FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Tema: T ema: Diseño de Estructura Estructura metálica GRUP ! I"te#ra"tes: El#uera Suáre$% Die#o *a"do +o"tes% E"ri,ue .ulia" Rumic/e% Rumic/e% Ro#elio Ro#elio +arti" +ori2a .uáre$% Se*astiá"
&'&!(&!) &'&-(&!) &0&!(&)1 &0&!(()-
Lima% &3 de ctu*re del 3(&!
INTRODUCCIÓN
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ESTRUCTURAS METÁLICAS - TIJERALES
4
PANORAMA.........................................................................................................4 PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA ................................................................5 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN............................................ ................................................................... ...............................6 ........6 1.1. 1.1.
Sele Selecc cció ión n de de la la est estru ruct ctur uraa .......................................................................13
1.2. 1.2.
Compo Co mponen nentes tes neces necesari arios os de la estruc estructur turaa .............................................14
II.
CÁLCULOS
14
2.1. 2.1.
Calcu Ca lcular lar la altura altura y longi longitud tud total total del tijera tijerall ........................................14
2.2. .2.
Calcul lcular ar el mód módulo ulo ..................................................................................15
2.4.
Seleccio Seleccionar nar la cubier cubierta ta y calcular calcular la separ separació ación n entre entre viguetas viguetas ..........17
2.5. 2.5.
Calc Ca lcul ular ar el núme númerro de de pane panele less ...............................................................20
2.6. 2.6.
Calc Ca lcul uloo del del núme númerro de de cal calam amin inas as ..........................................................21
2.7. .7...
!uer uer"a de Sobre brecarga arga ..........................................................................25
2.7.4.
#eso de de $i $iguetas% ............................................. .................................................................... .....................................25 ..............25
2.7.6 .7.6..
&ie &iembr mbros se secun cundar darios ios .........................................................................31
2.'.
Cargas vivas .............................................................................................43
2.9 Calcla!"# la$ %&'(a$ )!*&'!a$+.......................... )!*&'!a$+................................................. ..........................................56 ...................56 M,*# M,*#"# "# Ma! Ma!al al 56 3.2 3.2 M, M,*#" *#"# c#! c#! $#%* $#%*a a'& '& c#&'c &'c)a )all 3.3
61
M,*#"# c' c'&#!a 66
3.4 M,*#"# M,*#"# c#! c#! $#%*a'& $#%*a'& "&$a''#lla "&$a''#lla"# "# 70 ANALISIS /OR ELEMENTOS ELEMENTOS ININITOS.................................... ININITOS......................................................79 ..................79 SOLDADURA.....................................................................................................1 REERENCIAS ILIORÁICAS................................. ILIORÁICAS.................................................................9 ................................9 ANEOS.................................. ANEOS......................................................... .............................................. .............................................. ..............................90 .......90 Diseño Industrial
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()*+,-CC(/) Las Estructuras Metálicas hoy e !"a so co#$#ete usa!as %or la i!ustria e &eeral e torres' ta(ues' a)iteatros' techo !e al#ac*' etc+ etc+ Es %or %or ello ello (ue (ue los los I&e I&ei ier eros os I!u I!ust stri rial ales es !e,e !e,e tee teerr los los cooci#ietos ecesarios !e !ise-o y costrucci. !e Estructuras' co el )i !e ,ee)iciar a las e#%resas co u ,ue criterio e resistecias #ecáicas y e/%eriecia e el !ise-o !e Estructuras+ Estructuras+ El %resete estu!io cosiste e techar u área !e 01# !e %ro)u!i!a! y 20# !e acho' (ue %erteece a ua e#%resa (ue !esea %oer a(u" su
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3oa !e aca,a!o !e colchoes+ Este estu!io os ,ri!ara cooci#ietos re)eretes a la %lai)icaci.' selecci.' cálculos' costrucci. y #ota4e !el ti4eral usa!o %ara este terreo+ Para hacer %osi,le el aálisis te.rico' es ecesario i!eali3ar cosi!era,le#ete el co#%orta#ieto estructural %or #e!io !e su%osicioes !e i&eier"a ,ie )u!a#eta!as+ Asi#is#o' co#%re!er y aali3ar to!os los re(ueri#ietos (ue la e#%resa ecesita %ara su 3oa !e aca,a!o+
0S*+C*+S &0*3(CS *(0+30S PANORAMA Sa,e#os (ue la e#%resa 5Ro#%e Colch.6 S+A se !e!ica a la )a,ricaci. !e colchoes !e cali!a! su%erior' co ua %royecci. a ser l"!eres e la %ro!ucci. y 7eta !e colchoes' es%u#as y %lásticos recooci!os %or la cali!a! !e uestros %ro!uctos al ser7icio !el cliete y co e/celecia o%erati7a
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ayu!á!oos e la cali!a! !e uestros cola,ora!ores' usa!o #ateria %ri#a recooci!a' alieá!oos a las e/i&ecias !el cliete %eruao+ Actual#ete os iteresa la costrucci. !e ua %lata !e %ro!ucci. 8%re%ara!o' esa#,la4e y aca,a!o9' a!e#ás !e o)icias a!#iistrati7as' to!o ello e el !istrito !e Cerca!o !e Li#a+ :a (ue la e#%resa 5Ro#%e Colch.6 se !e!ica al ru,ro !e los colchoes o)rece !i7ersas l"eas !e %ro!uctos;
L"ea Royal Or&aic L"ea E7olutio L"ea Resort Collectio+
La e#%resa tiee los si&uietes re(ueri#ietos; < < < <
Lu&ar c*trico Acceso a 7"as %rici%ales De,e teer el área !e aca,a!os 20 / 01 #+ Sus o)icias se u,icara cerca !e la %lata !e %ro!ucci.
PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA U terreo !e 20 # !e )rete y 01 # !e )o!o' será techa!o #e!iate ua estructura #etálica+ Deter#iar su !i#esioa#ieto cosi!era!o lo si&uiete; Datos; Tipo de tijeral: =o>e Tipo de unión: Sol!a!ura Columnas: Cocreto ar#a!o Perfiles: Base !e cálculo #ie#,ros %rici%ales; 0L; 2 ? / 2 ? /2@+ Mie#,ros secu!arios; L; 2 ? /2 ? /2@+
i!uetas: 0L 2/2/2@' tria&ular !e altura 01 c#+ Datos A!icioales; La 7eloci!a! !el aire; 1 #@h 2F'G #@s Desi!a! !el aire; 2'0G0 &@# 3
ELABORAR; Los cálculos ecesarios %ara !eter#iar la lo&itu! !e los cor!oes !e sol!a!ura !e u u!o+
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AN"LI#I# DE LA #IT$ACI%N Cosi!era!o (ue la e#%resa 5Ro#%e Colch.6 reci* está icursioa!o e el #u!o !e la I!ustria' o%ta#os %or(ue su %lata se u,i(ue e ua 3oa i!ustrial+ : e)ecti7a#ete' Cerca!o !e Li#a es u !istrito (ue cu#%le co esas caracter"sticas' si e#,ar&o' %ara !eter#iar el lu&ar !el terreo aali3are#os la i)or#aci. ,ri!a!a %or la Muici%ali!a! !e Li#a+ Para ello' i&resa#os a su %á&ia y u,ica#os el Hisor >e, !e oi)icaci.+
Figura 1. Visor Web de Zonifcación de Los Olivos. Fuente: hp:gis.goldenberr!.pedistritos"#"$%&'$%&L()*.ht+l ,e acuerdo con la Le!enda de la Figura 1. Lo -ue +s predo+ina en este distrito son las /onas industriales. 0i reali/a+os un acerca+iento pode+os observarlo con +s detalle co+o en la Figura %.
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Figura %. Visor Web de Zonifcación de "ercado de Li+a. Fuente: hp:gis.goldenberr!.pedistritos"#"$%&'$%&L()*.ht+l
*hora -ue !a se ha de+ostrado -ue "ercado de Li+a es un distrito idóneo para la ubicación de la planta !a -ue cuenta con +l2ples /onas industriales deter+inare+os -u4 /ona es la +s concentrada de industrias ! con ello posterior+ente dis2nguir la ubicación e5acta. 65isten 3 2pos de industria: (ndustria ele+ental ! co+ple+entaria liviana ! gran industria. "ada una de estas categor7as se ubica en dis2ntas /onas as7 -ue para saber a -u4 categor7a pertenece la 6+presa 5Ro#%e Colch.6 si+ple+ente hace+os clic8 en la opción: Ver co+pa2bilidad de uso 9Ver fgura 3. *si+is+o ta+bi4n se puede observar el )arco legal ! descargar el plano de /onifcación de todo el distrito.
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Figura 3. Visor Web de Zonifcación de Los Olivos. Fuente: hp:gis.goldenberr!.pedistritos"#"$%&'$%&L()*.ht+l 6n "o+pa2bilidad de uso pode+os observar una serie de e+presas -ue pertenecen a esta categor7a 9Ver fgura ;.
Figura ;. "o+pa2bilidad de
par=s-l?select$%&codi=/oni $%&usonota$%&@ro+$%&usos$%&Ahere$%&codi=/oni?$%B(%$%B$%&order$%&b!$%&uso
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UBICACION Cara ello hare+os uso de Doogle )aps. Cri+ero ubica+os la /ona !a dis2nguida anterior+ente. *hora procede+os a buscar el si2o adecuado de acuerdo a las especifcaciones del cliente. 0elecciona+os el distrito de "ercado de Li+a !a -ue se presenta co+o un rea en pleno desarrollo en trabaEos con +etales ! por presentar @acil salida hacia v7as principales lo cual se presenta co+o una gran ventaEa al +o+ento de la co+erciali/ación a nuestros distribuidores. Final+ente la ubicacion de la /ona de nuestra planta se encuentra en un lugar co+ercial e industrial a la ve/ por lo -ue es @acil de encontrar !a -ue esta se encuentra en un lugar c4ntrico ! a la *v. *rgen2na en otras palabras cu+ple con los re-uisitos establecidos por la 6+presa Go+pe "olchónH. Ubicación: *v. *rgen2na 1;I "ercado de Li+a. Referencias: "ruce entre las avenidas *rgen2na ! #icols ,ueJas al lado de 0ervientrega.
