DISEÑO DE TIJERAL DE MADERA.pdf

IV.- DISEÑO DE TIJERALES 4.1 CONSIDERACIONES: CONSIDERACIONES: - La construcción tendrá tijerales de madera tornillo. - Los espaciamientos entre tijerales es de 2 m . - La luz libre del tijeral es de 8.35 m. - El techo es a dos aguas con pendientes de 30% ( para zona sierra ). P

P

P

P/2

P/ 2 H



h





L/4

L/12

L/6

L1

L2

L3

L

R

8.35 m

R

4.2 METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL : LUZ = ESPACIAMIENTO ESPACIAMIENTO ENTRE TIJERALES = LONGITUD TRIBUTARIA =

Carga Muerta 20.00 Kg/m² 15.00 Kg/m² 10.00 Kg/m² 5.00 Kg/m² 15.00 Kg/m² 5.00 5.00 Kg/m Kg/m²² 70.00 Kg/m²

Descripción Peso Propio cobertura cielo razo iluminación montaje Corr Correa eass Mad Mader era a TOTAL

8.35 m 2.00 m 2.00 m Descripción Carga Viva Viento

30.00 Kg/m²

TOTAL

30.00 Kg/m²

CARGA MUERTA:

WCM =

70.00 Kg/m²

CARGA VIVA:

WCV =

30.00 Kg/m²

Combinación de Carga ( ACI 318-2005 ) COMBO

D

L

Wu

1

1.2 1.2 0.9

1.6 1 0

132.00 Kg/m² 114.00 Kg/m² 63.00 Kg/m²

Wt =

2204.40 Kg

2 3

PESO TOTAL :

4

NÚMERO DE NUDOS = CARGA P UN UNTUAL EN N

P= P 2

REACCION EN APOYOS :

551.100 Kg

= 0.551 Tn

 275.5500 Kg = 0.276 Tn

R=

1102.20 Kg

= 1.102 Tn

4.3 ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TIJERAL : Cálculo de las fuerzas en las Barras :

0.551 Tn P 0.551 Tn

C

0.276 Tn P/2

B

H







A

D

1.102 Tn

h

L/4

L/12

L/6

L1

L2

L3

2.09 m

0.70 m

1.50 m

0.75 m

E

1.40 m

4.190

R

Angulos:  =  =  =

20 º =0.3445 rad 47 º =0.8199 rad 47 º =0.8199 rad

NUDO A:

 Fx  0

 Fy  0 R 

P 2

F AD

 FAB .Sen( )

FAB = 2.45 Tn

 FAB .Cos( )

FAD = 2.30 Tn

compresión

Tracción

NUDO B:

 Fy  0 F BC .Sen( )  P

 Fx  0

FBC = 2.04 Tn

NUDO D:

F BC .Cos( )  FBD .Cos(  )  FAB .Cos( )

 FBD .Sen(  )  FAB .Sen( )

FBD = 0.56 Tn

compresión

 Fx  0

 Fy  0 F BD .Sen(  )  FCD .Sen( )

FCD = 0.56 Tn

F DE

 Fy  0 P  2 FCD .Sen( )  2FBC .Sen ( )

=

1.38 Tn

!Ok!

CUADRO DE FUERZAS EN LAS BARRAS Elemento

Longitud (m)

Carga Axial (tn)

A-B A-D B-D B-C C-D D-E

2.22 2.79 1.03 2.23 2.05 2.80

2.45 2.30 0.56 2.04 0.56 0.25

 FAD  FBD .Cos(  )  FCD .Cos( )

FDE = 0.25 Tn

Tracción

NUDO C:

