Calculo de Naves Industriales

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

marzo, 2015

Estudio válido válido para naves de 24 y 30 metros de longitud, de acuerdo a la información disponible en los planos constructivos.


ÍNDICE 1. NAVES INDUSTRIALES .............................................. ............................................................................................. ............................................... 4

2.

1.1.

Dimensiones de la nave industrial ........................................................................... 4

1.2.

Documentación y software utilizados u tilizados .................................................. ...................................................................... .................... 4

MEMORIA DE CÁLCULOS ........................................................................................ .................................................. ...................................... 5 2.1.

Cálculo de cubiertas del techo ................................................................................. 5

2.1.1.

Presión básica del viento .................................................................................. ................................... ............................................... 5

2.1.2.

Presión básica de la nieve uniformemente repartida repa rtida ........................................ 6

2.1.3.

Presión admisible de la techumbre por condiciones ambientales..................... 7

2.1.4.

Peso de planchas del techo ............................................................................... 7

2.1.5.

Fuerzas del viento por metro lineal .................................................................. 8

2.1.6. 2.1.7.

Presión de la techumbre sobre Costaneras ..................................................... 11 Cálculo de cubiertas del muro ........................................................................ ................................................................ ........ 11

2.2.

Cálculo de Costanera del techo ................................................... .............................................................................. ........................... 12

2.2.1.

Solicitaciones de la Costanera del d el techo......................................................... techo.............................. ........................... 12

2.2.2.

Determinación de la situación más desfavorable ........................................... 13

2.2.3.

Proyecciones sobre la Costanera .................................................................... 13

2.2.4.

Resultados del estudio: Costanera de la cubierta............................................ cubierta........ .................................... 16

2.2.5.

Comprobación mediante Software ................................................................. ................................................................ . 16

2.3.

Cálculo de Costanera Costaner a del muro .............................................................................. 17

2.3.1.

Solicitaciones de la Costanera del muro ................................................. ......................................................... ........ 17

2.3.2.

Determinación de la situación más desfavorable ........................................... 17

2.3.3.

Proyecciones sobre la Costanera .................................................................... 18

2.3.4.

Resultados del estudio: Costanera del muro .................................................. .................................................... 21

2.3.5.

Comprobación mediante Software ................................................................. ................................................................ . 21

2.4.

Cálculo de la cercha .................................................. ............................................................................................... ............................................. 22

2.4.1.

Solicitaciones del Canal de la cercha ............................................................. 23

2.4.2.

Aplicación de cargas sobre el Canal 3 .................................................... ............................................................ ........ 23

2.4.3.

Resultados del estudio: es tudio: Canal C3 de la cercha ............................................... 27

2.4.4.

Comprobación del canal mediante Software ................................................. ................................................... 27

2.4.5.

Comprobación del ángulo án gulo .................................................... ............................................................................... ........................... 28 2

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES 2.5.

3.

Cálculo de la columna ............................................... ............................................................................................ ............................................. 30

2.5.1.

Solicitaciones del Canal de la columna .......................................................... 31

2.5.2.

Cálculos preliminares ..................................................................................... ................................................. .................................... 32

2.5.3.

Cálculo de las fuerzas fuerz as que actúan en la columna ........................................... 33

2.5.4.

Comprobación de la columna por tensión admisible...................................... admisible.................... .................. 38

2.5.5.

Verificación de la columna por flexo – compresión....................................... compresión............ ........................... 39

RESUMEN DE RESULTADOS .............................................. .................................................................................. .................................... 41 3.1.

Resultados costanera de la Cubierta 100/50/15/4 .................................................. 41

3.2.

Resultados costanera del Muro 100/50/15/3 .................................................. .......................................................... ........ 41

3.3.

Resultados del estudio: Canal C3 de la Cercha 150/50/4 150 /50/4 ...................................... 41

3.3.1. 3.4.

