MEMORIA DE ESTRUCTURAS
PROYECTO: NAVE NAVE INDUSTRIAL USANDO LRFD Esta Memoria de cálculo comprende el análisis sísmico-resistente del modelo estructural adoptado para las estructuras estructuras metálicas tomando en consideración las recomendaciones de las siguientes normas: •
NORMA TÉCNICA E EI!ICACI"N E#$%$ CAR&A'
•
NORMA TÉCNICA E EI!ICACI"N E#$($ I'E)O 'I'MICO RE'I'TENTE
•
NORMA TECNICA E EI!ICACION E-$*$ E'TR+CT+RA' META,ICA'
MODELADO DE NAVE INDUSTRIAL EN ETABS
,a estructura es de un uso industrial con ciertas con.iguraciones estructurales estructurales alternati/as en la parte .rontal
'e reali0ará reali0ará un análisis análisis utili0ando utili0ando el programa programa ETA1 ETA1' ' 23(#3#3 23(#3#3 como resultado resultado de ello ello se o4tendrá la respuesta estructural 5de.ormaciones es.uer0os6 de la estructura#
Con los datos o4tenidos7 se procederá a reali0ar el ise8o en Acero de todos los elementos estructurales con.orme con.orme lo indica las normas t9cnicas# PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
e.inimos los siguientes materiales a usar en la estructura metalica Acero para barras :
+tili0aremos un acero A( con las siguientes características ;
?*@gm( Modulo de elasticidad 5 E6 : %$(>* Coe.iciente de poisson5 +6 B $#( Modulo cortante 5 &6 B =>?3#*( Alum!o
+til +tili0 i0ar arem emos os alum alumin inio io para para la co4e co4ert rtur ura a del del tec teco o de la na/e na/e con con las las sigu siguie ient ntes es características :
+tili0aremos concreto para 0apatas con las siguientes características : >#% Coe.iciente de poisson5 +6 B $#% Modulo cortante 5 &6 & 6 B *33#=D
COMBINACIONES DE CAR#A
,as com4inaciones de carga las introduciremos en el programa programa teniendo en cuenta la norma norma E-$*$ ue nos indica las siguientes com4inaciones de carga :
E! !ues"ro pro$ec"o :
Nuestro proecto esta u4icado en en la ciudad de ica por lo ue tomaremos tomaremos un /alor de carga de nie/e nula 7 asi como carga de llu/ia nula # En nuestro proecto el /alor de carga muerta impuesta 5 de4ido a accesorios 7luminarias7 etc otros 6 será de ($@g m%#
COMBINACIONES INTRODUCIDAS EN EL PRO#RAMA
VISTA DE LAS CAR#AS INTRODUCIDAS
CARACTERISTICAS DEL MODELO
El modelo como se puede apreciar en la .igura consta de * porticos de acero ue están arriostrados lateralmente en el teco mediante per.iles en cru0 5 cru0 san andres 6 #Estas secciones se an dise8ado siguiendo siguiendo la norma AI'C ,R! *( usando el programa programa Eta4s en su modulo dise8o en acero #
El pórtico .rontal estará compuesto compuesto por los siguientes per.iles ue se muestran PORTICO FRONTAL % E&E '(')
PORTICO POSTERIOR % E&E *(* )
PORTICOS INTERMEDIOS INTERMEDIOS % E&E +(+ +( + AL E&E ,(, )
ANALISIS SISMICO
El análisis sísmico de la estructura metalica se reali0ara por el análisis estático de sismo en la dirección del EFe G en el EFe #Asi tenemos ue para calcular la cortante en la 4ase primero de4emos allar el coe.iciente 4asal H+C'R
2B
ZUCS R
H B .actor de 0ona de nuestro proecto 5 Ica J0ona( 6 ' B parámetro de suelo de nuestro nuestro proecto 5 'uelo intermedio '% 6 CB .actor de ampli.icación sísmica 5 %#DTp T6 +B !actor por categoría de edi.icación 5 nuestro proecto es una edi.icación tipo C 6 R B coe.iciente de reducción de las ta4las de sistemas estructurales 5
En el programa introduciendo estos /alores :
El peso de la estructura se o4tendrá para un edi.icio categoría categoría C sumando sumando a la carga muerta muerta el %D L de la carga /i/a como manda el RNE#5 E-$($ 6
ANALISIS DEL VIENTO
Toda Toda estructura esta suFeto a la acción del /iento 7 mas aun cuando cuand o se encuentran en 0onas donde la /elocidad del /iento es signi.icati/a 7o son mas /ulnera4le a los e.ectos aerodinámicos # En el caso de estructuras de acero 7 por su peso propio relati/amente 4aFo grandes super.icies epuestas a la acción del /iento 7 estas pueden ser mas importantes ue las cargas de4ido al sismo #Tendremos ue acer un análisis de el mapa ue indica las cur/as del /alor promedio de la /elocidad del /iento otros Aunue el /iento tiene naturale0a dinámica 7 es satis.actorio tratar al al /iento como una carga estatica 7 siendo esta presión la ue desarrola la siguiente ecuación ;
