Entrega_2_Diseño de Costaneras y Columnas de Viento

PROYECTO DE ESTRUCTURAS

DISEÑ DI SEÑO O DE CO STAN ERA S Y COL UMNA S DE VIENTO VIENTO DOC – DEM - 00 002 2

GRUPO: 6 INTEGRANTES: MATÍAS AMÉSTICA MAXIMILIANO NEIRA FECHA: 29.04.2015 PROFESOR: CARLOS RAMIREZ V.


ÍNDICE I. DISEÑO DE COSTANERAS. ................................................................................................................ 4 A. DISEÑO DE COSTANERAS DE TECHO. .......................................................................................... 4 1. CARGAS BASICAS DE CÁLCULO. ............................................................................................... 4 1.1 CARGAS PERMANENTES. ................................................................................................... 4 1.2 SOBRECARGA DE TECHO. .................................................................................................. 4 1.3 CARGA DE VIENTO. ............................................................................................................ 5 1.4 CARGA DE MONTAJE. ........................................................................................................ 5 3 ESTADOS DE CARGA. ................................................................................................................ 5 4 COMBINACIONES DE CARGA. ................................................................................................... 5 5 MOMENTOS FLECTORES. ......................................................................................................... 6 5.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X. ................................................................................. 6 5.2 MOMENTOS FLECTORES EN EJE Y-Y. ................................................................................. 7 6 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN. .................................................................................... 8 6.1 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN. .......................................................................................... 8 6.2 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ........................................................................................ 9 6.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LATERAL L ATERAL TORSIONAL. ................ ......................... .................. .................. .............. ..... 9 6.4 MOMENTOS NOMINALES EJE X-X. .................................................................................. 10 6.5 MOMENTOS NOMINALES EJE Y-Y. .................................................................................. 10 7 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ............................................................................................. 10 8. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. .................................................................................... 11 B. DISEÑO DE COSTANERA LATERAL. ............................................................................................ 12 1 ESTADOS DE CARGA. .............................................................................................................. 12 2 MOMENTOS FLECTORES. ....................................................................................................... 12 2.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X. ................................................................................... 12 3 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN. .................................................................................. 15 3.1 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN. ........................................................................................ 15 3.2 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ...................................................................................... 15 3.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LATERAL L ATERAL TORSIONAL. ................ ......................... .................. .................. ............ ... 16 3.4 MOMENTOS NOMINALES EJE X-X. .................................................................................. 17 3.5 MOMENTOS NOMINALES EJE Y-Y. .................................................................................. 17 4 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ............................................................................................. 17 5. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. .................................................................................... 18


ÍNDICE I. DISEÑO DE COSTANERAS. ................................................................................................................ 4 A. DISEÑO DE COSTANERAS DE TECHO. .......................................................................................... 4 1. CARGAS BASICAS DE CÁLCULO. ............................................................................................... 4 1.1 CARGAS PERMANENTES. ................................................................................................... 4 1.2 SOBRECARGA DE TECHO. .................................................................................................. 4 1.3 CARGA DE VIENTO. ............................................................................................................ 5 1.4 CARGA DE MONTAJE. ........................................................................................................ 5 3 ESTADOS DE CARGA. ................................................................................................................ 5 4 COMBINACIONES DE CARGA. ................................................................................................... 5 5 MOMENTOS FLECTORES. ......................................................................................................... 6 5.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X. ................................................................................. 6 5.2 MOMENTOS FLECTORES EN EJE Y-Y. ................................................................................. 7 6 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN. .................................................................................... 8 6.1 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN. .......................................................................................... 8 6.2 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ........................................................................................ 9 6.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LATERAL L ATERAL TORSIONAL. ................ ......................... .................. .................. .............. ..... 9 6.4 MOMENTOS NOMINALES EJE X-X. .................................................................................. 10 6.5 MOMENTOS NOMINALES EJE Y-Y. .................................................................................. 10 7 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ............................................................................................. 10 8. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. .................................................................................... 11 B. DISEÑO DE COSTANERA LATERAL. ............................................................................................ 12 1 ESTADOS DE CARGA. .............................................................................................................. 12 2 MOMENTOS FLECTORES. ....................................................................................................... 12 2.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X. ................................................................................... 12 3 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN. .................................................................................. 15 3.1 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN. ........................................................................................ 15 3.2 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ...................................................................................... 15 3.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LATERAL L ATERAL TORSIONAL. ................ ......................... .................. .................. ............ ... 16 3.4 MOMENTOS NOMINALES EJE X-X. .................................................................................. 17 3.5 MOMENTOS NOMINALES EJE Y-Y. .................................................................................. 17 4 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ............................................................................................. 17 5. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. .................................................................................... 18


