CALCULO_DE_TIJERALES_DE_TECHO.pdf

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“TALLER DE MECANICA ELECTRICA y ALMACEN CENTRAL HIDROELECTRICA BAÑOS V”

1.

GENERAL 1.1. ALCANCE 1.2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

2.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA

3.

DEFINICIONES

4.

BASES DE DISEÑO 4.1. CATEGORÍADE LA EDIFICACIÓN 4.2. CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL 4.3. PARAMETRO DE SITIO 4.4. INFORMACIÓN GEOTECNICA

5.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 5.1. GENERAL 5.2. GEOMETRÍA 5.3. CARGAS APLICADAS 5.3.1.1. PESO PROPIO PROPIO Y CARGA CARGA MUERTA MUERTA (D) 5.3.1.2. CARGA VIVA (L, Lr) 5.3.1.3. CARGA DE DE OPERACIÓN OPERACIÓN (Lo) 5.3.1.4. SISMO (E) 5.3.1.5. VIENTO (W) 5.3.1.6. TEMPERATURA (T) 5.4. COMBINACIONES DE CARGA 5.4.1. LÍMITE ÚLTIMO ÚLTIMO – ESTRUCTURAS METÁLICAS (LRFD) 5.5. MODELO ESTRUCTURAL 5.6. ANALISIS POR CARGA DE SISMO 5.7. RESULTADO DEL ANÁLISIS 5.8. VERIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE SERVICIO

6.

DISEÑO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 6.1. MATERIALES 6.2. VERIFICACIÓN DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA 6.3. DIEÑO DE LOS ELEMENTOS PRINCIPALES 6.4. DISEÑO DE DE LAS LAS CORREAS CORREAS PARA PARA LA COBERTURA 6.5. DISEÑO DE LAS CONEXIONES PRINCIPALES

7.

CONCLUSIONES

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“TALLER DE MECANICA ELECTRICA y ALMACEN CENTRAL HIDROELECTRICA BAÑOS V” 1.

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GENERAL 1.1. ALCANCE La presente memoria descriptiva contempla el análisis y diseño estructural de las estructuras de acero del taller de mecánica eléctrica y almacén, de la central hidroeléctrica baños V. 1.2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA El edificio, está construido por una estructura de acero, en el cual vigas de acero de ala ancha (Perfíl W soldado) conforman las columnas de la estructura principal, estas se encuentran amarradas mediante perfiles de similares que trabajan como correderas para un puente grúa instalado en la parte superior de la estructura, sin embargo para el diseño, este miembro de amarre no es considerado como estructural, siendo que las vigas principales puedan ser capaces de recibir cargas verticales, como horizontales y transmitirlas a la cimentación. Una extensión de las columnas principales, sobresale de las mismas creando una luz sobre el puente grúa estas a su vez portan armaduras fabricadas en canales estructurales C Las armaduras de techo, tendrán arriostres en cruz que rigidizarán la estructura. Para los paneles de techo y coberturas, se emplea canales livianos en “C” (Canal con alas) fabricados con plancha plegada en frío El techo, puertas, paneles interiores y cerramiento serán fabricados en panel pipo TR-4, unido a la estructura mediante pernos autoperforantes.

2.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA 2.1. ESTANDARES ASTM: AISC: AWS: ASME: SSPC ANSI: 2.2. ESPECIFICACIONES ASTM A36 ASTM A53 ASTM A307 ASTM A325 ANSI/AWS D1.1 ANSI/AWS A5.1 ASTM A6: SSPC-SP5

(American Society For Testing And Materials) Code of Standard Practice for Steel Buildings and Bridges. American Welding Society. American Society of Mechanical Engineering. Steel Structures Painting Council Manual. American National Standards Institute Standard specification for structural Steel. Standard specification for piping material, steel, black. Standard specification for carbon steel bolts and studs. Standard specification for High Strength Bolts. Structural Welding Code – steel. Specification for mild steel covered arc welding electrodes. Standard Specification for General Requirements for Rolled Steel Plate. Visual Standard for Abrasive Blast Cleaned Steel. (Limpieza con chorro de arena al metal blanco)