Resultados del perfil perf il ángulo de la Cercha 40/40/3 ......................................... 42

Resultados canal 150/50/4 150 /50/4 y ángulo 40/40/3 de la Columna ................................. 42

3


1. NAVES INDUSTRIALES 1.1.

Dimensiones de la nave industrial

Altura aprox.: 9,5 [m] Luz: 12 [m] Longitud Nave 1: 24 [m] (4 secciones de 6 [m] c/u) Longitud Nave 2: 30[m] (5 secciones de 6 [m] c/u) Ángulo de inclinación de la cubierta del techo: α = 30°. Material de la estructura: perfiles de acero A36, equivalente a A37 – 24 24 ES: Esfuerzo de ruptura Sut: Sut = 37 [kgf/mm2] = 370 MPa = 3700 [kgf/cm2] Esfuerzo de fluencia Syt: Syt = 24 [kgf/mm2] = 240 MPa = 2400 [kgf/cm2]

1.2.

Documentación y software utilizados

o

NCh 427: Especificaciones para el cálculo de estructuras estructur as de acero para edificios.

o

NCh 428: Ejecución de construcciones de acero. acero .

o

NCh 431: Construcción – sobrecargas sobrecargas de nieves.

o

NCh 432: Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones. construcciones .

o

NCh 433: Diseño sísmico de edificios.

o

Catálogo General Productos y Sistemas – CINTAC CINTAC 2014.

o

Libro: “El Proyectista de Estructuras Metálicas” – R. R. Nonnast.

o

Libro: “Diseño en Ingeniería Mecánica” – J. J. Shigley.

o

Software Autodesk AutoCAD 2012.

o

Software Autodesk Inventor 2014.

o

MD Solids 3.5. 4


2. MEMORIA DE CÁLCULOS Los cálculos se realizan por sección unitaria de 6 [m]. Es decir, los resultados serán los mismos para la nave de 24 [m] y 30 [m] de longitud, sólo que la primera tiene 4 secciones y la segunda 5 secciones.

Sección unitaria de 6 [m]

2.1.

Cálculo de cubiertas del techo

2.1.1. Presión básica del viento Según la norma chilena NCh 432, se tiene la fórmula:

Donde

 = 

q: Presión básica del viento [kgf/m2] u: velocidad máxima instantánea del viento [m/s]

5

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES De la Tabla 1 de la NCh 432 se obtiene el valor de q considerando una construcción a campo abierto:

Con q = 106 [kgf/m2], reemplazando en la ecuación anterior, se tiene un valor considerado máximo de la velocidad del viento de u = 41,18 [m/s] ó 150 [km/h], aprox.

2.1.2. Presión básica de la nieve uniformemente repartida Según la norma chilena NCh 431, se tiene la fórmula: Donde:

=∗

n: sobrecarga de nieve [kgf/m2]. K: constante de escurrimiento. n0: presión básica de nieve [kgf/m2]. De la Tabla 1 de la NCh 431 se obtiene el valor de K considerando un ángulo de 30°:

6

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES En seguida, de la Tabla 2 ddee la norma NCh 431, considerando conside rando la altura y latitud del lugar donde se construirá la nave, se tiene un valor de n0 de:

n0 = 75 [kgf/m2] n = K*n0 = 75 [kgf/m2]

2.1.3. Presión admisible de la techumbre por condiciones ambientales Suponiendo que la acción del viento barre con el 25% de la nieve, la presión admisible es:

Padm = 135,75 [kgf/m2].