B. DISEÑO DE COSTANERA FRONTÓN. .......................................................................................... 19 1 ESTADOS DE CARGA. .............................................................................................................. 19 2 MOMENTOS FLECTORES. ....................................................................................................... 19 2.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X. ................................................................................... 19 3 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN. .................................................................................. 22 3.1 PROPIEDADES DE LA SECCIÓN. ........................................................................................ 22 3.2 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ...................................................................................... 22 3.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LATERAL TORSIONAL. ................. .......................... ................... ................... ........... 23 3.4 MOMENTOS NOMINALES EJE X-X. .................................................................................. 24 3.5 MOMENTOS NOMINALES EJE Y-Y. .................................................................................. 24 4 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ............................................................................................. 24 5. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. .................................................................................... 25 II. DISEÑO DE COLUMNAS DE VIENTO. ............................................................................................. 26 1. CARGA DE VIENTO. .................................................................................................................... 26 2. MOMENTO MÁXIMO. ............................................................................................................... 26 3. CARGAS PERMANENTES. ........................................................................................................... 26 4. PREDISEÑO. ............................................................................................................................... 27 5. ELECCIÓN DEL PERFIL. ............................................................................................................... 28 6. VERIFICACIÓN DE LA SECCIÓN A COMPRESIÓN. ....................................................................... 28 6.1 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ...................................................................................... 28 6.2 CARGA POR COMPRESIÓN. ............................................................................................. 29 6.3 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN. .................................................................................... 29 7. VERIFICACIÓN DE LA SECCIÓN FLEXIÓN. ................................................................................... 30 7.1 CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN. ...................................................................................... 30 7.2 LONGITUD DE PANDEO LATERAL TORSIONAL.................... ............................ .................. .................. .................. .................. ......... 30 7.3 MOMENTOS NOMINALES EN EJES X e Y.......................................................................... 31 8 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS. ................................................................................................. 31 9. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES. ........................................................................................ 32


I. DISEÑO DE COSTANERAS. A. DISEÑO DE COSTANERAS DE TECHO. 1. CARGAS BASICAS DE CÁLCULO.

1.1 CARGAS PERMANENTES.

Suponiendo un perfil C 150 x 50 x 5:

=4,=69,/17/

Peso propio de la costanera: Peso propio de la cubierta:

1.2 SOBRECARGA DE TECHO.

La carga viva de techo será determinada según la norma NCh 1537 (Tabla 4. Cargas de uso uniformemente distribuidas para pisos y techos). En este caso el tipo de edificio será



“techos con acceso solo para mantención”.

Qsc=100 kg/

Se definió un espaciamiento entre costaneras de s = 1,5 m y un largo de 6 m. Reducción por área tributaria:

≤

AT = 6*1,5 = 9 m 2 50 m2 (Según NCh 1537, 8.2 Reducción de cargas de uso para techos accesibles sólo para mantención)

⇒ ⇒

R1 = 1 - 0,008*9 = 0,928

Reducción por pendiente de techo: Pendiente de techo F = 20% < 30% (Según NCh 1537, 8.2 Reducción de cargas de uso para techos accesibles sólo para mantención) R2 = 1 - 0,0233 * F = 1 – 0,0233 * 20 = 0,534

≤ ⇒ = ∗ ∗≥30/

R1 * R2 = 0,928 * 0,534 = 0,50 Si 0,3 < R1 * R2 0,84

Lo cual cumple con la NCh 1537, 5.3.2.

= 100*0,928*0,534 = 50 kg/m 2


1.3 CARGA DE VIENTO.

Altura de Cumbrera: Altura de Hombro:

Hc = 13,2 m. Hh = 12 m.

