MEMORIA DE CÁLCULO Nombre de !ro"ec#o
$DI%E&O DE !LA'AFORMA !ARA MAN'ENIMIEN'O CODO () !L*+
MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 1 de 22 Pág.
MEMORIA DE CÁLCULO Fe&'()
Fe&'()
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Fi*+( E$(,o*(d P. P. o) Sá&'e P.S.D
Fi*+( A#*o,(do ) ECOM
Fi*+( A#*o,(d o SMC/
“DISEÑO DE PLA PLATAFORMA AFORMA PARA MATEIMIETO CODO !" #$g%
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AREUIPA AREUIPA - 015
INDICE 1. 2. 3.
4. 5. !.
Antecedentes Normas Descripción de los trabajos 3.1 Estructuras de acero 3.1.1 Cargas de diseo 3.1.2 Combinaciones de Carga 3.1.3 An"lisis estructural 3.1.4 Diseo en acero 3.1.4.1 Diseo de elementos sometidos a %le&ión 3.1.4.2 Diseo de elementos sometidos a compresión 3.1.5 Control de de%ormaciones 3.1.! Comprobación %inal de la estructura 3.2 'eri%icación de (ernos 3.2.1 Cargas de diseo 3.2.2 )eacciones en la estructura empernada 3.3 'eri%icación 'eri%icación de de la Estructura Estructura de *oporte Conclusiones + recomendaciones -ibliogra%a Ane&os
03 03 04 05 05 0! 0# 0$ 0$ 10 12 15 1! 1! 1# 1, 20 20
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 3 de 22 Pág.
1. AN'ECEDEN'E% A #edido de$ C$ie2e ECOM3 se *e($i(*á e$ diseño de #$(2(4o*+(s de (&e*o #(*( d(* +(2ei+ie2o ( &odos de !"% e $( o( de “P$(2( Co&e2*(do*( Mo$ied(%. L(s es2*&2*(s i*á s6e2(d(s e 7ig(s3 +edi(2e &o$+(s de 2($ +(e*( 8e $( #$(2(4o*+( 8ed(*á &o$g(d(. L( 6s2i9&(&i: de $( e$e&&i: de #e*9$es se +es2*( ( &o2i(&i:.
Fig 1) Es8e+( gee*($ de P$(2(4o*+( #*o#es2(
2. NORMA% L( #*ese2e +e+o*i( o,ede&e $(s o*+(s de &os2*&&i: 7ige2es3 $(s +is+(s 8e se +e&io( #e*o o se $i+i2( () - RE E00 C(*g(s - RE E0;0 Es2*&2*(s Me2á$i&(s - AISC LRFD 005 A&e*o (. DE%CRI!CI,N DE LO% 'RA-AO% Co+o se +e&io: (2e*io*+e2e se diseñ( ( #$(2(4o*+( &o$g(2e3 $( &($ ( s 7e #osee seg+e2os &o$(#s(,$es #(*( *e($i(* +(io,*(s &o e$ &odo de !"%. P(*( e$ (á$isis se se#(*(*á $os seg+e2os de $( es2*&2*( #*i&i#($3 (($iádo$os #o* se#(*(do.
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Fig 2. Esquema de análisis de plataforma y plataformas colapsables
(.1 E%'RUC'URA% DE ACERO Se &(*(&2e*i( #o* se* de +(2e*i($ d<&2i$ &(#( de so#o*2(* g*(des es4e*os 2(2o de 2esi: &o+o &o+#*esi:3 2iee +(=o* de4o*+(,i$id(d = #ede se* *e2i$i(dos. E$ (&e*o es +(2e*i($ $i7i(o = *esis2e2e3 $os #e*9$es e $os 8e se e&e2*( e$ #*od&2o '(&e 8e se #ed( *esis2i* ( g*( &(*g( &o #o&( se&&i: 2*(s7e*s($. (.1.1 Car/a de Dieo A &o2i(&i: se desig(*á $(s &(*g(s 8e *esis2i*á $( es2*&2*( #*o#es2(. (.1.1.1 Car/a Mer#a Co**es#odie2e ( $(s &(*g(s i'e*e2es ( $os +(2e*i($es 2i$i(dos3 so &(*g(s 8e o #ede 7(*i(* &o *es#e&2o ($ 2ie+#o3 s($7o &(sos e>&e#&io($es &o+o so $( #?*did( de se&&i: = o>id(&i:. Mo2i7o #o* e$ &($ 2od(s $(s es2*&2*(s de,e*á se* &,ie*2(s &o #i2*(. E$ +(2e*i($ ( 2i$i(*se es A&e*o ASTM A!"