 =  +  ∗0,75

2.1.4. Peso de planchas del techo Del plano número CA – AL AL – 005 005 se obtienen las las medidas del techo, con un largo Lt:

=4∗ 854+3∗1482+851 854+3∗1482+851[] Lt = 24,6 [m]

7

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES Y un ancho bt: bt = 7,017 [m] Por lo tanto, el área total AT a cubrir de la nave es: AT = 345,293 [m2]

 =2∗∗

Considerando la distribución de las planchas en cada lado del techo, se tiene 7 filas con 16 planchas/fila. Es decir, se usará para el cálculo aproximadamente:

2 ∗ 7  ∗ 16   = 224224 ℎℎ

Según el tipo de plancha utilizada en el techo, se estima para el cálculo un peso de 4,5 [kgf] por cada una. Entonces el peso total de las planchas del techo es 1008 [kgf]. El peso por metro cuadrado del peso de las planchas de la cubierta es:

  = 345,1008 =2, 9 2 293 

2.1.5. Fuerzas del viento por metro lineal

=∗∗ Donde: Fv: fuerza del viento por metro lineal [kgf/m] q: presión básica del viento [kgf/m2]. C: coeficiente de forma para nave cerrada. Ainf: ancho de influencia [m]. q = 106 [kgf/m2] El factor C se obtiene de la norma NCh 432, con α = 30°:

8


C1 = 0,2

 = 1,2∗30°−0,4

C2 = -0,4 C3 = 0,8 C4 = -0,4 Determinación del ancho de influencia Ainf:

= = 1+22 9


De los planos se tiene: d1 = d2 = 1 [m] Ainf = 1 [m] Por lo tanto, las fuerzas del viento por metro lineal Fv son: Fv1 = 21,2 [kgf/m] Fv2 = -42,4 [kgf/m] Fv3 = 84,8 [kgf/m] Fv4 = -42,4 [kgf/m]

1=∗ ∗ 2=∗ ∗ 3=∗ ∗ 4=∗ ∗

10


2.1.6. Presión de la techumbre sobre Costaneras

 = 4,5 [ ] 2.1.7. Cálculo de cubiertas del muro Superficie a cubrir:

Donde Lz = 12 [m] H = 6 [m] H’ = 3,5 [m] b = 0,15 [m]

Afrontal = 94,16 [m2]

 = +  + ∗  + 12 ∗ +  + ∗ ′

Área lateral, según el plano: AL = 6 [m]*24[m] = 144 [m2].

11


2.2.

Cálculo de Costanera del techo

Distancia entre costaneras: 1 [m] Peso de la cubierta: 4,5 [kgf/m2] Presión del viento: q = 106 [kgf/m2] Presión de la nieve: n = 75 [kgf/m2]

2.2.1. Solicitaciones de la Costanera del techo o

Peso propio

Asumiendo del plano una costanera 100/50/15/4 [mm], Pcost = 6,4 [kgf/m]

P propio = 10,9 [kgf/m]

o

 =  ∗  + 

Efecto del viento

Viento barlovento: Vb = Fv1 = 21,2 [kgf/m] Viento sotavento: Vs = Fv2 = -42,4 [kgf/m]

o

Carga por nieve Pnieve

n = 75 [kgf/m2] Ainf = 1 [m] Pnieve = n*Ainf = 75 [kgf/m]

12


2.2.2. Determinación de la situación más desfavorable Caso 1: Peso propio + viento Caso 2: Peso propio + nieve Caso 3: (Peso propio + viento + nieve)* 0,75 Según la experiencia de otros diseños, la situación más desfavorable es el Caso 2, dado que en el Caso 1 y 3 el viento no necesariamente impacta en forma perpendicular al techo, sino que sólo una parte de éste, el cual además disminuye el peso de la nieve en un 25%.

2.2.3. Proyecciones sobre la Costanera

o

  −−  == ∗∗30°330°30°0°==37,375,,545[[/] //] /] ]

Cargas que actúan en el eje x – x: x:

Ptotal x-x = 58,45 [kgf/m]

o

 −−== ∗∗30°30°30°30°= =64,649,,9454[[/] //]] /]

Cargas que actúan en el eje y – y: y:

Ptotal y-y = 74,39 [kgf/m] → w1 = 729,78 [N/m] Con este dato de carga máxima, se evalúa el Momento máximo en una costanera por cada 6 metros de longitud.