Figura K. ,irección de la planta. hps:AAA.google.co+.pe+apsplace*v.*rgen2na"ercadodeLi+aM'1%.&;I&31N' BB.&IK&%BIB;3+data?3+11e3;+K3+;1s&5N1&KcPd;Q%BKKbd:&5PQ1PBd11K1Ie%Na P+%3d'1%.&;KI3;I;d'BB.&IKKPI1>hl?es';1N
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Zona Ve+os -ue la /ona donde se encuentra nuestra planta 2ene cerca a su disposición de algunas e+presas del +is+o rubro co+o es el caso de (ndustrias del )ueble e+presas de carga pesada co+o 6dipersa e+presas de inter4s el4ctrico e+presa de servicio log7s2co co+o 0ervientrega centros de abasteci+iento de co+bus2ble ! centros fnancieros co+o el Ranco R"CS en conclusión presenta una ventaEa co+pe22va @rente a otras reas.
Figura I. Zona geogrfca de las e+presas circundandantes. hps:AAA.google.co+.pe+apsplace*v.*rgen2na"ercadodeLi+aM'1%.&;I&31N' BB.&IK&%BIB;3+data?3+11e3;+K3+;1s&5N1&KcPd;Q%BKKbd:&5PQ1PBd11K1Ie%Na P+%3d'1%.&;KI3;I;d'BB.&IKKPI1>hl?es';1N
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Aspectos del local #uestro local se encuentra techado en un P&$ apro5i+ada+ente lo -ue respecta a las reas de co+pras con@ección recursos hu+anos diseJo ! +ar8e2ng. #osotros re-ueri+os -ue el rea de ensa+blaEe -ue est seJalada de verde sea techada para poner en operación en los +eses de +a!o a agosto donde se presentan constantes garas ! de+asiada hu+edad.
Figura B. 0ituación actual del local. hps:AAA.google.co+.pe+apsplace*v.*rgen2na"ercadodeLi+aM'1%.&;I&31N' BB.&IK&%BIB;3+data?3+11e3;+K3+;1s&5N1&KcPd;Q%BKKbd:&5PQ1PBd11K1Ie%Na P+%3d'1%.&;KI3;I;d'BB.&IKKPI1>hl?es';1N
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Figura P. Vista @rontal de la planta. hps:AAA.google.co+.pe+apsM'1%.&;K;%PK'BB.&I;BN&%3aBK!3&.B;hNK.1Ktdata? 3+I1e13+;1sL1A3lL5K,*!)5-s&o8LbdA%e&Bi1331%PiIIKI>hl?es';1N
Datos cuantavos del rea a tec!ar"
Figura N. ,i+ensiones totales de la planta.
htt%s;@@>>>+#a%s!irectios+i)o@
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Figura 1&. ,i+ensiones del rea a techar.
htt%s;@@>>>+#a%s!irectios+i)o@
I"#"
$elección de la estructura
Ua estructura !e )or#a tria&ular reci,e las )uer3as !e la si&uiete )or#a' y es la $ica (ue o se %ue!e !e)or#ar a%licá!ole )uer3as e sus la!os+
Co#o &ru%o seleccioa#os ua estructura !e ti%o =o>e %or ser ua estructura resistete y al ser !e )or#a tria&ular+
I"%"
Co&ponentes necesarios de la estructura Lue&o !e !e)iir (u* ti%o !e estructura se reali3ará' !e,e#os i!eti)icar to!os los co#%oetes !e esta' los cuales so los (ue se a!4uta e la i#a&e+ E el si&uiete ca%"tulo %roce!ere#os a reali3ar los cálculos ecesarios %ara el !esarrollo !e esta+
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II&
C"LC$LO#
II&'& Cal(ular la altura ) lon!itud total del tijeral To#a!o e cueta la ).r#ula !e Peralte .%ti#a;
Des%e4a!o =;
D.!e; L; Luz = 12m (dato) Etoces'
Ree#%la3a!o = F# e la si&uiete )i&ura;
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La lo&itu! LT 8Lar&o total9 !el ala !el techo será i&ual;
II&*& Cal(ular el módulo El #.!ulo es la se%araci. etre ca!a ti4eral 8o ta#,i* %o!r"a cosi!erarse etre colu#as' ya (ue los ti4erales se ecuetra so,re colu#as9' as" co#o se #uestra e la si&uiete )i&ura;
De acuer!o a la si&uiete ta,la u,icare#os Luz=12m LU
SEPARACIJN
Pies
#
#
01<1
K<20
F+<+1
1
20<2
+1<+
K1<1
2<0
+
1<211
0
K+1
#ás !e 211
#ás !e F1
K+<+
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Po!e#os o,ser7ar (ue el !ato !e Lu3 20# i#%lica ua se%araci. etre F' '1 %ero %or co#o!i!a! !e cálculo y costos' se esco&erá #+ Por lo tato'
Módulo = 5 m. II&+& Cal(ular el n,mero de tijerales Si u ti4eral es co#o se #uestra e la )i&ura;
: se sa,e (ue la ).r#ula !e ti4erales es;
Es !ecir;
Ree#%la3a!o los !atos se tiee; 2 ti4erales
Tijerales = 5 II&-& #ele((ionar la (u.ierta ) (al(ular la separa(ión entre /i!uetas
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Ua 7i&ueta tiee la )uci. !e e4ercer !e tirate !e la ar#a!ura y a su 7e3 sosteer el )also techo !e aca,a!o !e ua sala+ Se %ue!e a%reciar e la si&uiete )i&ura;
La #á/i#a se%araci. etre 7i&uetas es ta#,i* cooci!a co#o lar&o $til 8LU9 se&$ el ti%o !e cu,ierta a tra,a4ar se 7a a seleccioar el LU a!ecua!o e )uci. !el #eor so,rate' a!e#ás el so,rate se calcula !e la si&uiete )or#a; No+ De Cala#ias LT @ LU So,rate No+ De Cala#ias / LU LT Do!e LT 8Lar&o Total9 e este caso es 6.71 m. El LU será seleccioa!o !e la si&uiete ta,la;
LAR0O TOTAL 1LT2 3&4'
3&4' 3&4' 3&4'
3&4' 3&4'
LAR0O $TIL 1L$2
'567
'5+8 '538 *566
*5+6 *58'
No& CALAMINA#
3
9
+
#OBRANTE 1m2
6&*+ 6&*- 6&69 6&4' 6&'8 6&78
-
+
*
Ta,la 2+ LT y LU Si e#,ar&o' e los !atos iiciales !el %latea#ieto !el %ro,le#a se a)ir#a (ue se usará u ti%o !e techo; ra O!a !e la #arca Eterit+ Diseño Industrial
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Se esco&i. este ti%o !e techo %or(ue tiee u es%esor (ue le otor&a #ayor resistecia y &ra !ura,ili!a! ate cual(uier cli#a' %u!ie!o ser u,ica!a e cual(uier %uto !el %a"s+ Re7isa!o las !i#esioes !el %er)il !el techo ra O!a e la %á&ia !e Eterit Per$ se tiee lo si&uiete;
Fuente: http://www.registrocdt.pe/registrocdt/www/adminTools/fichae!roductoetalle.a sp"#idFicha!ro=$%& Precisa#ete ah" os hace re)erecia !e c.#o ser"a su istalaci. e ua estructura #etálica i!icá!oos el Lar&o $til a cosi!erar !e acuer!o a las !i#esioes !e los %er)iles (ue ellos 7e!e' la cual se ecuetra e la si&uiete ta,la+
Ta'la. edida de productos Techo ran *nda +ternit. Fuente:http://www.eternit.com.pe/download/file/es/a,-'ee$f2&,a,,a- a-1,c2'1%#re0=2'a&d11$22,c&$'$&c$',1c--1 Etoces' %ara hallar el $#ero !e cala#ias a usar' !e,e#os seleccioar u LU 8Lar&o $til9 !e la ta,la #ostra!a aterior#ete 8Ta,la 29' %ero solo los !atos !.!e su LU coici!a co los (ue 7e!e Eterit Per$ (ue so los si&uietes;
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Techo ran *nda +ternit !er3. Fuente: http://www.eternit.com.pe/download/file/es/a,-'ee$f2&,a,,a-a-1,c2' 1%#re0=2'a&d11$22,c&$'$&c$',1c--1 Etoces' !e la ta,la 2 seleccioo los si&uietes !atos;
LAR0O TOTAL 1LT2 3&4'
3&4' 3&4' 3&4'
3&4' 3&4'
LAR0O $TIL 1L$2
'567
'5+8 '538 *566
*5+6 *58'
No& CALAMINA#
3
9
+
#OBRANTE 1m2
6&*+ 6&*- 6&69 6&4' 6&'8 6&78
-
+
*
ue!a!o la si&uiete ta,la;
LAR0O TOTAL 1LT2 3&4' 3&4' 3&4' LAR0O $TIL 1L$2
'538 *5+6 *58'
No& CALAMINA#
-
#OBRANTE 1m2
6&69 6&'8 6&78
+
*
Los 7alores !e las cala#ias se re!o!ea co la re&la &eeral' %ero au as" se %ue!e a%reciar (ue e/iste 7alores e&ati7os e los so,rates' %or lo tato' se está i!ica!o (ue el $#ero !e cala#ias es isu)iciete etoces se le au#eta ua cala#ia #ás a a(uellos (ue %reseta esta ao#al"a o,tei*!ose los si&uietes resulta!os;
LAR0O TOTAL 1LT2 3&4' 3&4' 3&4'
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LAR0O $TIL 1L$2
'538 *5+6 *58'
No& CALAMINA#
-
#OBRANTE 1m2
6&69 6&'8 *&6*
+
+
Como se busca el menor sobrante será 0.05m ue corres!onde al lar"o #til de 1.6$m.