Según los valores entregados en la norma (Tabla 1.Presión básica para diferentes alturas sobre el suelo) es necesario interpolar para obtener el valor exacto, con lo cual queda lo siguiente: - Presión básica para altura de cumbrera: P b = 113,7 kg/m 2 Qv = q*C, con C = coef. de forma (Según Nch 432 Of.71). Por tanto: Barlovento Sotavento α (°) Pb (Kg/m2) Qvbar (Kg/m2) Qvsot (Kg/m2) -0,4 11,3 113,7 -18,75 -45,48 1,2 * sen α -0,4

1.4 CARGA DE MONTAJE.

Según NCh 1537, se considera carga puntual en el centro de la costanera. M = 100 Kg. 

3 ESTADOS DE CARGA.

 ∗∗

PP = + SC = M = 100 kg

= 9,17 + 4,6 * 1,5 = 16,07 kg/m = 50 * 1,5 = 75 kg/m

Vbar = (1,2 * senα -0,4) * Pb * s = -18,75 * 1,5 = -28,12 kg/m

Vsot = -0,4 * P b * s = -45,48 * 1,5 = -68,22 kg/m

4 COMBINACIONES DE CARGA.

C1 = PP + SC C2 = PP + Vbar C3 = PP + Vsot C4 = PP + M


5 MOMENTOS FLECTORES.

5.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJ E X-X.



C1: Acción de Peso Propio y Sobrecarga =



C2: Acción del Viento Barlovento =



C3: Acción del Viento Sotavento =



C4: Acción de la Carga de Montaje =

PP + SC

     ∗ 1 6, 0 775∗ 6  = 9 ∗= 9 ∗cos1 ,3=357,2  ∗      ∗ 1 6, 0 775∗ 6  = 8 ∗= 8 ∗cos1 ,3=401,87  ∗     ∗  ∗ 16, 0 7∗ 6 28, 1 2∗ 6    = ∗9  ∗   9∗ = 16,097∗6 ∗cos1 ,3 28,192∗6 =49,45  ∗  = 8 ∗  8 = 8 ∗cos1 ,3 8 =55,62  ∗     ∗  ∗ 16, 0 7∗ 6 68, 2 2∗ 6     = 9 ∗  9  = 9 ∗cos1 ,3 9  =209,85 ∗  = ∗8 ∗  8∗ = 16,087∗6 ∗cos1 ,3 68,282∗6 =236,08 ∗   ∗ ∗ 16, 0 7∗ 6  = 9  6 ∗= 9  100∗66∗cos1 ,3=161,10  ∗ PP + V bar

PP + V sot

PP + M


 =∗8   ∗4∗=16,087∗6  100∗64∗cos1 ,3=218,01  ∗  =357, 2 2 ∗  =401,87  ∗

Luego, el momento de diseño corresponde al máximo valor obtenido en cada tramo, para las combinaciones anteriores:

5.2 MOMENTOS FLECTORES EN EJ E Y-Y.



C1: Acción de Peso Propio y Sobrecarga =



C2 y C3: Acción del Viento =



C4: Acción de la Carga de Montaje =

PP + SC

   6   =0.=7,113∗∗  ∗=0. 1 ∗ 1 6, 0 775∗  ∗    1 , 3 3 3 ∗    6  =0.=1,0725∗8  ∗∗3 ∗=0.025∗16,0775∗3 ∗1 ,3    6  ∗∗36 ∗ 1 ,3=1=0,,26  ∗  =0.=0.025∗1∗∗∗3 ∗∗=0. 1 ∗ 1 6, 0 7  3 =0.025∗16,07 3 ∗1 ,3 31  ∗   3  =0.1∗∗3 ∗0. 0 75∗∗∗  6  =0.1∗16,07∗3 ∗1 ,30.075∗100∗1 ,3∗63 PP

PP + M


 =4,20  ∗   3  =0.025∗∗3 ∗0. 1 75∗∗∗  6  =0.025∗16,07∗3 ∗11,30.175∗100∗11,363  =7,17  ∗

El análisis debe realizarse para la misma condición de carga en ambos ejes. Por lo tanto, al igual que para el eje x, los momentos de diseño para el eje y corresponden a la combinación C1:

 =7= 1,1,748∗∗

6 RESISTENCIA NOMINAL A LA FLEXIÓN.

6.1 PROPIEDADES DE L A SECCIÓN.

Perfil C 150 x 50 x 5 Peso [Kg/m] H [cm] B [cm] e [cm] t [cm] A [cm2] Ixx [cm4] Sx [cm3] Zx [cm3] ix [cm] Iyy [cm4] Sy [cm3] Zy [cm3] iy [cm] r [cm] J [cm4] Cw [cm6]

9,17 15 5 0,5 0,5 11,7 359 47,9 57,6 5,55 24,8 6,55 11,8 1,46 1,97 0,97 944


6.2 CL AS IFICACIÓN DE L A SECCIÓN.



Elementos no atiesados:



Elemento atiesados

 =0,38∗= =1=10,0 95 }  <   =3, =76∗−∗ −∗=108, =20,3312} <  

Por tanto se tiene una sección compacta. 6.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LA TERAL TORSIONAL . Lb:

Longitud entre arriostramientos

 = + = + =200   =1,76∗ ∗   = 74,03   0 , 7 ∗   ∗  ∗ℎ        =1,95∗ ∗ 0,7∗ ∗  ∗ℎ ∗ 1  16,76∗  ∗  ∗   = √ ∗ ⟹  =1,79 , con N: número de colgadores por costanera.

a) Longitud crítica de pandeo:

b) Longitud límite de pandeo inelástico:

Donde:


= ℎ2 ∗  ℎ⟹=1, 4 , 5    ==1 18  =214,25< <   =  ∗[ ( 0,7∗ ∗)∗ ]≤  ==2530∗ =57,∗6=145.  728 ∗  =910,18  ∗ ⇒ ==2 =253=065∗1,141∗,8=2 ∗≤91.8.65∗4 ∗∗ >26.514  ∗ Por lo tanto tenemos que:

Se tiene

para los 2 tramos.

Entonces:

6.4 MOMENTO S NOMINAL ES EJE X-X. 

FLUENCIA (MOMENTO PLÁSTICO):

= 1.457,28 kg * m



PANDEO LATERAL TORSIONAL (Cb=1)

6.5 MOMENTO S NOMINAL ES EJE Y-Y. 


7 INTERANCCIÓN DE ESFUERZOS.

⁄Ω  ⁄Ω ≤1


Tramo central:

⁄=4Ω =015,8475,02∗ ∗ ⇒    = 0,75 <1  ⁄ ⁄ ⁄=1Ω =1,7858,7∗ ∗ ⁄=3Ω =575,245,02∗ ∗ ⇒    = 0,70 <1  ⁄ ⁄ ⁄=7Ω =1,1458,7∗ ∗ Δ <Δ   Δ = 20 = 6200 =3   5∗∗ Δ = 384∗∗ =2  <3 

Cumple

Cumple

Tramo extremos:

8. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES.

Se verifica para la condición de carga C1= PP+SC

Por lo tanto se cumple la condición.


B. DISEÑO DE COSTANERA LATERAL. Para el diseño de la costanera lateral no se considera la sobrecarga y la altura a la cual se aplica el viento es la altura al hombro. Por tanto el único estado de carga diferente al caso anterior será:

P b = 110,8 kg/m 2 (h = 12 m)

- Presión básica para altura de hombro Barlovento 0,8

Sotavento α (°) P (Kg/m2) -0,4 11,3 110,8

Qvbar (Kg/m2) Qvsot (Kg/m2) 88,64 -44,32

1 ESTADOS DE CARGA.

 ∗∗

PP = + = 12 + 4,6 * 1,5 = 18,9 kg/m SC = = 50 * 1,5 = 75 kg/m M = 100 kg Vbar = 0,8 * P b * s = 88,64 * 1,5 = 132,96 kg/m Vsot = -0,4 * P b * s = -44,32 * 1,5 = -66,48 kg/m 2 MOMENTOS FLECTORES. 2.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJ E X-X.