13


Se obtiene un momento máximo Mmáx= 3284,01 [N*m] Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:



2

f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm ]

=á/

14


15


2.2.4. Resultados del estudio: Costanera de la cubierta Se debe considerar el eje x-x, dado que la Costanera se instalará en la posición tal como se indica en las figuras anteriores. Según lo calculado, la Costanera deberá tener un módulo resistente W en el eje x-x igual o mayor a 23,25 [cm3]. De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/4 [mm], [mm], la cual tiene un W en el eje x-x de 24,5 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas1. Wcostanera utilizada = 24,5 [cm3 ] > W calculado 23,25 [cm3 ]

2.2.5. Comprobación mediante Software Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida la Costanera utilizada 100/50/15/4 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos para comprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable. Se utiliza una fuerza de corte máximo V = 2189,34 [N] ubicado en el centroide de la costanera, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams Module”. O también se puede utilizar la presión ejercida sobre la costanera, equivalente a 0,007 [MPa].

1 Vientos

sobre los 150 [km/h] y peso de la nieve de 75 [kgf/m 2], según el lugar donde se construirá la nave.

16


2.3.

Cálculo de Costanera del muro

Distancia entre costaneras: 1,2 [m] Peso de la cubierta: 4,5 [kgf/m2] Presión del viento: q = 106 [kgf/m2] Presión de la nieve: n = 0 [kgf/m2]

2.3.1. Solicitaciones de la Costanera del muro o

Peso propio

Asumiendo del plano una costanera 100/50/15/3 [mm], Pcost = 4,95 [kgf/m]


o

 =  ∗  + 

Efecto del viento

Viento barlovento: Vb = Fv3 = 84.8 [kgf/m]

o


n = 0 [kgf/m2] Ainf = 1,2 [m]

Pnieve = n*Ainf = 0 [kgf/m]

2.3.2. Determinación de la situación más desfavorable Caso 1: Peso propio + viento Caso 2: Peso propio + nieve Caso 3: (Peso propio + viento + nieve)* (0,70 a 0,75)

17


2.3.3. Proyecciones sobre la Costanera

y-y

x-x

o

o

Cargas que actúan en el eje x – x: x:

  −  = 84,8 ∗ 0,72 = 61 [/] /]  −=10,35 [/]

Cargas que actúan en el eje y – y: y:

Con este dato de carga máxima, se evalúa el Momento máximo en una costanera por cada 6 metros de longitud. 61 [kgf/m] → Carga máxima → w1 = 598,4 [N/m]

18


Se obtiene un momento máximo Mmáx= 2691 [N*m] Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:



2

f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm ]

=á/

19


20


2.3.4. Resultados del estudio: Costanera del muro En este caso, se debe considerar el eje x-x, dado que la Costanera, a pesar de que se instalará en posición acostada, las fuerzas máximas actuarán sobre el eje x-x. Según lo calculado, la Costanera deberá tener un módulo resistente W en el eje x-x igual o mayor a 19,056 [cm3]. De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/3 [mm], [mm], la cual tiene un 3 W en el eje x-x de 19,56 [cm ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas2. Wcostanera utilizada = 19,56 [cm3 ] > W calculado 19,056 [cm3 ]

2.3.5. Comprobación mediante Software Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida la Costanera utilizada 100/50/15/3 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos para comprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable. Se utiliza una fuerza de corte máximo V = 1794 [N] ubicado en el centroide de la costanera, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams Module”. O

también se puede utilizar la presión ejercida sobre la costanera, equivalente a 0,006 [MPa].

2 Vientos


21


2.4.

