MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL_inform final

DISEÑO DE UNA ARMADURA DE ACERO TIPO PRATT

I.

RESUMEN EJECUTIVO

1.

NOMBRE DEL PROYECTO:

―Mejoramiento de la Cobertura Liviana del Mercado Zonal 28 de Julio del Distrito de Iquitos, Provincia de Maynas, Departamento Loreto‖ 2.

OBJETIVO DEL PROYECTO:

Adecuar las condiciones para el desarrollo de las actividades actividades comerciales en el Mercado Zonal 28 de julio del Distrito de Iquitos 3.

JUSTIFICACIÓN JUSTIFICACIÓ N DEL PROYECTO:

Actualmente Actualmente la estructura estructura existe del mercado presenta filtraciones producto de la corrosión presente en toda la estructura. Estas filtraciones producen goteras dañando y perjudicando a los usuarios en general del mercado. La estructura existente ya cumplió con un tiempo de vida y se convierte en un riesgo para los usuarios ante un posible colapso de la estructura. 4.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO:

Dado que en la actualidad el mercado no está en las condiciones adecuadas para atender a la población demandante de la zona, es que por esto se pretende: Demoler y retirar toda la infraestructura existente en el techo del mercado, debido a su mal estado y a su vez instalar una nueva cobertura liviana de estructura de acero tipo Pratt y con una cubierta de planchas paneles tipo TR-4 con recubrimientos anticorrosivos. 5.

CLIMA:

A lo largo del año tiene precipitaciones precipitaciones constantes constantes por lo que no hay una estación seca bien definida, y tiene temperaturas que van desde los 21 °C a 33 °C. La temperatura promedio anual de Iquitos es 26.7 °C, con una humedad relativa promedio del 115%. La lluvia promedia en Iquitos es 2,616.2 mm por año. Tiene un pluvioso invierno, que llega en noviembre y termina en mayo, con marzo y abril tendiendo a incluir el clima más húmedo. Las precipitaciones alcanzan alrededor de 300 mm y 280 mm, respectivamente. El verano ofrece un clima muy diferente. A pesar de que julio y agosto son los meses más secos, se mantienen algunos períodos de aguaceros. Los días soleados y el buen tiempo son usuales, y es aprovechado para secar las cosas, alcanzando temperaturas elevadas de 30 °C y como promedio 32 °C. 1


A pesar de tener un clima ecuatorial, ecuatorial, Iquitos pasó por climas muy raros: nevó en 1976, 1977, 1994 y 1997, mientras registró caída de granizo blando en 1976, 1979, 1980, 1982, 1983, 1988, 1889, 1991, 1997, 2006, 2008 —2011. En julio de 2000, se registró el enfriamiento más extremo en Iquitos: la temperatura descendió increíblemente hasta los 9 °C, obligando a la población estar muy abrigada. 6.

TOPOGRAFÍA Y GEOLOGÍA:

Iquitos está ubicado en el noreste de Perú, al noreste de departamento de Loreto, y en el extremo sur de la Provincia de Maynas. Asentada en una llanura llamada la Gran Planicie, la ciudad tiene una extensión extens ión de 368,9 km². Se encuentra encu entra aproximadamente aproxima damente en las coordenadas 03°43′46″S 73°14′18″O a 106 msnm. Es también la ciudad peruana más septentrional. Geológicamente, la ciudad está asentada en una formación de origen terciario superiorcuaternario conformada litológicamente por lutitas por lutitas gris oscuras, poco consolidadas, consol idadas, con restos de flora y fauna, y con numerosos lentes de arena blanca de abundante silicio; los suelos residuales son arenosos, casi arcillosos y de profundidad variable. Fisiográficamente, es un paisaje calinoso debido a las ondulaciones del suelo provocado por la erosión pluvial. 7.

RIESGOS NATURALES:

El principal riesgo natural que sufre son las inundaciones. En 2012, ocurrieron las inundaciones más importantes en Iquitos que alertaron a la población y afectaron zonas ribereñas y varias poblaciones de su área metropolitana, que tiene un geografía inundable y pluviosa. Otros riesgos naturales son las olas de calor que calor que pueden llegar a más de 37° C con una sensación térmica de 45° C que es provocado por la poca humedad en días despejados. Las olas de frío son también momentos climáticos curiosos en el temperatura iquiteña: el aire frío procedente del extremo sur del continente movido por la dinámica de la atmósfera, llega a la ciudad y provoca un descenso de la temperatura, lluvias moderadas y tormentas eléctricas. Los vientos alisios también llegan a provocar los ventarrones que llega a 60 km/h. Los sismos en la ciudad son extremadamente raros, y si los hay, son muy profundos. Iquitos se encuentra en la región 3 del Mapa de Regionalización Sistemática del Perú, el cual significa signif ica que la ciudad tiene t iene un valor val or sísmico sísmic o de poco coeficiente, coeficient e, aunque el terremoto del Perú de 2011, ocurrido al sureste de Contamana, fue sentido en la ciudad como un pequeño e inesperado remezón.

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II.