1.38 Tn

Compresión

FUERZA compresión Tracción Compresión compresión Tracción Tracción

Tracción

C

Solo diseñaremos los elementos mas críticos de la estructura. Inclinado

Longitud (m) 2.79 2.22 1.03 2.05

Elemento Crítico Horizontal Inclinado Diagonal Diagonal

Carga Axial (tn) 2.30 2.45 0.56 0.56

B

FUERZA Tracción compresión compresión Tracción

A

D

E

Diagonal

Horizontal

4.4 CONSIDERACIONES TECNICAS: ESFUERZOS MÁXIMOS ADMISIBLES (kg/cm2) Grupo

Compresión Paralela Fc

Tracción Paralela Ft

80

75

C

Corte Paralelo

Flexión

Fv

Fm

Compresión Perpendicular Fc

8

100

15

MODULO DE ELASTICIDAD (kg/cm2) Grupo

ENTRAMADOS

Emin

Eprom

55,000

Volumen=

RELACION DE ESBELTEZ

COLUMNAS

C

Nota: Madera tornillo=

Ck

Grupo

90,000

C

COLUMNAS

ENTRAMADOS

18.42

22.47

4.5 DISE O DE ELEMENTOS EN COMPRESION DEL TIJERAL: A. ELEMENTO INCLINADO:

VERIFICACION DE ESBELTEZ: L= 2.22 m l 

k .l h

10 Ck C K

P= 2.45 tn

, h : dirección considerada

h=15 cm

k= 1.00 b=7.5 cm

10

para columnas Cortas

Padm

Ck

para columnas Intermedias

Padm

50

 0.7025

para columnas Largas E

Ck =

 

P adm

fC . A



fC . A. 1 



 0.329.

1 3



   C K 

.

l

EA 2

l

18.42

f C

14.803 Columna Intermedia

Padm

 1  l 4   fC . A. 1  .    3  C K  

Padm= 7748.52 Kg Padm= 7.75 tn

!Ok!

4

  

900 Kg/m3

Grupo C

B. ELEMENTO DIAGONAL:

VERIFICACION DE ESBELTEZ: L= 1.03 m P= 0.56 tn k .l l  , h : dirección considerada h

h=10 cm

k= 1.00 b=7.5 cm

10


Padm

10

Ck


Padm

Ck

50

para columnas Largas

C K

 0.7025

Ck =

E





fC . A. 1 



P adm

fC . A



 0.329.

1 3

4      C K  



.

l

EA l 2

18.42

f C

10.259 Columna Intermedia

 1  l 4   fC . A. 1  .    3  C K  

Padm


!Ok!

4.6 DISE O DE ELEMENTOS EN TRACCI N DEL TIJERAL: A. ELEMENTO HORIZONTAL:

VERIFICACION DE ESBELTEZ: L= 2.79 m l 

k .l h

10 Ck C K

P= 2.30 tn

, h : dirección considerada

h=15 cm

k= 1.00 b=7.5 cm

10


Padm

Ck


Padm

50

 0.7025

para columnas Largas E

Ck =

 

P adm

fC . A



fC . A. 1 



 0.329.

1 3

EA l 2

18.42

f C

18.6 Columna Larga

P adm

 0.329.

EA l 2


!Ok!

B. ELEMENTO DIAGONAL:

VERIFICACION DE ESBELTEZ: L= 2.05 m P= 0.56 tn k .l l  , h : dirección considerada h

h=10 cm

k= 1.00 b=7.5 cm



   C K 

.

l

4

  

10


10

Ck


Ck

50

para columnas Largas

Padm



fC . A

 1  l 4  Padm  fC . A. 1  .    3  C K   EA P adm  0.329. 2 l

C K

 0.7025

E

Ck =

18.42

f C

20.518 Columna Larga

P adm

 0.329.

EA l 2


!Ok!

V.-DISEÑO DE LAS VIGUETAS ( PARA LOS TIJERALES ) 5.1 CONSIDERACIONES: - La longitud de la vigueta será de 2.10 metros - El ancho tributario de cada vigueta será de 1.00 m..

W

2.00m R

R

5.2 METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL : 2.00 m 1.00 m

LUZ = ANCHO TRIBUTARIO =

Descripción Peso Propio cobertura

Carga 5.00 Kg/m² 15.00 Kg/m²

TOTAL

20.00 Kg/m²

Descripción Carga Viva Viento 30.00 Kg/m² TOTAL

CARGA MUERTA:

WCM =

20.00 Kg/m²

CARGA VIVA:

WCV =

30.00 Kg/m²

30.00 Kg/m²

Combinación de Carga ( ACI 318-2005 ) COMBO

D

L

Wu

1

1.0

1.0

50.00 Kg/m²

CARGA DISTRIBUIDA: Wu =

50.00 Kg/m

5.3 CALCULO DE MOMENTO Y FUERZA : W U =

50.00 Kg/m

2

R

M 0

W .L 

2



50.00 Kg

W .L 

8



25.00 Kg-m

R= 50.00 Kg

2

W .L MOMENTO M XIMO= M max 

CORTANTE MÁXIMO= V max

8 W .L  2

=25.00 Kg-m =50.00 Kg

ESFUERZOS MÁXIMOS ADMISIBLES (kg/cm2) Grupo

Compresión Paralela Fc

Tracción Paralela Ft

80

75

C

Corte Paralelo

Flexión

Fv

Fm

Compresión Perpendicular Fc

8

100

15

MODULO DE ELASTICIDAD (kg/cm2) Grupo

COLUMNAS

ENTRAMADOS

Emin

Eprom

55,000

90,000

C

5.4 ESFUERZOS ADMISIBLES : Los esfuerzos de corte y flexión se pueden incrementar en un 10%. Eprom= 90000 Kg/cm² fm= 110 Kg/cm² fv= 9 Kg/cm² h=7.5 cm fc= 15 Kg/cm² b=5.0 cm

I  Z 

b.h

3

I=

175.78 cm4

Z=

46.88 cm3

12 b.h2 6

5.5 MOMENTO DE INERCIA REQUERIDO O NECESARIO: 4



5W .L L



I 

384 EI k

I=

5W .L3 .k 384 E

144.68 cm4 !Ok!

5.6 MODULO DE SECCI N NECESARIO POR RESISTENCIA: Z 

M f m

=

22.73 cm3

!Ok!

k=

250

5.7 VERIFICACI N DEL ESFUERZO CORTANTE: Corte en la sección crítica a una distancia h del apoyo: V h



W .L  2

Vh= f V

1  

2h  L

 cortante máximo a una distancia "h". 

46.25 Kg

3  V    h  Esfuerzo cortante a una distancia "h". 2  bh 

fV= 1.85 Kg/cm²

!Ok!

5.8 VERIFICACI N DE ESTABILIDAD: h b

 1.50

!Ok!

5.9 LONGITUD DE APOYO (a): a



R b.F C



0.67 cm

VI.-DISEÑO DE LA PLANCHA METALICA 6.1 CONSIDERACIONES: - El diseño de las planchas metalicas se realizará en el nudo mas crítica. - El nudo más critico será en el que las fuerzas son a tracción.

DATOS: Diámetro de los pernos: f= 3/8 '' Espesor de la plancha:

t=

1/8 ''

A-36

La plancha sera del tipo:

4.69cm

5d ó 4d

3.75cm 3.75cm 3.75cm

4d

4d

4d

f=

3/8 '' n=

2 pernos

1.88cm 2d 3.75cm 4d

15.0 cm 6.00 Plg

3.75cm 4d 3.75cm 4d

50 cm 20.00 Plg

6.2 ESFUERZOS ADMISIBLES : Se calculará la fuerza a tracción de la plancha metálica. T

 Ft . An

Donde:

 0.6 F y

An

 bn .t

"

fe

1  f    8

fe=

bn

diámetro del orificio.

1/2 ''

 b  n.f e

bn =

Ft=

Ft

n= número de pernos

5.00 Plg

21.6 lb/plg² T= 13.50 kip

An=

0.625 plg² T= 6.14 tn

1/8 ''

VII.-DISEÑO DE PERNOS 6.1 CONSIDERACIONES: - El diseño de Los pernos se realizará en el nudo más crítica. - El nudo más critico será en el que las fuerzas son a tracción.

DATOS: Diámetro de los pernos: f= 3/8 '' l=b=

F=

F

f=

4d

7.5 cm 2.30 tn

3/8 ''

4.69cm

5d ó 3.75cm 4d 4d 4d

5d ó 4d

1.88cm 2d 3.75cm 4d 3.75cm 4d

6.2 CARGA ADMISIBLE DEL PERNO : Se calculará la carga admisible por perno sometidos a doble cizallamiento. DATOS: l=

f=

7.5 cm (elemento central) 3/8 ''

(diámetro de los pernos)

de la tabla: para:

l=

df=

l=

7.5 cm l/d=

8.0 cm

P=

806.25 kg

P=

0.81 tn

6.2 N MERO DE PERNOS : N º Pernos 

Nº Pernos=

Donde:

F

F= 2.30 tn P= 0.81 tn

P

3.0 und

7.87

3/8 ''

Tabla

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