Cálculo de la cercha

De los planos, se obtiene: Cercha tipo: cantidad = 2 Canal 3: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 7010 [mm] Canal 4: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 6370 [mm] Travesaño T13: Canal 150/50/4, cantidad = 12, longitud = 698 [mm] Diagonal D16: Canal 150/50/4, cantidad = 12, longitud = 833 [mm] Diagonal D16: Canal 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 308 [mm] Travesaño T9: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 489 [mm] Travesaño T10: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 404 [mm] Travesaño T11: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 316 [mm] Travesaño T12: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 244 [mm] Diagonal D15: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1167 [mm] Travesaño T7: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 668 [mm] Travesaño T8: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 560 [mm] Diagonal D13: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1173 [mm] Diagonal D14: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1161 [mm] Diagonal D11: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1229 [mm] Diagonal D12: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1198 [mm] Diagonal D9: Canal 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 961 [mm] Diagonal D10: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1126 [mm] De catálogo se obtiene un peso teórico del canal 150/50/4 de 7,44 [kgf/m]. Con una longitud total de 16,18 [m]. Peso total canal = 120,38 [kgf] Y para el ángulo 40/40/3: 1,77 [kgf/m]. Con una longitud total de 9,74 [m] 22

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES Peso total ángulo = 17,23 [kgf] Incluyendo un factor del 15% por cargas sísmicas, se tiene:

    ℎ ℎ =      +   á á∗ ∗ 1,15%

Peso total de la cercha = 137,6 *1,15% = 158,24 [kgf]

2.4.1. Solicitaciones del Canal de la cercha La cercha deberá soportar las cargas más críticas dadas por el peso propio del techo más las cargas de la nieve. Como se calculó en la sección 2.2.3., la carga en el techo es 74,39 [kgf/m] → w1 = 729,78 [N/m] En la cercha por sí sola se tiene un peso calculado de 158,24 [kgf]. Para determinar si el canal 150/50/4 [mm] cumple con las cargas car gas a las que estará sometido en la situación más crítica, se considera la carga del techo como carga distribuida y el peso de la cercha como carga aplicada en el centroide.

2.4.2. Aplicación de cargas sobre el Canal 3 Canal 3: 150/50/4, longitud = 7010 [mm]. Para facilitar el cálculo del centroide de la cercha, ésta se considerará como un triángulo rectángulo (Para un cálculo más preciso, utilizar centro de masa). Entonces se tiene:

Siguiendo con los planos, h = 852 [mm], b = 6992 [mm] xc = 4661,3 [mm], yc = 284 [mm]

23


Para el canal C3 se tiene una carga distribuida de w1 = 729,78 [N/m] más el peso de la cercha proyectada al eje y’-y’ de:

ℎℎ ’ – ’ = ℎℎ ∗ 3 30°0° = 158,158,24 ∗ 3 300 []

Pcercha y’ – y’ – y’ = 137 [kgf] → P1 = 1344 [N] que se aplica en la cota 4661,3 [mm] (donde se cruza el eje y’-y’ con el canal C3)

24


Se obtiene un momento máximo Mmáx= Mmáx= 4245,22 [N*m] Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:



2

f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm ]

=á/

25


26


2.4.3. Resultados del estudio: Canal C3 de la cercha Según lo calculado, la el canal C3 deberá tener un módulo resistente W en el e l eje x-x igual 3 o mayor a 30,062 [cm ]. De acuerdo con los planos, el Canal utilizado es 150/50/4 [mm], [mm], el cual tiene un W en el 3 eje x-x de 39,62 [cm ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas3. Wcanal utilizado = 39,62 [cm3 ] > W calculado 30,062 [cm3 ]

2.4.4. Comprobación del canal mediante Software Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida el canal C3 utilizad 150/50/4 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos para comprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable. Se utiliza una fuerza de cor corte te máximo V = 3233.47 [N], distribuida a lo largo del d el canal y ubicado en el centroide, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams Module”. O también se puede utilizar la presión ejercida so bre la costanera, equivalente a 0,01 [MPa].