C1: Acción de Peso Propio = PP




    ∗  ∗ 1 8 , 9 6  = 9 = 9 =75,60  ∗     ∗  ∗ 1 8 , 9 6  = 8 = 8 =85,05  ∗     ∗  ∗ 18, 9 ∗6 132, 9 6∗ 6    = 9  9 = 9  9 =607,4  ∗ PP + V bar


 = ∗8   8∗ = 18,98∗6  132,986∗6 =683,37  ∗  = ∗∗9   9∗∗ = 18,18,999∗6∗6  66,66,4498∗8∗66 =190,32 ∗  = 8  8 = 8  8 =214,11 ∗  =∗9   ∗6=18,99∗6  100∗66=175,60  ∗  =∗8  ∗4=18,98∗6  100∗64=235,05  ∗  =607, 4 4 ∗  =683,37 ∗ 




C4: Acción de la Carga de Montaje = PP + M

PP + V sot




   6  =0.= 7,15∗6 ∗∗ 3 =0. 1∗18,9∗3   =0.=1,0825∗9  ∗∗3 =0.025∗18,9∗63 


   6 =0.=0.025∗1∗∗∗3 =0.=0.0125∗∗18,198∗,9∗36=7 =1,56,89∗ ∗ 3 3    =0.1∗∗3 0.075∗3  =0.1∗18,9∗63 0.075∗10063  =22,56  ∗     =0.025∗∗3 0.175∗3  =0.=360,25∗89 1∗8,9∗63 0.175∗10063   =7=1,,5869  ∗∗ 

C2 y C3: Acción del Viento = PP















Elemento atiesados

 =0,38∗=   =8, =10,33 95 }  <   =3, =76∗−∗ −∗=108, =24,3384} <  

Por tanto se tiene una sección compacta.

12 17,5 5 0,6 0,5 15,3 610 69,7 85,2 6,31 30,0 7,82 14,3 1,40 1,94 1,84 1570


3.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LA TERAL TORSIONAL . Lb:


 = + = + =200   =1,76∗ ∗   = 70,9   0 , 7 ∗   ∗  ∗ℎ      =1,95∗ ∗ 0,7∗ ∗  ∗ℎ ∗  1   16,76∗  ∗  ∗   = √ ∗ ⟹  =1,76 = ℎ2 ∗  ℎ⟹=1, 6 , 9    ==1 17  =220,53< <   =  ∗[ ( 0,7∗ ∗)∗ ]≤ , con N: número de colgadores por costanera.



Donde:

Por lo tanto tenemos que:

Se tiene

Entonces:

para los 2 tramos.


3.4 MOMENTO S NOMINAL ES EJE X-X.


 ==2530∗ =85,∗2=215.  556 ∗  =1.360,83∗  ==2=35631=0,5∗14∗,3∗=3 ≤61.1.67∗9 ∗∗ >31.65  ∗ 

= 2.155,56 kg * m







⁄Ω  ⁄Ω ≤1 Tramo central:

⁄=6Ω =838,3174,87∗ ∗ ⇒    = 0,85 <1  ⁄ ⁄ ⁄=1Ω =1,8989,5∗ ∗

Cumple


Tramo extremos:

⁄=6Ω =807,144,87∗ ∗ ⇒    = 0,79 <1  ⁄ ⁄ ⁄=7Ω =1,5689,5∗ ∗ Δ <Δ   0 = 6200 =3  Δ = 25∗∗ Δ = 384∗∗ =2  <3  5. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES.


Cumple


B. DISEÑO DE COSTANERA FRONTÓN. Para el diseño de la costanera lateral no se considera la sobrecarga y la altura a la cual se aplica el viento es la altura de cumbrera. Además el espaciamiento entre costaneras será de S=1,32m

- Presión básica para altura de cumbrera: P b = 113,7 kg/m 2 (Hc = 13,2 m) Barlovento 0,8

Sotavento α (°) P (Kg/m2) -0,4 11,3 113,7

Qvbar (Kg/m2) Qvsot (Kg/m2) 90,96 -45,48

1 ESTADOS DE CARGA.

  ∗

PP = + = 12 + 4,6 * 1,32 = 18,07 kg/m M = 100 kg Vbar = 0,8 * P b * s = 90,96 * 1,32 = 120,07 kg/m Vsot = -0,4 * P b * s = -45,48 * 1,32 = -60,03 kg/m 2 MOMENTOS FLECTORES. 2.1 MOMENTOS FLECTORES EN EJE X-X.







