg
3.3. Carga Viento (W): Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020: Velocidad de viento =
Carga de Viento por nudo = Carga mínima de vienta a aplicar =
B) Cargas a asignar a correas Nota: Se diseño en función a la luz mayor de correas y de esta manera se uniformizó la sección (Correa entre ejes B y C). 3.4. Carga Muerta (D): La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000 Se consideró el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometría de los elementos. La cobertura que estará apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm Ancho Tributario = Longitud de correa = Peso de Cobertura = Pendiente= Número de nudos superiores de correa = Cobertura = Acabados: elementos de confinamiento = Falso cielo raso
1.90 ml 6.00 ml 2.60 kg/m2 10.00% 5.00 4.94 kg/ml
3.00 kg/m2 0.00 kg/m2
5.70 kg/ml 0.00 kg/ml
10.64 kg/ml Carga muerta por nudo: (10.24 * AT /número de nudos) : Carga muerta a aplicar al modelo =
12.77 kg 13.00 kg
3.5. Carga Viva (L): Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020: Sobrecarga (Oficinas): Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /número de nudos) : Carga viva a aplicar al modelo =
30.00 kg/m2
68.40 kg 70.00 kg
3.6. Carga Viento (W): Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020: Velocidad de viento = q (presion de viento Kg/m2) (Presion lateral) = q minimo = Carga Repartida viento vertical = Carga de Viento por nudo = Carga mínima de vienta a aplicar =
65.00 Km/hora 21.13 Kg/m2 25.00 Kg/m2 0.25 Kg/m2
0.57 kg 2.00 kg
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4. ANALISIS ESTRUCTURAL: La resistencia requerida de los elementos y sus conexiones fueron determinadas me diante un análasis elástico - lineal teniendo en cuenta las cargas que actuan sobre la estructura definidas anteriormente y con las combinaciones de carga correspondientes.
4.1. Combinaciones de Carga: Se tuvieron en cuenta las combinaciones de carga factorizadas recomendadas por la Norma E-090 (aplicando el método LRFD) para determinar la resistencia requerida de los elementos que conforman la estructura. Así tenemos: Diseño: Combinación 1: Combinación 2: Combinación 3: Combinación 4: Combinación 5: Combinación 6: Envolvente :
1.4 D 1.2 D + 1.6 L 1.2 D + 1.6 L + 0.8 W 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L 1.2 D + 0.5 L 0.9 D + 1.3 W Comb1 + Comb2 + Comb3 + Comb4+ Comb5 + Comb6
Servicio: Control de defl exión: Dflx1 : Dflx2 :
D D+L+W
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MODELO ESTRUCTURAL CON CARGAS APLICADAS SELECCIÓN DE E LEMENTOS Y NORMATIVIDAD
Propiedades Mecánicas Elemento Estructural
Descripción
1.0 Tijeral Principal Elementos Estr Tubo LAC Anclaje Plancha de Acero Platinas Estructural
Fy
Fu
Norma
310 Mpa
228 Mpa
Astm A500
Medidas de acuerdo a Planos
250 Mpa
400 Mpa
Astm A36
Medidas de acuerdo a Planos Anclada con Sikadur 32 HI Mod Gel - Similar - Ver ficha técnica Soldadura general
Barra Rosca HILTI - HAS Soldadura Gen E-70XX 2.0 Correas Elementos Estr Tubo LAC 310 Mpa Plancha de Acero Anclaje 250 Mpa Estructural (Canal Doblado) Soldadura Gen E-70XX 3.0 Templadores Elementos Estr Barra lisa Soldadura Gen E-70XX
En laterales se deberá ejecutar solución con Policarbonato el cual estará sobre el calaminon con pendiente hacia el interior.
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1.0 TIJERAL MODELO ESTRUCTURAL DE TIJERAL
SECCIONES
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JAVIER N. COLINA POZO ASIGNACIONES DE CARGA A) Muerta
B) VIVA
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C) VIENTO
RESULTADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL 1. Desplazamientos: dz=
2.625 cm
2 Verificación de esfuerzos
Nota: Se observa que la mayor zona esfuerzada tiene un ratio de verificación de esfuerzos de máximo 0.70, por lo tanto la estructura tiene un correcto diseño.
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2.1 Verificación de la zona más esforzada
Se observa Carga axial =
6.93 Tn
Compresión
Diseño de Elemento Estructural Sección asumida:
ø3" x 3.0 mm Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2
Solicitaciones de carga: Pu = -6930 kg Propiedades de la Sección: K= 1 L = 1.70 m
A = 6.90 cm2 rx = 2.59 cm ry = 2.59 cm
Verifiación de esbeltez: K*L/rx = 65.64 K*L/ry = 65.64
< 200 OK < 200 OK
Función de esbeltez:
l c
KL
*
r *
Fy E
lc
= 0.706 Q= 1
lc*
l c *
Q^0.5 = 0.706
<=1.5
0.658
Q*l c2
Q
1.5
==========>
Fcr
Si l c *
Q 1.5
==========>
Fcr
Si
Por lo tanto :
*Q * Fy
0.877 * Fy l c
2
Fcr = 1887.55 kg/cm2
cPn 0.85 * Ag * Fcr Øc Pn = 11068.9 kg Øc Pn > Pu
OK Usar sección asumida
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1.0 CORREAS MODELO Y SECCIONES
ASIGNACIONES DE CARGA
RESULTADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Nota: Se observa que ningún elemento está en estado crítico
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Diseño de E lemento Es tructural
Carga axial =
759.28 Kg
Sección asumida:
Tracción
ø1.5" x 3.0 mm Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2
Solicitaciones de carga: Pu = 759 kg Propiedades de la Sección: K= 1 L = 1.00 m
A = 3.31 cm2 rx = 1.25 cm ry = 1.25 cm
Verifiación de esbeltez: K*L/rx = 80.32 K*L/ry = 80.32
< 200 OK < 200 OK
Función de esbeltez: l c
KL
r *
*
Fy E
lc
= 0.864 Q= 1
lc*
Si l c Si
*
l c *
Q Q
tanto :
Q^0.5 = 0.864
1.5
1.5
<=1.5 Q*l c2
==========>
Fcr
==========>
0.877 * Fy Fcr
0.658
*Q * Fy
l c
2
Fcr = 1701.63 kg/cm2
cPn 0.85 * Ag * Fcr Øc Pn = 4784.6 kg Øc Pn > Pu
OK Usar sección asumida
Conclusiones: - Con la configuración geometrica, se han asumido secciones tubulares comerciales, las cuales asumen las fuerzas axiales sin mayor problema. El criterio para sumir secciones tubulares, al margen de las cargas pequeñas, es el peso para la trabajabilidad y el espesor para que las uniones puedan ser soldadas. - Se observa que el tijeral es lo suficientemente rígido y que soporta ampliamente la deflexión máxima admisible (L/200).