2.3. PLANOS PLANO DE CIMENTACIÓN PLANO DE ESTRUCTURAS PLANO DE INSTALACIONES I NSTALACIONES ELÉCTRICAS 3.

BASES DE DISEÑO 3.1. CATEGORÍADE LA EDIFICACIÓN Según NORMA E.030, DISEÑO SISMORESISTENTE, en el artículo 10, se clasifica como edificación común, Clasificación C, con factor de uso U = 1. 3.2. CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL Según NORMA E.030, DISEÑO SISMORESISTENTE, en el artículo 11, se clasifica como estructura regular en ambas direcciones del plano. 3.3. PARAMETRO DE SITIO Según NORMA E.030, DISEÑO SISMORESISTENTE, en el artículo 5, se clasifica como zona 2, con un factor de zonificación de 0.3. 3.4. INFORMACIÓN GEOTECNICA Esfuerzo admisible del terreno de 1kg/cm2

4.

ANÁLISIS ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 4.1. GENERAL Se empleó el software de diseño SAP2000, para complementar el cálculo, se empleó métodos de cálculo para vigas y columnas. ��

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4.2. GEOMETRÍA

4.3. CARGAS APLICADAS 4.3.1. PESO PROPIO Y CARGA MUERTA MUERTA (D) Peso propio de la estructura. Se considera una carga para cada elemento que se analiza por software SAP 2000. Peso de la cobertura, correas e instalaciones. instalaciones. Se considera 10kg/m 2 En el caso de cálculo matemático Se considera la suma de ambas (Estructura y cobertura) 20kg/m 2 •

•

•

4.3.2. CARGA VIVA (L, (L, Lr) Sobrecarga en cobertura. Carga de instalación y m antenimiento reducida a 15kg/m 2. (Sólo dos personas por sección de techo apoyadas en el mismo tramo de 3x7m) Carga del puente Grúa 5000kg •

•

4.3.3. CARGA DE OPERACIÓN (Lo) Carga del winche 340kg Carga de la viga riel 400kg Cargas de impacto inducidas por el movimiento del puente grúa. Vertical 25% del peso Laterales 20% del peso •

•

•

4.3.4. SISMO (E) Se tiene los siguientes parámetros: Z = 0.3 U = 1.0 C = 0.8 /(T/Tp+1) =0.56 Tp = 0.6(s) NORMA E0.30, Capítulo II, Artículo 6.2.Suelo intermedio. S = 1.2, NORMA E0.30, Capítulo II, Artículo 6.2. Suelo intermedio. T = Hn /C /Ct, NORMA E0.30, Capítulo IV, Artículo 17.2. Hn = 9(m) Altura de la edificación, NORMA E0.30, Capítulo IV, Artículo 17.2. Ct = 35 (Pórticos), NORMA E0.30, Capítulo IV, Artículo 17.2. Rx = 6 (Pórticos) Ry = 6 (Pórticos) Sa = ZUCSg / R (aceleración espectral) = 0.20m/s2 ��

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“TALLER DE MECANICA ELECTRICA y ALMACEN CENTRAL HIDROELECTRICA BAÑOS V” Fuerza sísmica

=

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20% del peso

4.3.5. VIENTO (W) Se toma como referencia el mapa eólico del Peru, mostrado en el REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES año 2006, actualmente vigente.