Acero A() Peso #o* /o$+e) M:d$o de E$(s2i&id(d) M:d$o de Poisso)
@.B; To+! ;000 si 0.! −6 6.5 ∙ 10 Coe9&ie2e de E>#(&i: T?*+i&() M:d$o de Co*2e G M:d$o de F$e&i( 4=G H$2i+( Resis2e&i( 4G
1115!.B" si !" si 5 si
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Peso P*o#io Peso *(2ig Me2á$i&o
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A C($&$(*se ;0 g+
(.1.1.2 Car/a 3iva So $(s &(*g(s &o**es#odie2es ($ se*7i&io de $( es2*&2*(3 e es2e &(so $( es2*&2*( de,e*á *esis2i* $os 2*(,(6os es#o*ádi&os de +(2ei+ie2o = &(+,io de &odo. Si e+,(*go ($ o 2ee* *e4e*e2e de &(*g( (2e*io* se (s+i*á $( &(*g( ig($ ( $( de #(s(dio o &o**edo*. •
C(*g( /i7(
B00 g+
(.1.2 COM-INACIONE% DE CAR*A E$ +?2odo de diseño ( 2i$i(*se es e$ #*o#es2o #o* e$ LRFD 0053 $(s &o+,i(&ioes de &(*g( 8e se 2i$i(*á &o**es#ode ($ +(($ de$ AISC 1G 1.BD G 1.D J 1."L J 0.5L* : S : RG !G 1.D J 1."L* : S : RG J 0.5L : 0.KG BG 1.D J 1.!K J 0.5L J 0.5L* : S : RG 5G 1.D ± 1.0E J 0.5L J 0.S "G 0.;D
±
1.!K : 1.0EG
De es2(s &o+,i(&ioes sie+#*e se diseñ(*á &o $( +(=o* = se &o+#*o,(*á &o $( e7o$7e2e
(.1.( ANÁLI%I% E%'RUC'URAL Co $(s &(*g(s (2e*io*+e2e +e&io(d(s se #*o&ede ( e6e&2(* = *e7is(* $os di(g*(+(s de +o+e2o3 &o*2(2e = (>i($ de $( es2*&2*(.
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Fig 3: eacciones debido a !" en la plataforma !olapsable #$g%
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Fig 4: eacciones debido a !' en la (lataforma !olapsable #$g%
Fig 5: )"F por !arga "uerta
Fig 6: )"F por !arga 'i*a
Co $os 7($o*es de $os di(g*(+(s3 se &'e8e( $( *esis2e&i( de $(s se&&ioes #*o#es2(s. Se '( &oside*(do $(s
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*e(&&ioes de $( #$(2(4o*+( &o$(#s(,$e #(*( e$ diseño de $( P$(2(4o*+(
(.1.4 DI%E&O EN ACERO (.1.4.1 Dieo de Eeme#o ome#ido a 6e7i8 E$ es8e+( de $(s se&&ioes &o+#*o,(d(s se idi&(*á ($ 9($ de$ do&+e2o.
Fig &: ,e muestra la secci-n analiada con color ro/o.
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Fig +: )iagramas de momento cortante y deeiones del elemento a analiarse.
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Fig 0: (rocesamiento y comprobaci-n de la secci-n 1453
Co+o se #ede (#*e&i(* $( se&&i: so#o*2( $( &(*g( de se*7i&io 'o$g(d(+e2e3 +ás (de$(2e se de2($$(*á #o* 8? $(s se&&ioes de,e 2*(,(6(* ($ 50 de s &(#(&id(d o+i($.