3 Vientos


27


DCL Cercha para determinar cargas en los ángulos

2.4.5. Comprobación del ángulo Primera condición de diseño: o

Barra más crítica: M – O O (Travesaño T12 en el plano)

o

Fuerza axial: 10,8 [k N] → 1100 [kgf]

o

Tipo: Compresión

o

Longitud: 24,4 [cm]

o

Lmáx: 119,8 [cm]

o

  = ( ) ≤   =0,4∗ →0,4∗2400[ ] Á  ≥|9601100()| = 1,15 []

Número de elementos: 24 perfiles ángulo por cercha*6 cerchas (para la nave de 30 [m] → = 144

28


 1, 1 5  Á = 0,85 Área efectiva = 1,35 [cm2] Segunda condición de diseño:

 = ∗   ≤   ==∗   =(1 ∗ 114419,19,8 ) = 0,0,83 [] ; K=1

29

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES Como Área efectiva = 1,35 [cm2] < Área s/g catálogo = 2,25 [cm2] ixx calculado 0,83 [cm] < ixx s/g catálogo = 1,25 [cm]

o

Se concluye que, dado los resultados, se considera el ángulo 40/40/3 [mm] como aceptable.

2.5.

Cálculo de la columna

De los planos, se obtiene: Columna tipo: cantidad = 2 Canal 1: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 6000 [mm] Canal 2: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 5331 [mm] Diagonal D1: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1006 [mm] Diagonal D2: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 491 [mm] Diagonal D3: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 972 [mm] Diagonal D4: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 486 [mm] Diagonal D5: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 995 [mm] Diagonal D6: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 972 [mm] Diagonal D7: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 955 [mm] Diagonal D8: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 2222 [mm] Travesaño T1: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 144 [mm] Travesaño T2: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 190 [mm] Travesaño T3: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 223 [mm] Travesaño T4: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 271 [mm] Travesaño T5: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 319 [mm] Travesaño T6: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 373 [mm] Travesaño T7: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 259 [mm] 30

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES De catálogo se obtiene un peso teórico del canal 150/50/4 de 7,44 [kgf/m]. Con una longitud total de 11,3 [m]. Peso total canal = 84,3 [kgf] Y para el ángulo del travesaño y diagonal 40/40/3: 1,77 [kgf/m]. Con una longitud total de 9,88 [m] Peso total ángulo = 17,48 [kgf] Incluyendo un factor del 15% por cargas sísmicas y un factor de diseño nd = 1,15 se tiene:

     =    +   á á ∗1,15∗1,15 Peso total de la columna = 101,78 *1,15*1,15 = 134,6 [kgf]

2.5.1. Solicitaciones del Canal de la columna o

Peso propio


o

Efecto del viento

Viento barlovento: Vb = Fv3 = 84.8 [kgf/m]

o


n = 0 [kgf/m2] Ainf = 1,2 [m] Pnieve = n*Ainf = 0 [kgf/m]

31


2.5.2. Cálculos preliminares

At = 2*9,47+2,25 = 21,19 [cm2]

Wxx-t = 2*39,62 + 1,22 = 80,46 [cm3]

Iyy-t = 2*20,49 + 2*9,47*302 = 17086,98 [cm4]

32


Ixx – t t = 2*297,17 + 3,5 = 597,84 [cm4]

 –  = 17086, 17086,9898 / 30 = 569,569,57 [3]3] 2.5.3. Cálculo de las fuerzas que actúan en la columna A1 = 72,9 [cm2] A2 = 21,26 [cm2] Atotal = 94,16 [cm2]

33

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES EF ECTO DEL VI ENTO

S/G NCh 432

      = 0, 1 06∗72, 9 /6  = 2 ∗ 0 ∗  = 21,26 ∗ 0,106 ∗ 0,8 = 1,8 [] = 1,3 [ton/m2]

Mp = 1,8*(3,5/3) = 2,1 [ton*m]

