Calculo de Cargas

TINGLADO CANCHA POLIFUNCIONAL PERFILES UTILIZADOS: CORREAS

PERFILES COST 100X50X15x4

PERFILES EXTERIORES

PERFILES COST 100X50X15x4

PERFILES DE ENTRAMADOS

PERFILES aisiC 70x50x4

Dimensiones en cm

CALCULO DE CARGAS.Nota: la cargas que se calculan a continuación serán en kg/m, ya que para el simulador RAM advance, la cargas deben introducirse en metro lineal.

CUBIERTA



Área total

(12.4)] * 24. m = 595.2 m² At = [(12.4) + (12.4)]



Área calamina

1.5 m * 4.2 m = 6.3 m² 

Numero de calaminas Nº calaminas = área total / área calaminas Nº calaminas = 595 m² / 6.3 m² Nº calaminas = 94.44 osea 95 calaminas



Peso de la cubierta:

Peso 1 Calamina: 15 kg

Peso total = Nº de calaminas * peso de 1 calamina Peso total = 15 Kg*95 cal Peso total = 1425 Kg/24m =59.4= 60Kg/m

CARGAS MUERTAS.Las cargas muertas son cargas de magnitud constante permanecen fijas en un mismo lugar. Estas son el peso propio de la estructura y otras cargas permanentemente unidas a ella. Para diseñar una estructura es necesario estimar los pesos o cargas muertas de sus componentes.

CD = peso cubierta + peso accesorios (focos, letreros, etc) Peso accesorios asumo 200 kg por que cuenta con varios pesos en iluminación, pernos, etc.

CARGAS VIVAS.Las cargas vivas son aquellas que pueden cambiar de lugar y magnitud.



SOBRECARGA DE MONTAJE.-

Sobrecarga de montaje + obreros = 400kg/24= 16.66 kg/m

CARGA DE VIENTO.La presión de viento tiene las siguientes características:

Velocidad del viento en Cochabamba es v = 80 km/h. (23 m/s).

(Km/h)

Vel. (m/s)

Pres. (Kg/m2)

80

22

30

Resultado= 30(Kg/m2)

Carga de viento (CW) = 30kg/m²

Para tener carga solamente Kg : 30 kg/m² x 595.2 m²= 17856 Kg/24m =744Kg/m Coeficiente de forma: Se tomaran los valores del caso b de la norma, es decir presión y succion en el techo del tinglado.

Para la pendiente superior de la cubierta cubi erta el angulo de inclinación es de 16° 16 °, por lo que se tomara un valor de coeficiente de forma de 0.8 al lado de presión y 0 al lado de succion, lo cual indica que no habrá succion al lado opuesto al viento.

CW= 0.8*744Kg/m= 595 Kg/m Para la pendiente inferior de la cubierta el angulo de inclinación es de 48° por lo que se tomara un valor de coeficiente de forma de 0.5 al lado de presión y 0.4 al lado de succion.

CWp=0.5*744Kg/m= 372Kg/m=370 Kg/m CWs= 0.4*744Kg/m= 297.6 =300Kg/m FACTORES DE CARGA.Cálculos con las formulas del Libro diseño de estructuras de acero método LRFD, McCormac. El propósito de los factores de carga es incrementar las cargas para tomar en cuenta las incertidumbres implicadas al estimar las magnitudes de las cargas vivas y muertas.

Usando las formulas de combinaciones de carga del manual LRFD pg. 54

Datos:

Ccub: Carga muerta de cubierta

=

60 kg/m

Caux: Carga de accesorios Auxiliares = 8.3 kg/m Cmont: Carga viva o de montaje CLL: Carga de lluvia CW: Carga de viento

= =

Pu = 1.2*Ccub+1.2*Caux Pu = 1,2* 60+1,2*8.33

=

16.66 kg/m 0

kg/m

744Kg/m

Pu = 1.2*Ccub+ 1.2* Caux+ 1.3*CW Pu = 1.2*60+1.2*8.3+1.3*744

Pu = 1.2*Ccub + 1.6* 1.6 * Cmont Pu =1.2*60+1.6*16.66 Utilizando la combinación de carga (Pu) se realizará el análisis estructural. Para hacer la comprobación de los miembros mas críticos, se deben sacar las areas de los perfiles aiciC 70x50x4 y el area de los perfiles Cost 100x50x15x4.