(.1.4.2 Dieo de Eeme#o ome#ido a 'ei8 De +(e*( si+i$(* ($ (2e*io* se &o+#*o,(*á $( *esis2e&i( de $( se&&i:3 e 2odos $os &(sos de,e 2o+(*se e &e2( 8e $os e$e+e2os = $( dis2*i,&i: de $( es2*&2*( '(&e 8e ig< e$e+e2o 4&ioe so$(+e2e ,(6o ( &odi&i: de &(*g(3 es de&i* (< $os e$e+e2os 8e (#(*e2e+e2e se e&e2*( e &o+#*esi: #*(3 e *e($id(d 2(+,i? s4*e e>i: = 2o*si:3 de,ido ( $os 2i#os de ioes 8e #ose(3 e es2e &(so 2od(s $(s ioes se &oside*( e+#e*(d(s3 e$ de2($$e de $( #e*e*N( se +os2*(*á e $os #$(os (d62os.
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E$ e$e+e2o 8e se &o+#*o,(*á se +es2*( e $( 9g*( sigie2e.
Fig 1: ,ecci-n elegida para su comprobaci-n el elemento se encuentra en color ro/o.
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 12 de 22 Pág.
Fig 11: )iagramas de momento cortante reacciones y deei-n del elemento a comprobarse
Fig 12: (rocesamiento y comprobaci-n de la secci-n 615
(.1.5 CON'ROL DE DEFORMACIONE% Los e$e+e2os de (&e*o3 #o* se* de se&&ioes *e$(2i7(+e2e #e8eñ(s3 2iede ( 2ee* de4o*+(&ioes +(=o*es ( o2*os e$e+e2os3 #o* e6e+#$o e$ &o&*e2o. L(s de4o*+(&ioes o de,e e>&ede* $os $N+i2es es2(,$e&idos #o* $(s o*+(s de &os2*&&i: A &o2i(&i: se +es2*( $(s de4o*+(&ioes o&(sio(d(s #o* &(d( &(so de &(*g(.
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 13 de 22 Pág.
Fig 13: )eformaciones ocasionadas por la carga muerta #mm%
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 14 de 22 Pág.
Fig 14: )eformaciones ocasionadas por la carga *i*a #mm%
Fig 15: )eformaci-n casionada por !" #mm%
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Fig 16: )eformaci-n casionada por !' #mm%
Se 7e*i9&( 8e $(s de4o*+(&ioes o,2eid(s e o e>&ed( e$ 7($o* de L10
(.1.) COM!RO-ACI,N FINAL DE LA E%'RUC'URA L( &o+#*o,(&i: 9($ de $os e$e+e2os 8e &o+#oe $( es2*&2*(3 se *e($i: &o e$ #*og*(+( s(#0003 7e*i9&(*e+os $( *esis2e&i( de $(s se&&ioes. L(s &($es se e&e2*( e s +(=o*N( #o* de,(6o de$ 50
Fig 1&: !omprobaci-n de la resistencia de las secciones
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Fig 1+: !omprobaci-n de la resistencia de las secciones
(.2 DI%E&O DE !ERNO% (.2.1 Car/a de Dieo P(*( e$ diseño de $os #e*os se 2o+(*á $(s &(*g(s = &o+,i(&ioes de$ diseño e (&e*o (.2.2 Reaccioe e a e#rc#ra em9erada A$ &o2(*se s:$o &o &(*g(s 7i7(s = +e*2(s3 se s(,e 8e $( +(=o* &o+,i(&i: se e&e2*( e D. Co es2( se 7e*i9&(*á $(s *e(&&ioes e $(s ioes e+#e*(d(s.