II&9& Cal(ular el n,mero de paneles Los %aeles so los si&uietes e u ti4eral;
: se calcula co la si&uiete ).r#ula; Nro+ Paeles LT @ LU Es !ecir' cuátas 7eces está cotei!o el lar&o $til e el lar&o !el ala !el techo' ree#%la3a!o 7alores se tiee; Nro+ De %aeles K+2 #+ @ 2+KG #+ F+G % !aneles
&ro. !aneles = % : &rá)ica#ete el ti4eral ser"a as";
II&3& Cal(ulo del n,mero de (alaminas
La cala#ia 7a so,re la estructura' e uestro caso es el techo ra O!a !e Eterit+
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Del %uto aterior se !eter#i. (ue e el so,rate ele&i!o el $#ero !e cala#ias so ' %ero esto es %or u ala !el techo' al teer el ti4eral 0 alas etoces; 4ro. e calaminas en el frente= " 2 = ' calaminas Es !ecir' se 7a a ecesitar hileras !e cala#ias' el si&uiete %aso es sa,er (Cuántas calaminas )abrá !or )ilera* 4o. e calaminas por hilera (profundidad)= 5ncho total / 5ncho 6til E !o!e;
+nc)o total, E(ui7ale a la %ro)u!i!a! !el techa!o e este caso 01 # 8!ato9 : el +nc)o -til, Acho !e la cala#ia' te!rá (ue ser calcula!o !e la ta,la !e !i#esioes !el techo ra O!a !e Eterit+ (4o se puede tomar de la ta'la 1 -7&$ m por8ue estos datos no se encuentran en la ta'la de dimensiones actualizada de +ternit !er3) E el %aso F++ seleccioa#os u %er)il co LU 2+KG el cual tiee u lar&o !e 2+F 8Her ta,la 29+ Etoces' e la ta,la !e Etherit Per$ eso re%reseta u área $til !e 2+#0+
Ta'la. edida de productos Techo ran *nda +ternit.
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Fuente:http://www.eternit.com.pe/download/file/es/a,-'ee$f2&,a,,a- a-1,c2'1%#re0=2'a&d11$22,c&$'$&c$',1c--1 Etoces' Área QtilAcho $til / LU Des%e4a!o;
Etoces'
+nc)o -til=1.05 m
Reempla;ando: No+ De cala#ias %or hilera 8%ro)u!i!a!9 01 @ 2+1 2G+1 01 cala#ias Etoces se tiee hileras !e cala#ias co 01 cala#ias %or hilera %or lo tato el total !e cala#ias será;
1
Nu#ero !e Cala#ias / 01 160 calaminas 2
&ro. Calaminas = 160 calaminas
%
II&4& Cal(ular las (ar!as muertas Es el %eso !e los #ateriales' !is%ositi7os !e ser7icio' e(ui%os' ta,i(ues y otros ele#etos so%orta!os %or la e!i)icaci.' icluye!o su %eso %ro%io' (ue sea %er#aetes o co ua 7ariaci. e su #a&itu!' %e(ue-a e el tie#%o+ uer3a !el Peso !el Eterit uer3a !el Peso !el Ti4eral uer3a !el Peso !e las Hi&uetas Peso !e So,recar&a uer3a !el %eso !e las Hi&uetas Peso !e los ti4erales uer3a !el %eso !e los arriostes uer3a !el %eso !e las sol!a!uras
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Car!a Muerta
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II&4&'&
Ta'la. edida de productos Techo ran *nda +ternit. Fuente:http://www.eternit.com.pe/download/file/es/a,-'ee$f2&,a,,a- a-1,c2'1%#re0=2'a&d11$22,c&$'$&c$',1c--1 Si; !eso de 1 plancha de +ternit = 1%.$-9g 4ro de planchas o calaminas de +ternit a usar= 1- (er paso ,.) Etoces' Peso total !e Eterit Peso !e 2 %lacha !e Eterit / Nro !e %lachas Peso total !e Eterit 2G+1 / 2K1 F20 &
Peso total de Eternit = +'9* >! II&4&*& Peso de las (um.reras Cosi!era!o (ue el %eso está !a!o %or; Peso Total = No& De (um.reras ? Peso de una (um.rera Es ecesario hallar el $#ero !e cu#,reras' %ara esto; No+ Cu#,reras Lar&o !e )o!o @ Acho $til E !o!e; El lar&o !e )o!o está !a!o co#o !ato 801 #9' y el acho $til se halla e el catálo&o 8está cosi!era!o co#o lar&o $til9
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Es !ecir' el acho $til 8e la ta,la está cosi!era!o co#o lar&o $til9 2'11 #' %or lo tato ree#%la3a!o e la ).r#ula; No& Cum.reras= 01 # @ 2'11 # 2G+1 01 cu#,reras Es !ecir' cuatas 7eces está cotei!o 2'11 (el largo 3til de una cum'rera9 e 01#+ Asi#is#o' el %eso es !e & 87er ta,la aterior9' si e#,ar&o' a )i !e ui)or#i3ar los resulta!os co el ailla!o !el curso se 7a a utili3ar &' ya (ue re7isa!o el catálo&o actual !e Eterit se ecuetra 7i&ete la #is#a ta,la aterior+
uete; htt%;@@>>>+,uscal%eru+co#@%!)@%lachaso!ula!as+%!) Ree#%la3a!o e; Peso Total = No& De (um.reras ? Peso de una (um.rera Peso total (um.rera = 01 cu#,reras / &@cu#,rera 1 & Peso total ETERNIT = 1&F20 & 22
/"
PE#O TOTAL DEL ETERNIT = +*+* @! Nota: Se #ulti%lica %or 0 e la %ri#era %arte !el cálculo %or(ue co#o se a%recia e la )i&ura si&uiete e reali!a! so !os cu#,reras e ua+
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Peso %or cu#,rera %or ti4eral Peso total @ 8ti4 <29 Peso %or cu#,rera %or ti4eral +K l,+ @ K<2 ti4 G2+0 l,
II&4&+&
kg m 2 /
01 m 2 *-66 >!
#o.re(ar!a = *-66 >! Cal(ulando por tijeral:
So,recar&a %or ti4eral 011 l, @ ti4 1 &
II&4&-& Peso de i!uetas: E el %latea#ieto !el %ro,le#a se te"a co#o !ato lo si&uiete; iguetas = 2L 1"1"1/&7 triangular de altura 2- cm. Si e#,ar&o' 7eri)ica!o el catálo&o !e %ro!uctos !e Aceros Are(ui%a' este %er)il o se ecuetra 8ta#%oco co#o L9
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E ese caso' usare#os ua Hi&a =' ya (ue o solo los %er)iles L so usa!os %ara 7i&uetas' ta#,i* %ue!e ser usa!os otros co#o;
htt%;@@7i7irho&ar+re%u,lica+co#@#ateriales@techo<#e!iate< 7i&uetas+ht#l
Fuente: https://goo.gl/kJLsJF
Para ello' 7eri)icare#os el catálo&o !e Aceros Are(ui%a;
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uete;htt%;@@>>>+acerosare(ui%a+co#@)ilea!#i@te#%lates@AcerosCor%oracio @PD@CATALOODEPRODUCTOSSET21+%!)
Lo %ri#ero %or hacer será calcular el área !e las 7i&uetas a )i !e lue&o hallar e la ta,la corres%o!iete el !iá#etro+ Para esto se sa,e; AT#a/ @ t A!e#ás' se tiee (ue; Ft N Fy
Do!e; Fy
2530
kg (dato de la ta'le de iga >) cm 2
Etoces' Ft N Fy
Ft
0.60 2530
151
kg cm 2
kg cm 2
Asi#is#o; T#á/ M#á/ @ 1'Gh E !o!e; M#á/ 2@ / / L 0 h altura 01 c# 1+0 # 8!ato9 Cuyos co#%oetes so; ; Car&a cocetra!a 8211 &+ @#9
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L; Lo&itu! !e la 7i&ueta' e este caso corres%o!e al #.!ulo ya (ue !e,e cu,rir la se%araci. etre ti4erales+ 8M.!ulo 9 Ree#%la3a!o' M a
1 8100 kg m 5 2 m 2
312.5 kg m
ma" = ,12. 9g/m Lue&o' T a
312.5 kg .m
0.95 0.2
m
1644.74 kg .