Para calcular el área transversal del perfil aisiC: Area total= 2*(50x4)+(70x4)+2*(8 π - 4 π)= 314 mm2

Perfil Cost: Area total = 2*(50x4)+(70x4)+4*(8 π - 4 π)+ 2*(15x4)= 1411 mm2

RESULATADOS DEL ANALISIS Debido a que en el simulador casi todos los elementos presentan fallas, se hara el análisis de los miembros que están sometidos a mayor carga y que tienen mayor deformación con respecto a su longitud. El simulador toma en cuenta varios parámetros por los cuales tiene un coeficiente de seguridad muy grande. Si se hace el análisis correcto podremos ver y comprobar que los elementos que supuestamente están en falla son los adecuados calculando las resistencias de diseño.

Resultados del Análisis Reacciones __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________

Direcciones de fuerzas y momentos positivos

Nudo

Fuerzas [Ton]

FX

FY

FZ

MX

Momentos [Ton*m]

MY

MZ

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estado comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SUM 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Esfuerzos en miembros en estaciones fijas __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ ESTADO comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

M33

V2

M22

V3

Axial

Torsión

[Ton*m] [Ton] [Ton*m] [Ton] [Ton] [Ton*m] --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 330 0% 0.00 0.02 -0.07 2.05 -20.14 0.00 25% 0.00 -0.01 0.54 1.03 -13.77 0.00 50% 0.00 0.00 -0.39 -5.10 -13.25 0.00 75% 0.00 0.00 -0.41 -6.59 -12.68 0.00 100% 0.00 0.00 -0.30 -5.37 -1.31 0.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Máximos esfuerzos en miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

Axial

Corte V2

Corte V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 330 Max -1.04 0.02 3.30 0.00 4.02 0.00 Min -20.41 -0.01 -7.20 0.00 -3.41 0.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tensiones en miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________

Ubicación de fibras con máximos esfuerzos a flexión

ESTADO : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

Estación

Axial

Corte V2

Corte V3

2-Pos

2-Neg

Flexión

3-Pos

3-Neg

[Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 330 0% -2.48 0.01 0.87 0.00 0.00 0.95 -0.49 25% -1.70 0.00 0.44 -0.01 0.01 -7.25 3.76 50% -1.63 0.00 2.16 0.00 0.00 5.17 -2.68 75% -1.56 0.00 2.79 0.00 0.00 5.46 -2.83 100% -0.16 0.00 2.27 0.00 0.00 4.04 -2.09 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Fuerzas en extremo de miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ Notas.- Axial: Fuerzas axiales V2: Fuerza de corte en 2 V3: Fuerza de corte en 3 Torsión: Momento de torsión M22: Momentos flectores 2 M33: Momentos flectores 3 ESTADO: comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

Miembro

Extremo

Axial

V2

V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------330 NJ: 335 -20.13931 0.02034 2.04838 -0.00001 -0.07119 0.00112 330 NK: 328 -1.30986 -0.00006 -5.37401 0.00000 -0.30138 0.00000 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Fuerzas internas en placas __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ Notas.- F11 es la fuerza paralela al eje local 1 F33 es la fuerza axial paralela al eje local 3 F13 es la fuerza cortante en el plano de la placa M33 es flexión alrededor del eje local 3 M11 es flexión alrededor del eje local 1 M13 es el momento de alabeo V12 y V23 son las fuerzas cortantes transversales Vea gráficamente los ejes locales de placas

CALCULO DE RESISTENCIA DE DISEÑO KL/r Fy AREA PERFIL Cost 100x50x15x4

50 36 KSI 1,8 plg2

carga de compresion

44,1 Klb 0,56 31,57 75,13 Klb 0,85

λc

Fcr Pu Φc



Nudo

Fuerzas [Ton]

FX

FY

FZ

MX

Momentos [Ton*m]

MY

MZ


Esfuerzos en miembros en estaciones fijas ________________________________________________________________ __________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ESTADO comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