P V P

= = =

0.005V2 80Km/hr 32kg/m2

Las fuerzas son calculadas de la siguiente forma:

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4.4. MODELO ESTRUCTURAL Se analizará los siguientes modelos: 4.4.1. MODELO DE ESTRUCTURA DE TECHO

4.4.2. MODELO DE COLUMNA COLUMNA DE ARMADURA PRINCIPAL PRINCIPAL

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DERECHA CARGA MUERTA POR PESO DE COBERTURA

IZQUIERDA CARGA VIVA (MONTAJE + CARGA VIVA DE WINCHE + CARGA DE IZAJE DESBALANCEADA

DERECHA CARGA DE VIENTO

IZQUIERDA CARGA DE SISMO

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4.5. COMBINACIONES DE CARGA 4.5.1. LÍMITE ÚLTIMO – ESTRUCTURAS METÁLICAS METÁLICAS (LRFD) 4.5.1.1. COMBO I Según LRFD CASO UDSLT I

CARGA MUERTA CON SOBRECARGA DEL 40% 4.5.1.2. COMBO II Según LRFD CASO UDSLT II

CARGA MUERTA CON SOBRECARGA DEL 20% CARGA VIVA CON SOBRECARGA DE 60% 4.5.1.3. COMBO III Según LRFD CASO UDSLT III

CARGA MUERTA CON SOBRECARGA DEL 20% CARGA VIVA AL 100% CARGA DE VIENTO CON SOBRECARGA DEL 60% ��

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4.5.1.4. COMBO IV Según LRFD CASO UDSLT VII

CARGA DE CONDICIÓN DE EMERGENCIA CON SISMO

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4.5.2. RESULTADO DEL ANÁLISIS

ESFUERZOS MÁXIMOS EN CASO DE COMBO I Y COMBO II

ESFUERZOS MAXIMOS EN CASO DE COMBO III Y COMBO IV

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4.5.3. ANÁLISIS DE ESFURZOS CRÍTICOS CRÍTICOS 4.5.3.1. ELEMENTO DE TIJERAL DE TECHO

4.5.3.2. ELEMENTO DE COLUMNA SECUNDARIA SECUNDARIA DE TECHO

4.5.3.3. COLUMNA PRINCIPAL DE TECHO TECHO

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4.5.4. ESFUERZOS EN CASO DE DE SISMO 0.4G EN DIRECCIÓN DIRECCIÓN X

VERIFICACIÓN DE LAS CONDICIONES DE SERVICIO COMBINACION DE CARGA

ELEMENTO

COMBO I

C4X5.4 C4X5.4 W8X10 C4X5.4 C4X5.4 W8X10 C4X5.4 C4X5.4 W8X10

COMBO II COMBO III

5.

ESFUERZO MAXIMO (kg/cm2) 206.30 -30.47 -22.96 485.89 -88.34 -388.54 456.85 -145.21 -235.66

ESFUERZO ADMISIBLE (kg/cm2) +1500/-781 +1500/-1136 +1500/-827 +1500/-781 +1500/-1136 +1500/-827 +1500/-781 +1500/-1136 +1500/-827

FACTOR DE SEGURIDAD (kg/cm2)

3.09 2.12 7.83

DISEÑO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 5.1. MATERIALES El material considerado en el estudio es el acero estructural ASTM A36, en perfiles laminados. 5.2. VERIFICACIÓN DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA Se realizó mediante SOFWARE DE DISEÑO SAP200, el cálculo de los esfuerzos máximos y mínimos se realizó por pandeo. Las deformaciones mostradas en los elementos han sido verificadas por software de diseño. 5.3. DIEÑO OPTIMIZADODE OPTIMIZADODE LOS ELEMENTOS PRINCIPALES El diseño óptimo de los elementos es el que se muestra a continuación: 5.3.1. Columnas principales. Diseñadas en viga W8x10; FS 2.12 5.3.2. Columnas de techo Diseñadas en Canal C4x5.4, FS 7.83 5.3.3. Vigas de techo techo Diseñadas en canal C4x5.4, FS 3.09 5.4. DISEÑO DE DE LAS LAS CORREAS CORREAS PARA PARA LA COBERTURA Se realizarán en Plancha plegada galvanizada de 2mm de espesor en forma de C, de 3x1.5mm, apoyada cada 4m. ��

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CONCLUSIONES

La estructura mostrada Líneas arriba es segura para los requerimientos solicitados, sin embargo se considerará la siguiente configuración a fin de conseguir un F.S. mayor a 2.5.

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