Des%u*s' A
1644.74 kg 151 kg cm
2
2
19.35 cm
1 pu l: 2 82.54 cm
2
6.75 pu l: 2
Lue&o co ese !ato y cosi!era!o la si&uiete ta,la;
uete;htt%;@@acerosco#erciales+co#+%e@)iles@catalo&o@Hi&as@HIAS V01=+%!) O,ser7a#os (ue el área se ecuetra etre !os %er)iles ; /02 y /0' to#are#os el !e #ayor área' es !ecir' el %er)il /0+ Lue&o' la ,usca#os e el catálo&o !e Aceros Are(ui%a;
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uete;htt%;@@>>>+acerosare(ui%a+co#@)ilea!#i@te#%lates@AcerosCor%orac io@PD@CATALOODEPRODUCTOSSET21+%!) Etoces' se seleccio. ua 3i"a 4 , '2% con un !eso de 5.72/"8m A cotiuaci. se !e,e !eter#iar el $#ero !e 7i&uetas ecesarias' %ara esto se utili3ará la si&uiete ).r#ula; No+Hi&+ 8No+Paeles 09 / 8No+ Ti4+ 29 E !o!e; No+ Paeles 8 %or a#,os la!os9 No+ Ti4+ Ree#%la3a!o;
No&i!&= 809 / 8<291 7i&uetas ial#ete' Peso Total !e las Hi&uetas Nro Hi& / Peso !e ua 7i&ueta Peso Total !e las Hi&uetas 1 / F+0 & 1%2'.' /"
Peso Total de las i!uetas = 1%2'.' /"
II&4&9& Miem.ros prin(ipales El cálculo !el %eso se hace co la si&uiete ).r#ula; Peso total Lo&itu! Total / Peso Uitario E %ri#er lu&ar' se hallará la lo&itu! total' la cual res%o!e a la si&uiete ).r#ula; Lo&itu! Total 0WLo&itu! Iclia!as Lo&itu! =ori3otal
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E el triá&ulo !e los #ie#,ros %rici%ales !el ti4eral se tiee 0 lo&itu!es iclia!as !e K+2 #+ y ua hori3otal !e 20 #etros+
Lue&o ree#%la3a!o e 809; Lo&itu! Total 0 / K+2 20 0+0 # Co7irtie!o a %ies 82#XYF+0%ies9; Lo&itu! Total 0+0 # / F+0 %ies @ # F+F %ies Se tras)or#a a %ies a )i !e %o!er #ulti%licar lue&o %or el %eso !el %er)il ya (ue este está e siste#a i&l*s+ Ahora seleccioa#os el %er)il !e á&ulos estructurales #ás i!ica!o !el catálo&o !e Aceros Are(ui%a
Seleccioa#os el %er)il ' ? ' ?'-5 etoces;
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Co#o se %ue!e a%reciar es
' si se ecesita u %er)il 0L se #ulti%lica
%or 0' %or lo tato el 7alor !el %eso es; Peso Per)il 0 L * / 0'G Lue&o ree#%la3a!o e la )or#ula 829; Peso Total F'F %ies / 0'G l,+ @ Pie 0F0'KF l,+
II&4&3& Miem.ros se(undarios El cálculo es si#ilar al %uto aterior' %or lo tato' se hallará la lo&itu! total' e este caso se tiee;
Si el lar&o !el ala es K+2 # etoces ca!a %ael !e,er"a !e teer la #is#a lo&itu!' si hay %aeles; K+2@ 2+K # %or ca!a %ael =acie!o los cálculos;
Lue&o #e!iate triá&ulos se %ue!e hallar la lo&itu! !e ca!a #ie#,ro cuyos resulta!os so; aF ,0+ c0+0 !0+20 e2+ ) 2+K &1+ Ahora; Lo&itu! total 08,c!e)&9 a Lo&itu! total 0/22F 0 # Etoces' el %er)il a usar será;
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3
Si el %er)il a utili3ar es L; ' ? ' ? e ta,las se u,ica el %eso
C.#o se %ue!e a%reciar el %eso es Lue&o tras)or#a!o la lo&itu! a %ies; 0 # / F'0 %ies @ # 0 %ies A!e#ás; Peso Total
/ 0 %ies 0F' l,+
II&4&4& Cal(ulo del Peso Total del Tijeral El %eso total será la su#atoria !el %eso !e a#,os #ie#,ros 8%rici%ales y secu!arios9; Peso Ti4+ Peso Mie#,ros Pri#arios Peso Mie#,ros Secu!arios Ree#%la3a!o !atos;
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Peso Ti4+ Ti4+ 0F0'KF l,+ 0F' l,+ 1'F l,+ Peso %or Ti4eral Peso total !e ti4eral / Total !e ti4erales
9eso !or Tijeral = %70:% lb 5 = 52:15 lb. Etoces' a%ro/i#a#os ua 7i&a !el catálo&o !e Aceros Are(ui%a;
Seleccioa#os ua 7i&a ti%o = 6/21 co u %eso !e 2+ &@# Ahora aalice#os el $#ero $#ero !e 7i&uetas ecesarias' ecesarias' ya se ha,"a calcula!o; calcula!o;
Nro& i!&= 1 7i&uetas Por lo tato 21 7i&uetas %or ca!a #.!ulo 80 7a e la %arte su%erior y el resto %or %ael9+ A!e#ás se sa,e (ue ca!a 7i&ueta 7a %er%e!icular al ti4eral %or lo tato su lo&itu! es e(ui7alete al #.!ulo' es !ecir;
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3
Para calcular el %eso !e ua 7i&ueta se utili3a la si&uiete ).r#ula;
Ti! = T. T.d TpF142 E !o!e; THi&; Peso total !e la Hi&ueta T,h; Peso total !e la ,arra hori3otal T,!; Peso total !e la ,arra !ia&oal T%;
Peso total !el %er)il
Los (ue a su 7e3 se calcula co#o;
T.d= * ? No& #epara(iones ? LB G Peso de ta.laF 172 T.= 11No& #epara(iones '2 ? LB Dif&2 G Peso de ta.laF 182 Tp= n ? Peso ta.la del perfil ? Lon!itud total de la /i!uetaF 1'62 Por lo tato se ecesita coocer LB 8Lo&itu! !e la ,arra9 y el $#ero !e se%aracioes' el %eso !e ta,la es el (ue se u,ic. e aterior#ete 1'K2 &@#+ Para !es%e4ar LB se sa,e (ue la 7i&ueta tiee ua altura !e 01 c#+ 8!ato9 es !ecir 1'0 # etoces cosi!era!o (ue ca!a tria&ulo (ue )or#a la 7i&ueta es e(uilátero 8sal7o (ue se !i&a lo cotrario9 se tiee;
Al ser triá&ulo e(uilátero' su altura altura es i&ual a;
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3
h
LB
32
Despejando LB LB
LB
2 0.2
3
0.231
m.
0.231m 3.2 pie
m
0.757 pies
Ahora se calcula el $#ero $#ero !e se%aracioes;
No& #epara(iones= Lon!itud total de la /i!ueta LB La lo&itu! total !e la 7i&ueta es el #.!ulo el cual es # lue&o; # / F'0 %ies @ # 2K+1 %ies
Reempla;ando: No+ Se%aracioes 2K+1 @ 1' 00 se%aracioes Lue&o ree#%la3a!o e 89;
T.d = 0 / No+ Se%aracioes / LB Z Peso !e ta,la T.d = 0 / 00 / 1'0F1G # / 2+ &@# 22+2 &+ T.d= 22+2 & / 0+01 l,+ @& FFF+F l,+ 8%eso total !e las 7i&as =9 El $#ero !e se%aracioes i!ica el $#ero !e triá&ulos (ue hay e la 7i&ueta 8ya (ue LB es la ,ase !e !ichos triá&ulos y cosi!era!o la ,arra su%erior9 %or lo tato %or ca!a triá&ulo hay 0 la!os 8si cotar a ,ase9 los cuales ta#,i* #i!e LB+ I!ica el $#ero !e triá&ulos (ue hay e la )i&ura Etoces No+ Se%aracioes 00 Ahora ree#%la3a!o e 8G9;
T.= 88No+ Se%aracioes <29 / LB Di)+9 / Peso !e ta,la T.= 8800<29 / 1'0F1G # !i)9 / 2+ 8ta,la (ue se usa %ara el %eso9 Ates !e %rose&uir co la )or#ula co7iee e/%licar (ue es 00 <2 %or(ue se está cosi!era!o la ,arra i)erior !e la 7i&ueta' etoces se a%recia (ue si
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se cue cueta ta las las ,ase ,asess !e los los triá triá&u &ulo loss !es! !es!e e la ,arr ,arra a i)e i)eri rior or'' será será #eores e 2 co res%ecto a (ue si se cotase !es!e la su%erior+ Asi#is#o el )actor !i)+ Es la lo&itu! (ue (ue le )alta a la ,arra i)erior %ara teer el #is#o lar&o (ue la su%erior 8!e,i!o a (ue etre los %er)iles ha,rá ,arras hori3otales (ue co#%lete !icha lo&itu!9' hasta este %uto !e la )or#ula se ha calcula!o (ue esta tiee ua lo&itu! e(ui7alete al $#ero !e se%aracioes <2' %or lo tato;
Dif = 9 1**'2 ? 65*+68 m = 6&'-93m Lue!o: T. = 8800<29 / 1+2K # 1+F1K #9 /2+ &@# 1+1 &+ T.= 1+1 & / 0'01 l,+@& 021+F l,+ Tp= / Peso ta,la !el %er)il / Lo&itu! total !e la 7i&ueta A cotiuaci.' se seleccioa el %er)il !e 0 L 2 2@0 /2 [ /F@F0 8a%ro/i#a!o' ya (ue %or !ato !ec"a %er)il 0L 2/2/2@9
0 ya (ue es %er)il 0L' ree#%la3a!o;
Tp= 0 / 1'G0G l,+ @%ie / 2F+20 %ies GG+0 l,+ : ree#%la3a!o e la )or#ula 89;
Ti! = T,h T,! T% Ti!= 021+F l,+ FF+F l,+ GG+0 l,+ FF+G l,+ Peso total del tijeral = FF+G l,+
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II&4&7& Peso de los arriostres de tijeral
Para este ti%o !e arriostres se reco#ie!a el uso !e ,arras !e acero !e [ 5sal7o (ue se es%eci)i(ue lo cotrario\ asi#is#o se %arte !el hecho !e (ue la lo&itu! lo&itu! #á/i#a #á/i#a reco#e!a! reco#e!a!a a es 2 # 87er ta,la ta,la !el %uto 09 a )i !e teer #ayor esta,ili!a!+ La ).r#ula !e cálculo !el %eso es;
Peso total = Peso de ' Barra ? No& de BarrasF 1''2 Ta#,i* se sa,e (ue el arriostre !e ti4eral tiee la si&uiete )or#a;