La pres-!es ac"uara! ac"uara! e! la es"ruc"ura . /e!"o e0e 1(1
,a presión <3 7 esta es asignada directamente a las columnas de manera distri4uida distri4uida 5 4arlo/ento 6; la presión calculada es multiplicada por el área tri4utaria del cerramiento o la distancia entre columnas #Entonces #Entonces para las columnas de pórtico .rontal posterior se asigna una carga de (@gm a ue tienen menor área tri4utaria tri4utaria a las columnas intermedias se asigna =% @gm# ,a presión <% 'e asignara en las /igas columnas de los pórticos .rontal posterior teniendo en cuenta su anco tri4utario # ,a presión <( se asignara a las columnas en el lado dereco 5 sota/ento 6 # ,a presión se asigna a la super.icie 5 co4ertura 6 a 4arlo/ento ,a presión
'eguimos el mismo procedimiento teniendo en cuenta donde se aplica cada presión #
Resul"a2os
,os resultados una /e0 reali0ado el analisis estructural por computadora nos arroFan lo siguiente :
DIA#RAMAS DE LA ENVOLVENTE Da3rama mome!"o 4(4 E!/ol/e!"e % ma1 )
DIA#RAMA DE FUER5AS A6IALES EN LA COLUMNAS
DIA#RAMA DE FUER5A CORTANTE % S7EAR +(+ )
Peso 2e la es"ruc"ura
El peso de la estructura se puede o4tener a partir de crear una com4inación de cargas teniendo en cuenta el apartado de la norma t9cnica E-$($ E-$($ para un edi.icio tipo C re/isando los resultados de las reacciones en la 4ase
El peso de la estructura es D> Ton. Ton. # como muestra la .igura#
CORTANTE BASAL POR SISMO
e nuestro análisis por sismo tenemos : SISMO 6(6
2 B $#$= B (*#= ton. SISMO Y(Y V$($ 8 $#33D> $#33D> B %#?> ton.
espla0amientos por sismo Anali0amos los despla0amientos por sismo sismo en los nudos de la parte superior superior de la estructura 7 entonces anali0ando el nudo en el caso de la en/ol/ente se a despla0ado $#$( mm en el eFe 5 despla0amiento lateral 6 ue es acepta4le#
El espla0amiento /ertical /ertical en la cum4rera : -$#3 mm con respecto al eFe eFe 0 5 acepta4le 6
ANALISIS DE LAS L AS REACCIONES POR VIENTO TABLE: Base Reactions Load Case/Combo
FX
FY
FZ
MX
MY
MZ
X
Y
Z
to tonf
tonf
tonf
tonf-m
tonf-m
tonf-m
m
m
m
12.879
203.06
193.51
102.02
1
92
97
46
4.03 Viento
2 2.6795
Despla9ame!"o la"eral por /e!"o /e!"o : $#$(=%mm 5 acepta4le acepta4le 6
0
0
0
Despla9ame!"o /er"cal e! cumbrera cumbrera por por /e!"o /e!"o : $#% mm
DISEO DE PERFILES PARA PARA LAS COLUMNAS Y VI#AS ; ETC
ANALI5AREMOS LA SECCION : <',6=> Colum!as p-r"co ?ro!"al
ETABS +>'4 S"eel Frame Des3! AISC LRFD *4 S"eel Sec"o! C@ec %S"re!3"@ E!/elope)
AISC LRFD *4 S"eel Sec"o! C@ec %S"re!3"@ E!/elope) E!/elope) AISC LRFD *4 S"eel Sec"o! C@ec %S"re!3"@ E!/elope) E!/elope)
Eleme!" De"als Le/el
Eleme!"
Sec"o!
Combo
Loca"o!
Frame T$pe
Class?ca"o!
'tor3
C%$
3>G$
EN2O,2ENTE
(>$#*
Moment Resisting !rame
'eismic
Des3! Co2e Parame"ers b
c
"
/
c;A!3le
$#*
$#>D
$#*
$#>D
$#*
Sec"o! Proper"es A %mm)
I44 %m %mm⁴)
r 44 %mm) 44 %m
S44 %m %mm)
A/4 %m %mm)
544 %mm)
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3>*#*
3==3*?#?
D?*#=
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& %m %mm⁴)
I++ %m %mm⁴)
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S++ %m %mm)
A/+ %m %mm)
5++ %m %mm)
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Ma"eral Proper"es E %3?mm)
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LLRF a!2 Dema!2Capac"$ Ra"o
L %mm)
LLRF
S"ress Ra"o Lm"
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$#*D
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Dema!2Capac"$ Dema!2Capac"$ %DC) Ra"o %7'('b) DC Ra"o
A1al Ra"o
Fle1ural Ra"o Ma0or
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$#$D*
$#=%
Fle1ural Ra"o M!or $#$3D
S"ress C@ec ?orces a!2 Mome!"s Loca"o! %mm)
Pu %" %"o!?)
Mu44 %" %"o!?(m)
Mu++ %" % "o!?(m)
Vu+ %" %"o!?)