    ∗  ∗ 1 8 , 0 7 6  =  9  =  9∗  =72,29  ∗  = ∗8 = 18,078 6 =81,32  ∗     ∗  ∗ 18, 0 7∗ 6 120, 0 7∗ 6    = 9   9  = 9   9  =552,56  ∗  = ∗8  8∗ = 18,087∗6  120,087∗6 =621,63  ∗ PP + V bar








    ∗  ∗ 18, 0 7∗ 6 60, 0 3∗ 6     = ∗9    9∗ = 18,097∗6  60,093∗6 =167,85  ∗  = 8  8 = 8  8 =188,83 ∗   ∗ ∗ 18, 0 7∗ 6  = 9   6 = 9   100∗66=172,29  ∗  =∗8  ∗4=18,087∗6  100∗64=231,32  ∗  =552, 5 6 ∗  =621,63 ∗ PP + V sot




   6  =0.1∗∗3 =0.1∗18,07∗3  = 7,23  ∗    6  =0.025∗∗3 =0.025∗18,07∗3  =1,81  ∗ 


   6 =0.=0.025∗1∗∗∗3 =0.=0.0125∗∗18,1087,0∗7∗36=7 =1,23,81∗ ∗ 3 3    =0.1∗∗3 0. 075∗3  =0.1∗18,07∗63 0.075∗10063  =22,23  ∗     =0.025∗∗3 0. 175∗3  =0.=360,25∗81 1∗8,07∗63 0.175∗10063   =7=1,,2831  ∗∗ 

C2 y C3: Acción del Viento = PP















Elemento atiesados

 =0,38∗=   =8, =10,33 95 }  <   =3, =76∗−∗ −∗=108, =24,3384} <  


12 17,5 5 0,6 0,5 15,3 610 69,7 85,2 6,31 30,0 7,82 14,3 1,40 1,94 1,84 1570


3.3 LONGITUDES LÍMITES DE PANDEO LA TERAL TORSIONAL . Lb:


 = + = + =200   =1,76∗ ∗   = 70,9   0 , 7 ∗   ∗  ∗ℎ      =1,95∗ ∗ 0,7∗ ∗  ∗ℎ ∗  1   16,76∗  ∗  ∗   = √ ∗ ⟹  =1,76 = ℎ2 ∗  ℎ⟹=1, 6 , 9    ==1 17  =220,53< <   =  ∗[ ( 0,7∗ ∗)∗ ]≤ , con N: número de colgadores por costanera.



Donde:


Se tiene

Entonces:

para los 2 tramos.


3.4 MOMENTO S NOMINAL ES EJE X-X.


 ==2530∗ =85,∗2=215.  556 ∗  =1.360,83∗  ==2=35631=0,5∗14∗,3∗=3 ≤61.1.67∗9 ∗∗ >31.65  ∗ 

= 2.155,56 kg * m







⁄Ω  ⁄Ω ≤1 Tramo central:

⁄=6Ω =218,6134,87∗ ∗ ⇒    = 0,7 <1  ⁄ ⁄ ⁄=1Ω =1,8189,5∗ ∗

Cumple


Tramo extremos:

⁄=5Ω =852,1546,87∗ ∗ ⇒    = 0,72 <1  ⁄ ⁄ ⁄=7Ω =1,2389,5∗ ∗ Δ <Δ   0 = 6200 =3  Δ = 25∗∗ Δ = 384∗∗ =1,82  <3  5. VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES.


Cumple


II. DISEÑO DE COLUMNAS DE VIENTO. Suponiendo un perfil C 150 x 50 x 5:

=4,=612//

Peso propio de la costanera: Peso propio de la cubierta:

1. CARGA DE VIENTO.

- Presión básica para altura de cumbrera: P b = 113,7 kg/m 2 (Hc = 13,2 m) C= 0,8 - Caso más desfavorable.

 =  =0,8∗Pb∗b=0,8∗113,7∗6=545,76 /    ∗ 545, 7 6∗ 1 3, 2   = 8 = 8 =11.8 7  ∗ 90,96 kg/m2

2. MOMENTO MÁXIMO.

Carga distribuida por acción del viento en barlovento:

Momento máximo en el centro de la columna de viento:

3. CARGAS PERMANENTES.

Peso de las costaneras:

   =  ∗ =4,6 ∗1,32 12 =18,1 / Carga

Reacción R A:


 =0,4∗ ∗ 3 =0,4∗18,1∗ 63 =14,46  = 2∗∗ =2∗10∗14,66=289,15  Reacción total: n° costaneras = 10 (en 13,2)

4. PREDISEÑO.

Según norma se analizan todos los casos necesarios para que cumpla el diseño (deformaciones en eje x-x, esbeltez y flexión).