Si se saca ua ,arra !el arriostre co el #.!ulo y u ti4eral se te!rá lo si&uiete;
se
Del &rá)ico aterior tiee;
!el
Arriostre ]8Lar&o ala90 8Mo!ulo90^2@0
Arriostre ]822+29 ]822+290 890^2@0 22+ #
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De,i!o a (ue o e/iste ,arras !e 20+KG # co#ercial#ete 8#á/i#o G#9' se !e,erá colocar arriostres !e #eor lo&itu!' %ara ello se cosi!era la #ita! !e la lo&itu! total !el ala !el ti4eral; Arriostre ]822+2@090 890^2@0 K+ # Ahora co#o la lo&itu! !el arriostre es i)erior (ue G#\ cu#%le #e4or co la ley !e esta,ili!a!+ Lue&o cosulta!o la si&uiete ta,la;
Se %ue!e 7er (ue [6 e(ui7ale a 1'GG &@#' si se tiee (ue la lo&itu! !e ca!a ,arra es K+ # etoces;
Peso de ' .arra = Peso por metro ? Lon!itud de la .arra Peso !e 2 ,arra 1'GG &@# / K+ # K+1 & Asi#is#o;
No& De Barras = / / No+ De ti4erales @ 0 En donde: n: Es el $#ero !e ,arras %or arriostre' e este caso 0 Lue&o e la )or#ula aterior;
No& De Barras: 0 / / @0 01 ,arras Peso Total K+1 &@,arra / 01 ,arras 2FK+2 &
TransformHndolo: Peso Total 2FK+2 & / 0'01 l,+@& F11+211 l,+
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Peso !el Arriostre %or ti4eral Peso total @ 8ti4<29 Peso !el Arriostre %or ti4eral F11+211 l,+ @ ti4 +10 l,+ @ti4+
II&4&8& Peso de los arriostres de /i!ueta Para los arriostres !e 7i&ueta se reco#ie!a las ,arras !e acero !e _ F@6' lue&o !e la ta,la aterior se tiee (ue el %eso es 1'K2 &@#' co#o se sa,e;
Peso !e 2 ,arra Peso %or #etro / Lo&itu! !e la ,arra La lo&itu! !e la ,arra al ser !e 7i&ueta e(ui7ale al lar&o $til halla!o e el %uto ' es !ecir 2+KG' etoces; Peso !e 2 ,arra 1'K2 &@# / 2+KG # 2+1F2 & Asi#is#o los arriostres !e la si&uiete )i&ura;
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Estos arriostres se %reseta uo %or ca!a %ael' %or lo tato se tiee %or la!o y u lar&o !e 0+0 822+2@9+ Asi#is#o 1'0 es la 7ista !e %er)il !e la 7i&ueta %or lo tato su #e!i!a es la altura+ El á&ulo ` se !eter#ia cosi!era!o el triá&ulo total co#o 0K+
0K+b Arcta& 8@219
Si se saca el triá&ulo )or#a!o co , se tiee;
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Por )or#ulas; a 1+GK ,1+1GF
Lue!o (on el triHn!ulo formado (on L':
L1
a
2
b
2
0.496
2
0.0493
2
0.5011
Asi#is#o co el triá&ulo )or#a!o co L0;
L2
a2
80.4 b 2
22
80.4 0.0493 2
0.6715
Lue!o: Lon!& Barra por Tij&= No+ De Paeles/0 / 8L2 L09 0; Es %or las 7i&uetas iter#e!ias %or %ael+
Lon!& Barra por Tij&= 2K / 81+1221+K29 2+K2K # A!e#ás e la cu#,re se ue co ua ,arra !e 1'2 #;
Lon! Barra= 2+K2K 1'22+K2K # Asi#is#o;
Lon!& Total Barras= Lon!& Barra por Tij& ? No& De Tij& Lo&+ Total Barras 2+K2K #@ti4 / ti4 G+F1 #
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Se
sa,e
(ue %or reco#e!aci. es F@6 %or lo la ta,la !e !eter#ia su es 1'K2 &@#'
ta#,i* tato e %esos se %eso cual etoces;
Peso Total= Lon!& Total Barras ? Peso 1>!m2 Peso total G+F1 # / 1'K2 &@# / 0'01 l,+@& 20K+G l,+ Peso !el arriostre !e 7i&ueta %or Ti4+ Peso total @ 8 Ti4+ 29 Peso !el arriostre !e 7i&ueta %or Ti4+ F2+20 l,@ti4
9eso total de los +rriostes=57.57 /" II&4&'6&
Peso de la soldadura
Por e/%eriecia se sa,e (ue; Peso de #oldadura por Tij& = Peso !e u ti4eral / 1'12K E !o!e; El %eso !e u ti4eral se hall. y es FF+G l,++ Por lo tato; Peso de #oldadura por Tij& = FF+G l,+/ 1'12K G0+2K l, Peso de #oldadura = G0+2K l,
RE#$MEN DE CAR0A#
"arga
Ceso 9Tg
6ternit Ceso 0obrecarga Viguetas UiEerales *rriostres de Vigueta 0oldadura Uotal
3%3% %;&& 1;%P.P8g K333.N; lb KB.K3B N%.;1IBlb 1&P%3.%%B
M$ERTA#
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3
II&7& Car!as /i/as Para calcular las car&as !e 7ieto' se !e,e cosi!erar Sota7eto 8S9 y Barlo7eto 8B9 se&$ las si&uietes )or#ulas;
Dire((ión de /iento predominante Apo)o fijo Car!a a Barlo/ento: 1b d 01b % <1' / ( 01b d F1b % 81'1 / d 0'29 / ( F1b d K1b % 81'1F / d 1'G9 / ( K1b d % 1'G / (
Car!a a #ota/ento: % <1' / (
01b d G1b
Para el caso !e a#,as car&as hay (ue hallar el 7alor !e ( (ue e(ui7ale a %resi. !e la 7eloci!a!; ( Desi!a! !el aire / Heloci!a! aire @ @ 0& +n donde todos los factores son datos del pro'lema7 por lo tanto: ? la 0elocidad del 0iento se calcula:
V
@
h
0.22
8h 10
D.!e;
; 7eloci!a! !e !ise-o e la altura h e #@h ; 7eloci!a! !e !ise-o hasta 21 # !e altura e #@h
; altura so,re el terreo e #etros
V
h
0.22
V 8h 10
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0.22
50 ;< 8510
0+GF
#@h 22+G0 #@s0
3
( 2+0G0 &@#F / 822+G0 #@s9 @ @ 08G'2#@s@9 G+F &@#0
Calculando !resión de 3iento ;< Si d0K'b' etoces !e las alterati7as !e Barlo7eto se tiee; 01b d F1b % 81'1 / d 0'29 / (
Reempla;ando datos: P 81'1/0K+<0'29 / 8G+F9 <0+F1 &@# @
Calculando la !resión en ;, P <1'/ 820'29 < K+G &@# @ A cotiuaci. se calcula el %eso !el 7ieto;
Peso del /iento= % / Lo&itu! !el ala !el techo / Lar&o !e )o!o Peso del /iento 1B2 = <0+F1 &@#0 / 22+2 # / 01 # <2+0 & Peso /iento 1#2 =
Peso del /iento por tij& = Peso !el 7ieto @ 8Ti4+ 29 Peso del /iento por tij& 1B2 = <2+02 & @ ti4 <20+ &@ti4+ Peso del /iento por tij& 1#2 = <2KK+K1 & @ ti4+
Etoces;
Total P = [ [ Total B = F [ [ Total # = F [ [ =alla!o los 7alores !e P' B y S %or ca!a uo !e los 7ectores )uer3a P 2111+1 @ 2K KK+ &@7ector Diseño Industrial
3
B <2+0 @ G <+2 &@7ector S <2KK+K1+2@ G <2K0+G &@7ector RESUMEN UERAS EZTERNAS
8& Cal(ulando las fuer;as internas: Se 7a a cosi!erar a a(uellos (ue %resete los #ayores es)uer3os' 7eri)ica!o el !ia&ra#a corres%o!iete se tiee; @
M> ?L@>, mAtodo de nudos Cara el clculo de las @uer/as internas se u2li/ar el soAare 0, 0olids descargado gratuita+ente de internet. 6l pri+er inter@a/ -ue proporciona es una ventana en la cual puedes escoger el 2po de anlisis -ue se -uiere u2li/ar. Cara este caso se anali/arn las estructuras por tanto se escoge esa opción.
6l siguiente inter@a/ te dice -ue escoEas la opción #eA truss para poder dibuEar la estructura. *parecer un inter@a/ en el cual se ingresarn las di+ensiones del eEe 5H ! eEe !H ! las di+ensión de las separaciones necesarias para los clculos.
*parecer la siguiente ventana. 0e e+pie/a a crear el 2Eeral con los co+andos de la i/-uierda. "on sus apo!os fEos ! las @uer/as +uertas ! vivas -ueda de la siguiente +anera.
0e hace clic en la opción co+pute 9calcular ! proporciona las cargas internas ! las reacciones @altantes. Las cargas anaranEadas son de co+presión ! las de a/ul de tracción. Las violetas son cero.
Diseño Industrial
3
RE#$LTADO DEL AN"LI#I# DE <$ERA: MD #olids5 tam.iJn propor(iona una ta.la ordenada de las fuer;as (on la #tresess En donde las fuer;as positi/as son tensión ) las ne!ati/as (ompresión&
Diseño Industrial
<$ERA K N$DO#
TIPO
UERA 8AB9
Prici%al
UERA 8A9
Prici%al
UERA 8BC9
Prici%al
UERA 8B9
Secu!ario
UERA 8CD9
Prici%al
UERA 8C9
Secu!ario
UERA 8CL9
Secu!ario
UERA 8DE9
Prici%al
UERA 8DL9
Secu!ario
UERA 8DN9
Secu!ario
UERA 8E9
Prici%al
UERA 8EN9
Secu!ario
UERA 8EO9
Secu!ario
UERA 8EP9
Secu!ario
UERA 89
Prici%al
UERA 8M9
Secu!ario
3
UERA 8O9
Secu!ario
UERA 8=9
Prici%al
UERA 89
Secu!ario
UERA 8M9
Secu!ario
UERA 8=I9
Prici%al
UERA 8=9
Secu!ario
UERA 8I9
Prici%al
UERA 8L9
Prici%al
UERA 8M9
Prici%al
UERA 8LN9
Prici%al
UERA 8MO9
Prici%al
UERA 8NP9
Prici%al
UERA 8OP9
Prici%al
Para los cálculos se utili3ará los #ie#,ros so#eti!os a las tesioes #á/i#as; Cuadro: <$ERA# M"GIMA# TIPO
PRINCIPAL 1N2
#EC$NDARIO 1N2
Tracci.
A
E
Co#%resi.