Vu4 %"o!?)
(>$#*
-3#*(%>
?#($(
$#3D
-3*#%(=
-$#$=*(
A1al Force Force H Ba1al Ba1al Mome!" Mome!" Des3! Fac"ors %7'('b) L Fac"or
Cm
B'
B+
Cb
MaFor 1ending
$#*3*
3#=3
$#>D
3
3
%#3=D
Minor 1ending
$#*3*
3#%
%$$#>D
3
3
A1al Force a!2 Capac"es Pu Fo Force %"o!?) 3#*(%>
ϕP !c Ca Capac"$ %"o!?) 3??#$$?*
ϕP !" Capac"$ %"o!?) (D*#%?D%
Mome!"s a!2 Capac"es Mu Mo Mome!" %"o!?(m) MaFor 1ending Minor 1ending
?#($( $#3D
ϕM ! Capac"$ %"o!?(m) (#==$3 3$#($=?
S@ear Des3! Vu Fo Force %"o!?) MaFor 'ear Minor 'ear
3*#%(= $#$=*(
ϕV ! Ca Capac"$ %"o!?) >=#(% 3$3#%>>>
S"ress Ra"o $#%% $#$$3
VI#A <'J6'>* % PORTICO FRONTAL )
ETABS +>'4 S"eel Frame Des3! AISC LRFD *4 S"eel Sec"o! C@ec %S"re!3"@ Summar$)
Eleme!" De"als Le/el
Eleme!"
Loca"o! %mm)
Combo
Eleme!" T$pe
Sec"o!
Class?ca"o!
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1?3
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EN2O,2ENTE
Moment Resisting !rame
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Compact
Des3! Co2e Parame"ers b
c
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Sec"o! Proper"es A %mm)
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5++ %m %mm)
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*?#*
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Ma"eral Proper"es E %3?mm)
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Dema!2Capac"$ Dema!2Capac"$ %DC) Ra"o %7'('b) DC Ra"o
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Fle1ural Ra"o Ma0or
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Fle1ural Ra"o M!or $#$$?
S"ress C@ec Forces a!2 Mome!"s %7'('b) %Combo ENVOLVENTE)
Loca"o! %mm)
Pu %" %"o!?)
Mu44 %" %"o!?(m)
Mu++ %" % "o!?(m)
Vu+ %" %"o!?)
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A1al Force H Ba1al Mome!" Des3! Fac"ors L Fac"or
Cm
B'
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Cb
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3
3
3
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3
3
3
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ϕP !c Ca Capac"$ %"o!?) D*>#DD%
ϕP !" Capac"$ %"o!?) D(#3=(
Mome!"s a!2 Capac"es Mu Mo Mome!" %"o!?(m) MaFor 1ending Minor 1ending
>*#=%* $#3>*?
ϕM ! Capac"$ %"o!?(m) **#D?( ?=#3*>
S@ear Des3! Vu Fo Force %"o!?) MaFor 'ear Minor 'ear
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ϕV ! Ca Capac"$ %"o!?) >#>(( %?%#$D$D
S"ress Ra"o $#>33 3#D(*E-$?
VI#A <'J6=' % PORTICOS INTERMEDIOS )
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Eleme!" De"als Le/el
Eleme!"
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Combo
Eleme!" T$pe
Sec"o!
Class?ca"o!
'tor%
1($$
%%%
EN2O,2ENTE
Moment Resisting !rame
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Compact
Des3! Co2e Parame"ers b
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Fle1ural Ra"o M!or 3#(E-$?
S"ress C@ec Forces a!2 Mome!"s %7'('b) %Combo ENVOLVENTE)
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ϕP !" Capac"$ %"o!?) (D#(>=
Mome!"s a!2 Capac"es Mu Mo Mome!" %"o!?(m) MaFor 1ending Minor 1ending
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ϕM ! Capac"$ %"o!?(m) D%#>>%D 3#?%?
S@ear Des3! Vu Fo Force %"o!?) MaFor 'ear Minor 'ear
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ϕV ! Ca Capac"$ %"o!?) $#%*$* 3%?#(?3
S"ress Ra"o $#((= *#*?%E-$
CORREAS <=6*
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Mome!"s a!2 Capac"es Mu Mo Mome!" %"o!?(m) MaFor 1ending Minor 1ending
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S@ear Des3! Vu Fo Force %"o!?) MaFor 'ear Minor 'ear
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S@ear Des3! Vu Fo Force %"o!?) MaFor 'ear Minor 'ear
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VIA! " #$RTIC$ FR$%TAL & '()X(*
ETABS +>'4 S"eel Frame Des3!
S"ress Ra"o $#$$( =#%%>E-$D
AISC LRFD *4 S"eel Sec"o! C@ec %S"re!3"@ Summar$)
Eleme!" De"als Le/el
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Sec"o! Proper"es A %mm)
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544 %mm)
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5++ %m %mm)
C %m %mm⁶)
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Vu+ %" %"o!?)
Vu4 %"o!?)
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