M33

V2

M22

V3

Axial

Torsión

[Ton*m] [Ton] [Ton*m] [Ton] [Ton] [Ton*m] --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 1 0% 0.00 0.00 1.05 -0.72 5.67 0.00 25% -0.01 0.00 0.41 -0.71 5.68 0.00 50% -0.01 0.00 -0.22 -0.70 5.69 0.00 75% -0.01 0.00 -0.84 -0.69 5.70 0.00 100% -0.02 0.00 0.11 1.07 12.43 0.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Axial

Corte V2

Corte V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 1 Max 12.43 0.00 1.07 0.00 1.05 0.00 Min 5.67 0.00 -0.72 0.00 -1.05 -0.02 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deflexiones locales en miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________

Definiciones utilizadas

Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Estación

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Rotación11

Defl. (2)

Defl. (3)

[cm] [cm] [cm] [Rad] [cm] [cm] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 1 0% -0.925 0.166 1.187 0.00222 25% -0.895 0.253 -6.534 0.00335 0.03833 (L/9333) 0.62946 (L/568) 50% -0.864 0.323 -20.869 0.00448 0.05995 (L/5966) -5.35423 (L/67) 75% -0.833 0.363 -31.757 0.00561 0.05161 (L/6931) -7.89205 (L/45) 100% -0.779 0.359 -32.216 0.00585 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Miembro

Extremo

Axial

V2

V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 NJ: 1 5.66957 0.00459 0.00459 -0.71956 0.00005 0.00005 1.05329 -0.00107 1 NK: 2 12.42516 0.00038 1.06977 -0.00001 0.10960 -0.01584 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


CALCULO DE RESISTENCIA DE DISEÑO KL/r Fy AREA PERFIL Cost 100x50x15x4 carga de compresion

50 36 KSI 2.8 plg2 27,55 Klb 0,56 31,57 75,13 Klb 0,85

λc

Fcr Pu Φc



Nudo

Fuerzas [Ton]

FX

FY

FZ

MX

Momentos [Ton*m]

MY

MZ


Esfuerzos en miembros en estaciones fijas __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________ ESTADO comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

M33

V2

M22

V3

Axial

Torsión

[Ton*m] [Ton] [Ton*m] [Ton] [Ton] [Ton*m] ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

MIEMBRO 411 0% 0.00 0.00 0.16 -0.77 -0.12 0.00 25% 0.00 0.00 0.00 -0.77 -0.12 0.00 50% 0.00 0.00 -0.17 -0.77 -0.12 0.00 75% 0.00 0.00 -0.34 -0.77 -0.12 0.00 100% 0.00 0.00 -0.50 -0.77 -0.11 0.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Axial

Corte V2

Corte V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 411 Max -0.11 0.00 -0.77 0.00 0.16 0.00 Min -0.12 0.00 -0.77 0.00 -0.50 0.00 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deflexiones locales en miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________

Definiciones utilizadas

Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Estación

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Rotación11

Defl. (2)

Defl. (3)

[cm] [cm] [cm] [Rad] [cm] [cm] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 411 0% -19.123 0.000 -4.691 0.00000 25% -19.123 0.000 -9.674 0.00000 -0.46706 (L/186) 50% -19.124 0.000 -14.647 0.00000 -0.92407 (L/94) 75% -19.124 0.000 -19.158 0.00000 -0.91904 (L/94) 100% -19.124 0.000 -22.755 0.00000 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tensiones en miembros __________________________________________ ____________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _______________________________ _________

Ubicación de fibras con máximos esfuerzos a flexión

ESTADO : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

Estación

Axial

Corte V2

Corte V3

2-Pos

2-Neg

Flexión

3-Pos

3-Neg

[Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 411 0% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 -5.23 2.42 25% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 0.12 -0.06 50% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 5.47 -2.53 75% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 10.83 -5.01 100% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 16.18 -7.48 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Miembro

Extremo

Axial

V2

V3

Torsión

M22

M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m] -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------411 NJ: 447 -0.12378 0.00000 -0.76589 0.00000 0.16249 0.00000 411 NK: 434 -0.11447 0.00000 -0.76591 0.00000 -0.50227 0.00000 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


CALCULO DE RESISTENCIA DE DISEÑO KL/r

50

Fy

36

AREA PERFIL aisiC

0,5 plg2

70x50x4 carga de compresion

0,271 Klb

λc

0,56

Fcr

31,57

Pu

13,41 Klb

Calculo de Cargas

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