X1 = 4,3 [ton] X2 = 3,9 [ton] X3 = 3,1 [ton] X4 = 2,2 [ton] X5 = 1,3 [ton] X6 = 0,1 [ton] 34


 = 6 ∗ 0,1 = 0,6 [ ∗ ]

Imagen de ejemplo para ilustrar las cargas

35


 1 =  2 = 3/ 3 / 1 6∗ 6 ∗ 0 . 0 8 4 8 ∗ 6 = 0 . 0 9 5 4 [   ] 1 = 0,0954∗6−0,0848∗36/2 = −0.954 [∗] 2= −0,0954∗6 = −0,5724 [∗] DI L ATA CI ÓN TÉRM I CA

NCh 427: et = 1,2*10-5 * 3000*20 = 0,72 [cm] Xt = (0,72*3*2,1*106*597,4)/ 6003 = 12,54 [kgf] Mt = 12,54*0,001*6 = 0,07527 [ton*cm] 36

CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES SOLI CI TACI ONES POR POR EF ECTO SÍSM I CO

  =158,8,15= 24∗214∗∗1,212+1∗20+,10,0,∗15/1150/2952+,9+=134,4,131316,5=[1095 10]95,,9 []  = 131,1,5 ∗ 0,0,001 ∗ 6 = 0,789 [ ∗ ] 37


2.5.4. Comprobación de la columna por tensión admisible

 = 1∗600/5, 6 = 109 [  ] ,   − =√ = √ , , = 28,4 []  1∗600 = = 1∗600 28,4 = 21,21,13 []] 

Tensión admisible c = 1300 [kgf/cm2] 38


2.5.5. Verificación de la columna por flexo – compresión compresión

39


 = 920/21, 1 9 = 43, 6 ’ = =60000/80, 4 6∗ 6 ∗  1 2/23 = 389 95400/569,57 = 167,49

[kgf/cm2] [kgf/cm2]

[kgf/cm2]

43,13006 + 1440389 + 167,144049 =0,42<1,33 o

Se concluye que, dado los resultados, se considera el canal 150/50/4 [mm] como aceptable al cumplir con los requerimientos de diseño.

40


3. RESUMEN DE RESULTADOS

3.1. o

Resultados costanera de la Cubierta 100/50/15/4

De acuerdo con con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/4 [mm], la cual tiene un W en el eje x-x de 24,5 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas4. Wcostanera utilizada = 24,5 [cm3 ] > W calculado 23,25 [cm3 ]

3.2. o

Resultados costanera del Muro 100/50/15/3

De acuerdo con con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/3 [mm], la cual tiene un W en el eje x-x de 19,56 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas. Wcostanera utilizada = 19,56 [cm3 ] > W calculado 19,056 [cm3 ]

3.3. o

Resultados del estudio: Canal C3 de la Cercha 150/50/4

De acuerdo con los planos, el Canal utilizado es 150/50/4 [mm], el cual tiene un W en el eje x-x de 39,62 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas. Wcanal utilizado = 39,62 [cm3 ] > W calculado 30,062 [cm3 ]

4 Vientos


41


3.3.1. Resultados del perfil ángulo de la Cercha 40/40/3 Como Área efectiva = 1,35 [cm2] < Área s/g catálogo = 2,25 [cm2] ixx calculado 0,83 [cm] < ixx s/g catálogo = 1,25 [cm]

o

Se concluye que, dado los resultados, se considera el ángulo 40/40/3 [mm] como aceptable.

3.4.

Resultados canal 150/50/4 y ángulo 40/40/3 de la Columna

El canal y ángulo son aceptables si se cumple que:

43,13006 + 1440389 + 167,144049 =0,42<1,33 o

Se concluye que, dado los resultados, se considera el canal 150/50/4 [mm] y el ángulo 40/40/3 como aceptables, al cumplir con los requerimientos de diseño.

42

Calculo de Naves Industriales

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