Δ = 20  5∗∗ Δ = 384∗∗ 20 = 384∗∗ 5∗∗ ⇒   = 5∗384∗∗  ∗ ∗200 = 5∗384∗5,426.1∗131020∗1∗320200 =11,79  ∗ <200 ⇒  = 1∗13,202∗100 =6,6  → >< ∗ ∗Ω⁄Ω  >784,61  

Criterio de deformaciones eje x-x.

La deformación máxima está dada por:

Igualando:



Criterio de esbeltez:

Se obtiene el radio de giro mínimo, como se indica (k=1):



Criterio por flexión:

Se obtiene el modulo plástico mínimo:




5. ELECCIÓN DEL PERFIL. Perfil: W 264 x 101 Peso [Kg/m] H [cm] B [cm] e [cm] t [cm] A [cm2] Ixx [cm4] Sx [cm3] Zx [cm3] ix [cm] Iyy [cm4] Sy [cm3] Zy [cm3] iy [cm] r [cm] J [cm4] Cw [cm6]

101 26,42 25,73 1,956 1,194 129 16400 1240,0 1400 11,3 5560,0 432,00 656,0 6,57 7,07 188,00 831000

6. VERIFICACIÓN DE LA SECCIÓN A COMPRESIÓN.




 =0,35 ≤ √ ℎ4⁄ ≤0,76 ⇒ =0,92  = 2∗ =6,58  =0,64∗ ∗ =17,7  < 


Por lo tanto:


Elemento atiesados

=1, =49∗−∗   =18,=42,8953}  <    =  =1 → = ∗ =1 


6.2 CARG A POR CO MPRES IÓN.

=   = 289,15101 ∗13,2 =1.62     =  ∗¨ ∗  ∗ ={∗  , ∗ ;  = =1;  = =1320  ⇒ ∗ =200,9    =  ∗¨ ∗  =513,45 /2  =513,452 >4.71∗   =135,7 /2  =0,877∗ =450,3 /2  = ∗ =450,3∗129 =58.089  La carga total de compresión de la columna está dada por:

6.3 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.

Tensión elástica critica:

Luego:

Comparando:

Entonces:

Finalmente, la carga nominal por compresión está dada por:


Se verifica:

Ω = ., =34.784  ≫=1.62 

Por tanto se cumple la condición.

7. VERIFICACIÓN DE LA SECCIÓN FLEXIÓN. 7.1 CL AS IFICACIÓN DE L A SECCIÓN.

 = 2∗ =6,58  =0,95∗ ∗ =31,40  =0,38∗   =10,95  < <  =3, 7=6∗−∗ =108,=18,8353} <  


Por lo tanto: 

Elemento atiesados



De lo anterior, se concluye que la sección es de alma compacta y alas compactas. De acuerdo a AISC la sección se clasifica como F2 desde el punto de vista de flexión. 7.2 LONGITUD DE PANDEO LA TERAL TORSIONAL.

 =1.320 :     =1,76∗ ∗   =333,14  -

Longitud critica de pandeo


-

Longitud límite de pandeo inelástico

 0 , 7 ∗   ∗  ∗ℎ        =1,95∗ ∗ 0,7∗ ∗  ∗ℎ ∗ 1  16,76∗  ∗  ∗  =1 = √ ∗⟹=7,40é ℎ ==24,46   =1.614,7<4  <   =  ∗[ ( 0,7∗ ∗)∗ ]≤  ==25.∗05 =2 ∗≤ .530 ∗140 =3.542.0 0 ∗ Donde:


Se tiene

.

Entonces:

7.3 MOMENTO S NOMINAL ES EN EJES X e Y.

=35.420 kg*m


Interacción de Flexo-compresión:

Ω=1,67 =11⁄Ω =.81587.004∗∗ ⁄Ω =34.784 

⁄Ω  2∗⁄Ω ≤1

Combinación de esfuerzos. PP + Vbar

⇒ ⁄  ∗⁄ = 0,82 <1

Cumple

Entrega_2_Diseño de Costaneras y Columnas de Viento

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