Memoria de Calculo Cubierta Metalica

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

“MEJORAMIENTO DE LA LOSA DEPORTIVA MULTIUSO

EN EL BARRIO POLICIAL POLICIAL DE LA CIUDAD DE ABANCAY ABANCAY DEL

DISTRITO

Y

PROVINCIA

ABANCAY-REGION

 APURIMAC”

DEPARTAMENTO:  PROVINCIA:  DISTRITO:

APURIMAC ABANCAY  ABANCAY

MARZO - 2017  pág. 1

Tabla de contenido

1. GENERALIDADES  ............................................................................................................. 3 1.1. Objetivo:  ...................................................................................................................... 3 1.2. Descripción de la Estructura: .................................................................................... 3 1.3. Normatividad ............................................................................................................... 3 2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN ............................................................................... 3 2.1. Análisis de desplazamientos: .................................................................................... 3 2.2. Verificación de esfuerzos:  ......................................................................................... 3 3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA ..................................................................... 3 3.1. Características de los materiales: ............................................................................. 3 3.2. Elementos de Acero: .................................................................................................. 3 4. ESTADOS DE CARGAS..................................................................................................... 3 4.1. Cargas por peso propio: ............................................................................................ 3 4.2. Cargas vivas:  .............................................................................................................. 3 4.3. Cargas producidas por viento:  .................................................................................. 3 5. ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA ............................................................... 4 5.1. Introducción Gráfica de Cargas al SAP2000: ........................................................... 4 5.2. Introducción de datos al SAP2000 ............................................................................ 5 5.3. Análisis  ........................................................................................................................ 7 5.4. Verificación y Diseño de Estructuras Metálicas ...................................................... 7 6. ANEXO  ............................................................................................................................... 9

 pág. 2 

1. GENERALIDADES 1.1. Objetivo: La finalidad del presente documento es realizar los cálculos justificativos del diseño estructural de las Estructuras Metálicas: ARCO y VIGUETA de la COBERTURA. 1.2. Descripción de la Estructura: La estructura a calcular es una vigueta metálica de 19.40 m de luz, 0.40m de peralte. 1.3. Normatividad Se considera en la VERIFICACION ESTRUCTURAL la normatividad:   

Norma E.030 Diseño Sismorresistente Norma E.020 Cargas Norma E.090 Estructuras Metálicas

2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 2.1. Análisis de desplazamientos:

Se verificará los desplazamientos obtenidos en el programa SAP2000 V19.00 tomando como referencia los establecidos en la Norma correspondiente. 2.2. Verificación de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en la VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL se encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en los perfiles de la cobertura. Se ha considerado para su diseño cargas propias, cargas vivas, cargas de viento.

3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA 3.1. Características de los materiales:    

Resistencia mecánica del concreto f’c = 210 Kg/cm2 Módulo de Elasticidad del concreto E = 2173700.0 Kg/cm2 Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2 Perfiles Laminados, ASTM A36, Fy= 36 KSI

3.2. Elementos de Acero: Vigueta de L1”x1”x3/16”, tejido de Ø1/2”, brida inferior Ø5/8”

4. ESTADOS DE CARGAS 4.1. Cargas por peso propio: Son cargas provenientes del peso de los materiales, luminarias, instalaciones, etc. 4.2. Cargas vivas: Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, y de montaje. 4.3. Cargas producidas por viento:  pág. 3

 Análisis de las cargas producidas por la acción de ráfagas de viento sobre la estructura metálica. P=Cq x Cr x q (Kg/m2) Donde: P = Presión del viento Cp= Coeficiente de presión Cr= coeficiente de ráfaga q= presión dinámica

Cp= Cpe - Cpi q= 0.005 v2 (kg/m2)

j

A

B

C

D

E

F

0°

0.9

-0.5

-0.7

-0.7

*

-0.7

90°

-0.1

-0.7

0.9

-0.5

-1

-1

50 0.5

60 0.6

70 0.7

80 0.8

Coeficiente de resión exterior C e * Coef. Presión Cpe para la cubierta de barlovento E 0 -1

q

Cpe

10 -0.8

20 -0.4

30 0

40 0.4

Coeficiente de Presión interior: Cpi

j=90 ±0.4 -0.5 -0.5

Abertura predominantes en el lado C

j=0 ±0.3 0.8 -0.5 -0.5

Abertura predominantes en el lado D

-0.5

-0.5

Abertura uniformemente distribuidas Abertura predominantes en el lado A Abertura predominantes en el lado B

90 0.9

n 0%

>30%

n= porcentaje de abertura en el muro

Resumen de Cargas: 



Cargas Muertas (CM): Deriva del metrado a raíz del peso propio del material usado (metrado por el mismo programa) Cargas Vivas (CV): Sobrecarga de cobertura =



30Kg/m2

Cargas de Viento (Viento): Se toma de referencia la Norma E.020 y ASCE 7-93.



Cargas de lluvia(Lluvia): Lluvia = (Peso específico agua * altura de acumulación)=1000 kg/m3 *0.005m= 5 kg/m2.

5. ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA 5.1. Introducción Gráfica de Cargas al SAP2000:

 pág. 4

Debido a que el programa SAP2000 hace la distribución automática de las cargas muertas de perfiles, se introdujeron las cargas vivas por metro cuadrado sobre la cobertura. Se aprecia en las siguientes figuras las cargas sobre la cobertura.

Vigueta Tipica

 Acabado en 3D

5.2. Introducción de datos al SAP2000

Definición de Tipos de Carga y Asignación

Carga de luvia 5 kg/m2 y Carga Viva Distribuida de Cobertura 0.030Tn/m2 

 pág. 5 

Parámetros usados para la obtención del espectro de diseño sismo resistente

Combinaciones de Cargas Empleadas: Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos sobre los elementos de la estructura son las siguientes: COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB5, COMB6 COMB7, COMB8 COMB9, COMB10

: 1.4 CM : 1.2CM+1.6CV+0.8Viento : 1.2CM+1.6CV+0.5Sismo : 1.2CM+0.5CV+1.3viento+0.5Sismo : 1.2CM+0.5CV+/-sismo : 0.9CM+/-1.3Viento : 0.9CM+/-Sismo

Donde: CM: Carga permanente. CV: Carga Viva.

 pág. 6 

 A raíz de las 10 combinaciones según norma se genera una de tipo envolvente para el diseño y verificación de la estructuras.

5.3. Análisis De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos críticos en la estructura, los cuales serán analizados en esta sección para determinar que se cumpla con lo exigido en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

Geometría de la Vigueta 1 Modelo Estructural

5.4. Verificación y Diseño de Estructuras Metálicas Consideraciones para el diseño La selección de los elementos se hizo considerando el método de Diseño LRFD considerado en AISC 1993, Manual of Steel Construction Allowable Stress Design. American Institute of Steel Construction.

 pág. 7 



Para el cálculo estructural con la geometría en 3D de la planta, se utilizó el software SAP2000.

Se presenta el reporte del elemento más esforzado. El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.874 por lo Que se verifica la asignación de las secciones de acero propuestas.

Verificación de diseño en acero sobre sección TIPICA 1

 pág. 8 

Verificación de diseño en acero sobre sección TIPICA 2

6. ANEXO

Verificación de la sección resaltada 1

 pág. 9

Verificación de la sección resaltada 2  pág. 10 

 pág. 11

Verificación de la sección resaltada 3  – Seccion Circular

 pág. 12