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Fig 1+: eacciones por )2 en Estructura empernada
Fera Ac#a#e Ui 8 A1 A2 A( A4
37 ;N< 1""0.0 11!;.00 5;."0 1"0.!0
-1
505.B0
-2
@0B.50
-(
1B!@.@0 1!;B.;0
-4
Ra#io
3" ;N< N ;N< ;B5.;0 -;15B.00 51."0 -15B1.!0 ";5.;0 -5".0
R. 37 0.01 0.01 0.00
R. 3" 0.01 0.00 0.01
R. N 0.1" 0.@ 0.B0
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B!.!0 -!";.B0 B.@0 -1@".00 "0!.!0 -11"BB.0" @B0."0 -1B@.;!
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0.01
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-!0@;.0
7abla 1: !omprobaci-n de los ratios y Factores de ,eguridad al usar perno "16 8r.5.6
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E coci8 e #iiar> 9ero M1) *r 5.) ob#eiedo F% 9or ecima de ( (.( 3ERIFICACI,N DE LA E%'RUC'URA DE %O!OR'E P(*( 2e*+i(* $( 7e*i9&(&i: de $( es2*&2*(3 de,e+os &o+#*o,(* 8e $( es2*&2*( 8e $o so#o*2( se( &(#( de *esis2i* $(s &(*g(s +e&io(d(s.
Fig 10: "odelo matemático para la *eri9caci-n de *igas eistentes
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Se #*o&ede*á e2o&es ( 7e*i9&(* $os es4e*os = de4o*+(&ioes e $(s 7ig(s e>is2e2es. P(*( $o &($ se '( +ode$(do $(s 7ig(s &o+o e$e+e2os “S'e$$% de,ido ( s e>&e2*i&id(d = #(*( *e7is(* $os es4e*os e $(s 7ig(s.
Fig 2: "apa de Esfueros ba/o la combinaci-n 2 *alores de esfueros aiales ,11
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 2 de 22 Pág.
Fig 2: "apa de Esfueros ba/o la combinaci-n 2 *alores de esfueros aiales ,22
Fig 21: "apa de Esfueros ba/o la combinaci-n 2 *alores de esfueros cortantes ,12
Co+o se #ede (#*e&i(* $os es4e*os siG o so,*e#(s( 0.5si3 +&'o +eos e$ es4e*o de e&i( de$ (&e*o3 #o* $o &($ se #ede (9*+(* 8e $( es2*&2*( es &(#( de *esis2i* $(s &(*g(s (+#$i9&(d(s +os2*(d(s e #á**(4os (2e*io*es. Verifcación de las Deormaciones
continuaci-n se mostrarán las deformaciones de las *igas ba/o las cargas 'i*a y muerta. ;os *alores mostrados se encuentran en mm
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Fig 22: )eformada por !' def ma es de .5&mm en <=>
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MC-ECOM-1511Cod. Doc. 001 Fecha: Noviembre 2015 ECOM - Diseño 22 de 22 Pág.
Fig 23: )eformada por !" def ma es de .26mm en <=>
4. CONCLU%IONE% ? RECOMENDACIONE% - L( es2*&2*( so#o*2( $(s &(*g(s de se*7i&io dádose ( 'o$g*(3 4*e2e &(*g(s o es#e*(d(s. - L(s 7ig(s e>is2e2es so &(#(&es de so#o*2(* $( &(*g( de $( #$(2(4o*+( = 2ee* ( de4o*+(&i: +eo* ( 1++ e2*e &(*g( +e*2( = &(*g( 7i7( - Todos $os #e*9$es de (&e*o 2i$i(dos se*á de (&e*o A!" - L(s ioes e+#e*(d(s ( $( es2*&2*( e>is2e2e se*á &o #e*o M1" * 5."3 seg< 2(,$(s +os2*(d(s - L( es2*&2*( *esis2e &o *(2io +eo* ( 0.5 $o +is+o 8e de&i* 8e e$ 4(&2o* de seg*id(d de $( es2*&2*( es2á #o* e&i+( de 5. -I-LIO*RAF@A RE E00 C(*g(s RE E0;0 Es2*&2*(s +e2á$i&(s AISC LRFD 005 ASCE @ - 11 Diseño de Es2*&2*(s de A&e*o Q(& M&Co*+(&