A< K+
E
8&'& Miem.ros sometidos a Tra((ión 1Prin(ipal BARRA AB2 Cosi!era!o el )actor !e es,elte3; l@r 01 %ara ele#etos %rici%ales a Tracci. Se !es%e4a r; r f l @ 01 E !o!e 2 y l2+ # 8el lar&o !e la ,arra I9' tras)or#a!o a %ul&a!as; l 2+ # / 2 %ul& @ 1'10 # G+1 %ul&+ Ree#%la3a!o %ara hallar r;
Diseño Industrial
3
r f G+1 %ul&+ @ 01 r f 1+0K %ul&+ TABLA;
Lue&o ,usca!o e ta,las; Se o%tiee r 1+0G f 1+0K !el %er)il 2/2/2@ y u área !e 1+ Por ser u %er)il 0L se ha ,usca!o e A/is Z
A@g
A G1F+2 l, @ 02K11 l,@%ul&+ 2 1+2 %ul&+ 2 Se %ue!e a%reciar (ue se cu#%le; A t Y A Heri)ica!o A; At Y A 1+K Y 1+K0++ Cu#%le Por lo tato el %er)il seleccioa!o %ara #ie#,ros %rici%ales so#eti!os a Tracci. ser"a; 0L FZFZF@ 8&*& Miem.ros sometidos a Tra((ión 1#e(undario BARRA EP2 Si#ilar al caso aterior' se tiee; 8EP9 2KF+F & / 0'01 l, @& FK21+0 l, l 8EP9 F # / 2%ul&@1'10 # 22+22 %ul& Si e#,ar&o' %ara #ie#,ros secu!arios so#eti!os a Tracci.; Diseño Industrial
3
l@r F11 =alla!o r; rf 22+22%ul& @ F11 rf 1+FG Lue&o !eter#ia!o A e )or#a si#ilar al caso aterior se tiee; A@g A FK21+0 l, @ 02K11 l,@%ul&0 1+2K2 %ul& 0 Busca!o e ta,las 8r se ,usca e A/is < ya (ue es %er)il L9 se tiee;
Per)il; L 2/2/F@2K r t 1+2G %ul& At 1+2G %ul&0
Heri)ica!o r; r t Y r 1'2G Y 1' 02 Cu#%le Por lo tato el %er)il seleccioa!o %ara #ie#,ros secu!arios so#eti!os a Tracci. ser"a; L 2 / 2 / F@2K 8&+& Miem.ros sometidos a Compresión 1Prin(ipal BARRA A2 Si&uie!o el #is#o %aso (ue el caso aterior' la #ayor )uer3a %rici%al so#eti!a a co#%resi. es; 8=I9 K+ & / 0'01 l,@& 211F+GF l, l 8=I9 2+K # / 2 %ul&@1'10 # KK+10K %ul& l@r 011 %ara ele#etos %rici%ales so#eti!os a Co#%resi. 829 Reempla;ando: rf l@ 011 rf KK+10K %ul&+ @ 011 1'FF %ul&+ Lue&o ,usca!o e ta,las se tiee 8e la secci. !e 0L9; PERIL 0Z0Z2@
r t 1'FG %ul&+ At 0Z1'01 %ul& 0 1+2K %ul&0
Diseño Industrial
3
E este caso se !e,e cosi!erar (ue al ser co#%resi.' g ya o será 02K11 PSI sio (ue se !e,erá calcular el )actor !e es,elte3 y se&$ eso ir a la ta,la 2
Reempla;ando: Diseño Industrial
3
rfl@011 rf + %ul&+ @ 011 1' %ul&+ Bus(ando en ta.las:
L 2Z2@Z2@ / 2@ r t 1+ %ul& At 1+20G%ul& 0 Calcula!o el ue7o )actor !e es,elte3 8t9; l@r t 2 / + %ul& @ 1'+ %ul& 22F+K Busca!o el 7alor !e es,elte3 8t9 e la ta,la 2
Cuadro: RE#$MEN DE PER
TIPO
BARRA
UERA8l ,9
Tracci.
Prici%al
A
1GG'2
0L 2/2/2@
Secu!aria
E
2KF+F
L 2/2/F@2K
Prici%al
A<
K+
0L 0/0/2@
Secu!aria
E
+F
Co#%resi.
Diseño Industrial
PERIL
L 2Z2@Z2@ / 2@
3
SOLDADURA Para el cálculo se asu#e (ue se 7a a e#%lear u electro!o EK1 8sal7o (ue se !i&a lo cotrario9' a!e#ás es ua sol!a!ura !e ,or!e re!o!ea!o y se sa,e (ue; P S7 / Se b / a / L Ps / L++ 829 E !o!e; P; uer3a !el Cor!. L; Lo&itu! !el cor!. !e sol!a!ura s; uer3a !el electro!o S7 / Se b/ a A!e#ás %ara electro!os EK1; s 20F1 / a 82K9 81&--- !;@ " ;en =12$,- !;@ apro"imado9 E !o!e es el acho e)ecti7o !e la sol!a!ura' al ser !e ,or!e circular es; aF@ / T829 E !o!e T es el es%esor !e la %lacha #ás !el&a!a' a!e#ás la cartela es !e !e es%esor' co to!o eso se tiee;
'6&' Tra((ión Prin(ipal Cosi!era!o los !atos !e Tracci. Prici%al el !e #eor es%esor 8T9 es la cartela' etoces; Reempla;ando en la formula 1'42: aF@ / 2@ 1'2G %ul& Reempla;ando en la formula 1'32: s 20F1 PSI / a s 20F1 / 1'2G %ul& 02' l,@%ul& De la formula 1'92 se despeja L: LP@s 829 Al ser un perfil *L 1do.le2 se tiene: P20s@0 FGK+F@0 2GGF+0Kl, Lue&o e 829; Diseño Industrial
3
L22GGF+0K l,+ @ 02' l,+ @%ul&+ L2 1+02 %ul& Icre#eta!o a ca!a la!o; L2L0 1+02 0/2@ 2+F02 %ul& '6&* Tra((ión #e(undaria Al tratarse !e u %er)il si#%le los 7alores !e )uer3as y !e cor!oes o será i&uales' %or lo tato se !e,e !eter#iar ca!a uo !e ellos' %ara eso se sa,e (ue; P20 202KFK+G 82G9 Por otro la!o' to#a!o #o#etos co res%ecto al cetro !e &ra7e!a!; 2+A < 0+B 1 8019 Para hallar A se ,usca e la ta,la el cetro !e &ra7e!a! Z<: y se tiee; A 1+02F%ul& 8,uscar e Z o :9 Por lo tanto si: AB 2 Es !ecir la su#a !e,e ser i&ual al lo&itu! !el ala+ B2
Diseño Industrial
3
s20F1 / 1'2 20'0 l,@%ul& Ree#%la3a!o e 829; L2 20+0 l,@20'0 l,@%ul& 1+00 %ul& L0 F+K@20+0 l,@%ul& 1+2GK %ul& Au#eta!o a ca!a la!o; L21+00 %ul& 0/2@ 2+000%ul& L0 1+2GK %ul& 0/2@ 1+KGK%ul&
'6&+ Compresión Prin(ipal E )or#a si#ilar a Tracci. Prici%al' se tiee (ue; T2@ Lue!o: aF@ / 1'2 %ul& Cal(ulando
Diseño Industrial
3
20 81+2F209 A!e#ás; 2 0 +0 0 81+2F209 0 +0 0 82+2F209 +0 0+Fl,+ 2 +0< +F 212+l, Para calcular a se to#ará T2@ %ul& aF@ / 1'2 %ul& Lue&o s 20F1 / 1'2 0FK'G l,@%ul& Cal(ulando L' ) L* K Aadiendo Q a am.os lados; L2 +F l, @ 0FK'G l,@%ul& 1+F0FG 0/2@ 1+2FG %ul& L0 212+ l, @ 0FK'G l,@%ul& 1+12K 0/2@ 1+F2 %ul&
Diseño Industrial
3
2. C3C3)-, 3S !0+S ()*0+)S% MAtodo Manual
0e va a considerar a a-uellos -ue presenten los +a!ores es@uer/os verifcando el diagra+a correspondiente se 2ene:
"o+o el 2Eeral est en e-uilibrio se procede hallar la reacción GR to+ando +o+ento en el nodo *.
*hora por su+atoria de Fuer/as ver2cales ! hori/ontales se halla G*5 ! G*!
Diseño Industrial
3
6ntonces se 2ene las 3 reacciones incógnitas GR G*5 ! G*!: GR ? BP;.I3%B 8g G*5 ? PKB.%II 8g G*! ? P&I.;&33 8g
Cara el nodo *: F! ? &: R% "os ɵ ' C% X # R*0en ɵ G*!?& #R* ? 91P3.3%K "os 26.5° ' 1K;.P%1 P&I.;&33 0en 26.5° F*" ?1I;3.I% 8g 9"o+presión
F5? &: 'R% 0enɵ G*5 ' # *""osɵ #*R ? & #*C? 1P3.3%K 0en26.5° ' PKB.%II 1I;3.I%"os26.5°
Diseño Industrial
3
#*R? BBB.B3 8g 9Uensión
Cara el nodo R:
F! ? &: #R" ? & 9no ha! reacción
F5? &: #R, ' #R* ? & #R, ? BBB.B3 8g 9Uensión
Yallando todos los nudos se obtuvo las @uer/as de cada perfl en la tabla a +ostrar
F<6GZ* #<,O0
G60
,(G6""([#
U(CO
F<6GZ* 9*R
BBB.B3
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9*"
1I;3.I%
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9R,
BP;.3I
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9R"
&
''''''''''''
0ecundario
Diseño Industrial
3
F<6GZ* 9"6
1%N;
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9,"
3&.&;
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9,F
BNK.&1
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9,6
1&.;
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 96D
N3K.K
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 96F
%B.PN
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9FD
%&.&I
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9FY
P&K.I
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9Y(
%P;.%3
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9Y\
1&1K.;B
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9YD
3I.1%
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9YT
3IB.&P
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9D(
KN&.1
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9(T
;II.3
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9T\
%&&.1
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9T)
P%I.I;
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9)\
%P3.1%
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9)L
1&3.IN
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9)O
11I1.&;
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9\L
1%&;.K1
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9LO
%;I.1&
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9#L
1;%%.1B
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9#O
&
''''''''''
0ecundario
F<6GZ* 9#C
1;%P.BP
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9OC
1K1;.I
"o+presión
Crincipal
Diseño Industrial
3
.2 MAtodo con soBtare comercial Cara hallar las @uer/as internas de la estructura usare+os el soAare )s 0olid. 6l cual se introducen todas las @uer/as e5ternas -ue a@ectan a la estructura ! a trav4s del soAare nos arroEa el resultado auto+2ca+ente. 'asos: 1.
(ngresa+os al progra+a ! hace+os clic8 en trusses
Diseño Industrial
3
%.
,esco+pone+os las @uer/as ! despu4s ingresa+os los datos al progra+a
Diseño Industrial
3
3. Yaciendo clic en resolver estructura el progra+a nos da los siguientes valores:
6ntonces se 2ene las 3 reacciones incógnitas GR G*5 ! G*!:
Diseño Industrial
RA(
)*%"%++ ,-"
RA.
/01"*12 ,-"
RB.
/0+"012 ,-"
3
* con2nuación se har el anlisis de las @uer/as por nudo para ello habr -ue no+brar a cada uno co+o se aprecia en el siguiente grfco: "uadro: G60
G60
,(G6""([#
U(CO
F<6GZ* 9*R
BKK.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9*"
1I1;.&;
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9R,
BKK.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9R"
&
''''''''''''
0ecundario
F<6GZ* 9"6
1%IP
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9,"
%P.P%
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9,F
BB;.&I
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9,6
N.31
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 96D
N%1.NI
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 96F
%I.33
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9FD
1P.I%
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9FY
BN%.IP
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9Y(
%I3.%N
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9Y\
1&&K.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9YD
33.KB
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9YT
3K&
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9D(
KBK.N%
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9(T
;KI.P1
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9T\
1N;.1;
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9T)
P&%.K1
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9)\
%B;.KI
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9)L
NB.&B
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9)O
11;P.%%
"o+presión
Crincipal
Diseño Industrial
3
F<6GZ* 9\L
11NN.KN
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9LO
%1B.&I
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9#L
13N3.B3
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9#O
&
''''''''''
0ecundario
F<6GZ* 9#C
13N3.B3
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9OC
1;N3.N%
"o+presión
Crincipal
Diseño Industrial
3
.
MAtodo cremona
Cara el +4todo cre+ona se usó el soAare *uto"*, el cual nos @acilita poder hallar las @uer/as por +edio de traslados de @uer/as. 'asos: 1. Cri+ero defni+os la relación entre las @uer/as ! la distancia de las @uer/as. 6n nuestro caso ser :
%.
,ibuEa+os la estructura en *uto"*, teniendo en cuenta la escala : 6n el #odo ":
3. *s7 procede+os a dibuEar las @uer/as -ue a@ectan a cada nodo. #os resulta:
Diseño Industrial
3
;. Luego procede+os enu+erar los espacios -ue e5istan entre @uer/as. 0e genera 3% espacios entre @uer/a ! @uer/a. *s7 co+o se +uestra en la i+agen anterior. K. 0eguido traslada+os las @uer/as entre dos n+eros co+par2do. Cor eEe+plo para la @uer/a -ue se encuentra entre % ! 3 la cual 2ene un valor de 3%P.13.
I. *s7 se va trasladando todas las @uer/as -ue te dan co+o dato del proble+a. Gesulta los siguiente :
Diseño Industrial
3
B. 0e +ide cada seg+ento de la fgura resultando la cual resulta el valor de las @uer/as interna. Cara la @uer/a de Fac la cual se encuentra entre % ! 3%.
Diseño Industrial
3
P. Cara el anlisis si se encuentra en tensión o co+prensión se anali/a para cada nodo. Luego se procede a registrarse en la siguiente tabla.
Diseño Industrial
3
F<6GZ* #<,O0
G60
,(G6""([#
U(CO
F<6GZ* 9*R
BKK.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9*"
1I1;.&;
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9R,
BKK.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9R"
&
''''''''''''
0ecundario
F<6GZ* 9"6
1%IP
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9,"
%P.P%
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9,F
BB;.&I
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9,6
N.31
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 96D
N%1.NI
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 96F
%I.33
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9FD
1P.I%
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9FY
BN%.IP
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9Y(
%I3.%N
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9Y\
1&&K.;;
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9YD
33.KB
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9YT
3K&
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9D(
KBK.N%
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9(T
;KI.P1
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9T\
1N;.1;
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9T)
P&%.K1
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9)\
%B;.KI
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9)L
NB.&B
Uracción
0ecundario
F<6GZ* 9)O
11;P.%%
"o+presión
Crincipal
F<6GZ* 9\L
11NN.KN
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9LO
%1B.&I
"o+presión
0ecundario
F<6GZ* 9#L
13N3.B3
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9#O
&
''''''''''
0ecundario
F<6GZ* 9#C
13N3.B3
Uracción
Crincipal
F<6GZ* 9OC Diseño Industrial
1;N3.N%
"o+presión
Crincipal
3
.% MAtodo con soBtare desarrollado "lculos de las @uer/as internas de la estructura por 6+ soAare "ode: Rloc8s 13.1%
0e +uestra la ventana de "ode bloc8 con los resultados de las @uer/as.
0e detalla en un cuadro todas las @uer/as calculadas:
<$ERA K N$DO#
RE#$LTADO 1>!2
DIRECCI%N
TIPO
UERA 8AB9
P&I.P%1
Tracci.
Prici%al
UERA 8AC9
1I1K.IK
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8BD9
P&I.P%1
Tracci.
Prici%al
UERA 8BC9
1
<<<<<<<<<<<<
Secu!ario
UERA 8CE9
1%IN.K
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8DC9
%&.I&N%
Tracci.
Secu!ario
UERA 8D9
B%1.P%%
Tracci.
Prici%al
UERA 8DE9
N.%&BK;
Co#%resi.
Secu!ario
UERA 8E9
N&B.I1
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8E9
%&+FF
Tracci.
Secu!ario
UERA 89
2+K0
Co#%resi.
Secu!ario
Diseño Industrial
3
UERA 8=9
BP1.;%
Tracci.
Prici%al
UERA 8=I9
%K3.;
Tracci.
Secu!ario
UERA 8=9
1&&1.I
Tracci.
Prici%al
UERA 8=9
3K.;P
Tracci.
Secu!ario
UERA 8=9
3;K.%1
Co#%resi.
Secu!ario
UERA 8I9
+G0
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8I9
K+2
Co#%resi.
Prici%al
UERA 89
1PB.IKP
Tracci.
Secu!ario
UERA 8M9
BNP.KP;
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8M9
%P;.I
Co#%resi.
Secu!ario
UERA 8ML9
PN.;B
Tracci.
Secu!ario
UERA 8MO9
113P.%KI
Co#%resi.
Prici%al
UERA 8L9
11BN.%K
Tracci.
Prici%al
UERA 8LO9
%&&.K;B
Co#%resi.
Secu!ario
UERA 8NL9
13;P.%K
Tracci.
Prici%al
UERA 8NO9
1
<<<<<<<<<<
Secu!ario
UERA 8NP9
13P;.1%;B
Tracci.
Prici%al
UERA 8OP9
13PB.%1;
Co#%resi.
Prici%al
Cara los clculos se u2li/arn los +ie+bros so+e2dos a las tensiones +5i+as: "uadro: F<6GZ*0 )]^()*0
Diseño Industrial
U(CO
CG(#"(C*L 9Tg
06"<#,*G(O 9Tg
Uracción
#'C ? 13N3.B3
Y'(? %I3.%N
"o+presión
*'" ? 1I1;.&;
T'Y? 3K&
3
D34INICI5N D3 '3R4I6 "onsiderando el @actor de esbelte/:
1. UG*""([# 9 CG()*G(O : Cara ele+entos principales a Uracción 0e despeEa r:
6n donde T?19por ser soldadura ! L ?1.K + 9el largo de la barra #'C trans@or+ando a pulgadas:
Gee+pla/ando para hallar r:
Luego buscando en tablas:
Diseño Industrial
3
0e op2ene r ? &.%N _ &.%;I del per7l #(#(#81 ! un rea de 9"11 Cor ser un perfl %L se ha buscado en *5is ^'^ cu!os valores son los +is+os -ue *5is ' entonces los datos de tablas ser7an:
8Para tras)or#arlo e 0L9
Cara -ue el perfl sea aceptado: * t ` * por lo tanto se halla *: "onsiderando la @ór+ula: 6n donde: : %1I&& C0( 93sfuero Ad&isible para el acero *3I F: F 9#C ? 13N3.B3 8g 5 %%&K lb8g ? ;%I3.PBK lb
Des%e4a!oA;
0e puede apreciar -ue se cu+ple: * t ` * Verifcando *: *t ` *
&.PP ` &.1NB.. "u+ple
Cor lo tanto el perfl seleccionado para +ie+bros principales so+e2dos a Uracción ser7a: %6 #;#;#81
%. Uracción 90ecundario 0i+ilar al caso anterior se 2ene:
Diseño Industrial
3
0in e+bargo para +ie+bros secundarios so+e2dos a Uracción:
11 Yallando r:
Luego deter+inando * en @or+a si+ilar al caso anterior se 2ene:
Ruscando en tablas 9r se busca en *5is Z'Z !a -ue es perfl L se 2ene:
Cerfl: L 11% 5 11% 5 1;
Verifcando r: rt ` r &%N% ` & %BP "u+ple Verifcando *: *t ` * &IPP ` & &KN . "u+ple Cor lo tanto el perfl seleccionado para +ie+bros secundarios so+e2dos a Uracción ser7a: 6 ##8% ( ##8% ( #81
3. )ie+bros so+e2dos a "o+presión 9Crincipal 0iguiendo el +is+o paso -ue el caso anterior la +a!or @uer/a principal so+e2da a co+presión es:
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3
l,
Tlr %&& para ele+entos principales so+e2dos a "o+presión 9T?1 Gee+pla/ando:
Luego buscando en tablas se 2ene 9en la sección de %L:
rt? &3;K pulg. *t? %^&%II pulg% ? &.K3% pulg% 6n este caso se debe considerar -ue al ser co+presión !a no ser %1I&& C0( sino -ue se deber calcular el @actor de esbelte/ ! segn eso ir a la tabla 1'3I -ue es vlida para +ie+bros so+e2dos a co+presión.
"alculando el nuevo @actor de esbelte/ 9t:
Ruscando el valor de esbelte/ 9t en la tabla 1' 3I se 2ene -ue
Luego +ul2plicando por el @actor de seguridad 9&I se 2ene:
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,e hecho el @actor de seguridad sie+pre se ha usado es decir se sabe -ue : %1I&& C0( 96s@uer/o *d+isible para el acero *'3I 6sta can2dad resulta de 3I&& C0( 5 &I ? %1I&& C0( "on el es@uer/o ad+isible hallado en tablas se calcula la 4a la cual responde a la @or+ula vista anterior+ente es decir: *?F ,espeEando: Fa ? *t Gee+pla/ando:
Cara ser aceptado debe cu+plir -ue: Fa ` F9Y( ! ade+s -ue * t ` * Verifcando la pri+era condición: 13&KK%P lb KK;P.&3P lb Cor lo tanto no cu+ple se va a buscar otro perfl. Ruscando en tablas se 2ene:
rt ? &;;N pulg 2
*t ? %^&.IPP pulg ? 1.3BI pulg
2
"alculando el nuevo @actor de esbelte/ 9t:
Ruscando el valor de esbelte/ 9t en la tabla 1'3I se 2ene -ue ? IN1 T0( ? IN1& C0(
Cara ser aceptado debe cu+plir -ue:
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3
Fa ` F9Y( ! ade+s -ue * t ` * Verifcando la pri+era condición: NK&P.1I lb ` KK;P.&3P Cor lo tanto se acepta el perfl de # < ( # < ( =
;. )ie+bros so+e2dos a "o+presión 90ecundario Cara este caso se 2ene -ue la barra secundaria -ue soporta +a!or @uer/a es:
Tlr %&& para ele+entos principales so+e2dos a "o+presión 9T?1 Gee+pla/ando:
Ruscando en tablas: L ;5;53; rt ? &.BP pulg *t ? K.;; pulg% "alculando el nuevo @actor de esbelte/ 9t:
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Ruscando el valor de esbelte/ 9t en la tabla 1'3I se 2ene -ue
Luego +ul2plicando por el @actor de seguridad 9&I se 2ene: ? PPB; C0(
Yallando Fa
Yallando * *? ;I&PIIB lb PPB; C0( ? K1N Culg % Verifcando: Fa ` F 9()
;P%B; ` 3IKP.PB "u+ple
*t ` *
K;; ` K1N ...."u+ple
Cor lo tanto el perfl adecuado ser7a: 6
1(1(281
)3(S(S #,+ 030&0)*,S ()!()(*,S Cara el anlisis de @uer/as por ele+entos fnitos usare+os el progra+a inventor. Cara ello +odela+os la estructura con sus respec2vas perfles .6ntonces usa+os el co+ando de si+ulador de @uer/as ! aplica+os las @uer/as respec2vas.
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Luego se procese a si+ular el anlisis.
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*po!o de roda+iento
Interpretación: 0abe+os -ue la estructura en anlisis posee dos puntos de apo!o. La -ue se encuentra a la i/-uierda corresponde a un punto de apo!o fEo ! la -ue se encuentra a la derecha corresponde a un punto de apo!o +ovible .6l +o2vo por el cual una parte +ovible ! otra parte est2ca se debe a -ue la @uer/a del viento al actuar en la estructura generar una @uer/a ! al encontrarse con un apo!o +ovible esto no genera ninguna rotura solo genera un +ovi+iento de la parte +ovible. *l reali/ar el anlisis por ele+entos fnitos en inventor se pudo apreciar -ue la parte donde se encuentra el roda+iento +ovible se presenta una dislocación de estructura esto se debe a -ue en inventor solo considera apo!os est2cos es por ello -ue se genera esa dislocación.
S,3--+ 1. CALCULO DE SOLDADURA Gesu+iendo el punto N se 2ene:
"uadro: G60<)6# ,6 C6GF(L60
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3$4U3RZO
>I'O
Uracción
"o+presión
BARRA
4U3RZA?lb@
'3R4I6
Crincipal
#'C
3&B3.1BK
%L 1 5 1 5 1;
0ecundaria
Y'(
KP&.KK;;
L 1 5 1 5 1;
Crincipal
*'"
3KKP.NKP
%L 1 5 1 5 1;
0ecundaria
Y'T
BB1.BK
L ; 5 ; 5 3;
Cara el clculo se asu+e -ue se va a e+plear un electrodo 6I& 9salvo -ue se diga lo contrario ade+s es una soldadura de borde redondeado ! se sabe -ue:
6n donde: ': Fuer/a del "ordón 6: Longitud del cordón de soldadura 4s: Fuer/a del electrodo ? 0v 5 0en ;K5 a
*de+s para electrodos 6I&:
91P&&& C0( 5 0en ;K?1%B3& C0( apro5i+ado 6n donde es el anc!o efecvo de la soldadura al ser de borde circular es:
6n donde U es el espesor de la plancha +s delgada ade+s la cartela es de de espesor con todo eso se 2ene:
2. TRACCIÓN /RINCI/AL "onsiderando los datos de Uracción Crincipal el de +enor espesor 9U es la cartela entonces:
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Gee+pla/ando en la @or+ula 91B:
Gee+pla/ando en la @or+ula 91I:
,e la @or+ula 91K se despeEa L:
*l ser un perfl %L 9doble se 2ene:
Luego en 91P:
(ncre+entando a cada lado: L1?L%?1&K %51; ? 11 pulg
1.
TRACCIÓN SECUNDARIA
*l tratarse de un perfl si+ple los valores de @uer/as ! de cordones no sern iguales por lo tanto se debe deter+inar cada uno de ellos para eso se sabe -ue:
Cor otro lado to+ando +o+entos con respecto al centro de gravedad:
Cara hallar * se busca en la tabla el centro de gravedad ^' ! se 2ene: *?&IN; pulg 9buscar en ^ o Cor lo tanto si:
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*R ? % 6s decir la su+a debe ser igual a la longitud del ala. R?%'* R ? 1P&I pulg Gee+pla/ando en 9%& F1 9&IN; ' F% 91P&I ? & F1? F% 9%I Gee+pla/ando en 91N F%9%IF%?3;I;1 F% 91%I?3;I;1 F%?NI%%K lb Luego: F1? 3;I;1 ' NI%%K ? %K&1PK lb 6l siguiente paso consiste en calcular el anc!o efecvo segn la @ór+ula 91B se debe deter+inar U se 2ene -ue la cartela cuenta con un espesor de pulg ! el perfl 31I pulgadas siendo +enor 31I entonces:
Gee+pla/ando en la @or+ula 91I:
Gee+pla/ando en 91P:
*u+entando a cada lado:
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2.
C#='&$)>! /')!c)=al
6n @or+a si+ilar a Uracción Crincipal se 2ene -ue: U?1; Luego:
"alculando Fs:
*l ser perfl doble se 2ene -ue:
3. COM/RESIÓN SECUNDARIO 0i+ilar a tracción secundaria 9perfl si+ple se hallan * ! R to+ando en cuenta -ue el perfl es L ;5;53; 6n la tabla se deter+ina -ue: *?1%B pulg Luego: R?;'1%B?%B3 pulg *plicando la su+atoria de +o+entos se 2ene:
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*de+s:
Cara calcular a se to+ar U?1; pulg
Luego:
"alculando L1 ! L% *Jadiendo a a+bos lados:
4. CUADRO DE RESULTADO DEL CORDÓN DE LOS /ERILES
soldadura 6'I&
Uracción Crincipal
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Fuer/a del "ordón 9C lb
Longitud del cordón de soldadura 9L pulg
F1
L1
F%
%K3B%.&3 %K3B%.&3
Cerfl
L% 11
11
%L
3
Uracción segundaria
%K&1.PK
"o+presión principal "o+presión segundario
NI%.%K
1.N
1.&;
L
%K3B%.&1 %K3B%.&1
11.13
11.13
%L
%;IK1.&1 %1;3K.II
N.K
1&.P%
L
5. SOLDADURAEN IN?ENTOR S& a!al)(a'@ ! !"# "& la &$*'c*'a la $#l"a"'a
S& &$*'a &l !"# a a!al)(a'
'er7l secundario 'anel
'er7l pri&ario
S& ='#c&"& a $#l"a' l#$ =&'%)l&$ $&:!"a')#$ =')a')#$ c#! &l =a!&lB $& &$*'a la $#l"a"'a &l $#l# "& la $#l"a"'a.
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$oldadura $&bolo
S& '&='&$&!*a &l =la!# "& "&*all& "& ! !"# "& la &$*'c*'a c#! *#"#$ l#$ $#l#$ "& $#l"a"'a 6. /LANO DE SOLDADURA EN IN?ENTOR
"o+paracion de perfles de inicio ! del fnal:
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'er7l Inicial
'er7l 4inal
3n 6
L%5%531I
L1 51 5 1;
Dos 6
%L'%5%51;
%L 1 1%5 1 1%5 1;
+0!0+0)C(S 8(83(,9+!(CS
hps:AAA.google.co++apsM'1%.1P;B3&K' BI.N;&NK&K3aBK!%;I.&1hP%.3Ptdata?3+I1e13+;1sD;/d=NiE'^Fv3TE65hnK,* %e&Bi1331%PiIIKII+11e1 hps:AAA.google.co++apsplaceZona(ndustrialLi+a,istrictCeruM'1%.1P;B3&K' BI.N;&NK&K%N&+data?3+11e3;+K3+;1s&5N1&KbN1IIae%;aBB:&5Be%INaP;&%B@%3 P+%3d'1%.1PKKK%N;d'BI.N;1NP&3
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$3'ARACIN Cies
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