INTRODUCCIÓN

Iquitos es la ciudad más populosa de la Amazonia Peruana y de la región Loreto, con un estimado de 457,865 residentes hasta el 2012 .9 Hasta el censo peruano de 2007, la población de la ciudad tuvo una población de 406,340 habitantes. El constante desarrollo de la ciudad, ha generado la aparición de más asentamientos informales en el sur del área metropolitana, el cual es uno de los problemas en el control urbano de la gerencia. g erencia. El Plan de Acondicionamiento Acondi cionamiento Territorial T erritorial se proyecta en la implementación de zonas urbanas, comerciales, industriales, etc. La ciudad es un centro mayor para la financia, venta, transporte, turismo, medios de comunicación, mientras las principales industrias que funcionan en ella es la de la madera, petróleo, gaseosas, molinería, aceite, ron, camu camu y panadería. Con proyectos de grandes centros comerciales, la ciudad aún mantiene un comercio basado en tiendas y minimarkets en toda su área metropolitana, con mayor fuerza en avenidas principales como Próspero, Arica, Grau y Alfonso Ugarte ubicadas en el Centro de Iquitos y el distrito de Belén. La distribución minorista de productos regionales e importados ha creado una estratificación social que va desde el comerciante importador hasta el comerciante minorista urbano, el funciona como un vínculo fuerte entre la economía urbana y rural. Iquitos al ser una ciudad altamente comercial, pretende mejorar sus centros de comercio rural siendo uno de estos el Mercado Zonal 28 de Julio que se encuentra deteriorado con lo que respecta a su cobertura y a si dar una mejor calidad de vida a los usuarios de la zona que a su vez mejora la estética arquitectónica del distrito.

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III. 1.

MEMORIA DESCRIPTIVA NOMBRE DEL PROYECTO:

―Mejoramiento de la Cobertura Liviana del Mercado Zonal 28 de Julio del Distrito de Iquitos, Provincia de Maynas, Departamento Loreto‖ 2.

GENERALIDADES:

La Municipalidad distrital de Iquitos en convenio con la Municipalidad provincial de Maynas han priorizado la ejecución del Mejoramiento de la Cobertura Liviana del Mercado Zonal 28 de Julio del Distrito de Iquitos, en el departamento de Loreto, por lo que la Gerencia de Desarrollo Urbano de la Municipalidad Distrital de Iquitos ha priorizado la ejecución de la obra por ser de suma urgencia por motivos de acercarnos a la temporada de lluvias intensas. 3.

4.

UBICACIÓN: Lugar

: Carretera La Marina s/n

Distrito

: Iquitos

Provincia

: Maynas

Departamento

: Loreto

OBJETIVO DEL PROYECTO:

Adecuar las condiciones para el desarrollo de las actividades comerciales en el Mercado Zonal 28 de julio del Distrito de Iquitos

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5.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL TRABAJO:   

6.

Diseñar una armadura triangular de acero tipo Pratt para una luz libre de 18m Establecer una metodología para el diseño de armaduras en acero Verificar los criterios de diseño de análisis para armaduras de acero DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO:

El Proyecto consiste en albergar y dar buenas condiciones de vida a todos los comerciantes y usuarios del Mercado Zonal 28 de Julio, dado que en la actualidad el mercado no está en las condiciones adecuadas para atender a la población demandante de la zona, es que por esto se pretende: Demoler y retirar toda la infraestructura existente en el techo del mercado, debido a su mal estado. El mejoramiento de la nueva cobertura liviana del mercado consta en: El suministro e instalación de 9 armaduras de estructura de acero tipo Pratt con una luz libre de 18 metros y separadas equidistantemente en un largo de 30 metros, ancladas y unidas en columnas de concreto armado existentes mediante el uso de planchas de acero y pernos de anclaje. La armadura propia en sí, está conformada por perfiles de acero A36 unidas por nudos con conexiones usando pernos de alta resistencia. La pendiente de la estructura tiene un ángulo de inclinación de 25°, y para reducir las deformaciones se instaló alternadamente barras circulares solidas de acero que actúan como tensores entre todas las armaduras de acero La cubierta a usar será con planchas paneles tipo TR-4 y para mejorar la iluminación interior se utilizaran planchas paneles tipo TR-4 translucidas, todas las planchas paneles serán fijadas con tornillos autorroscantes. A todo el borde donde sobresale la cobertura será cerrada con una malla metálica resistente para que minimice el paso de objetos dejando pasar libremente el aire de ventilación. IV. 1.

MARCO TEORICO ARMADURAS DE ACERO:

1.1. GENERALIDADES: Se denomina armadura la estructura formada por un conjunto de piezas lineales (de madera o metálicas) ensambladas entre sí, que se utiliza para soporta la cubierta inclinada de algunos edificios. La disposición de la cubierta, a una dos, tres, cuatro o más aguas, influye lógicamente en la característica de la armadura que debe sostenerla. En un primer apartado se explica como se organizan las distintas piezas de la armadura para soportar los esfuerzos de tracción y compresión.

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También se denomina armadura a las barras de acero que se disponen en el interior del hormigón armado para completar su capacidad portante. El uso más común de armaduras en edificios es para soportar cubiertas de techo, pisos y otras cargas como cielos suspendidos. Existen muchos tipos de armaduras o cerchas, tal como se presentan en la siguiente figura. La escogencia del tipo de armadura a utilizar depende en primera instancia de los requerimientos arquitectónicos y del cliente y en segunda instancia de las dimensiones y de factores económicos.

La armadura tipo Pratt (a) y (e), tiene los elementos diagonales en tensión y por lo tanto los elementos verticales más cortos en compresión y los elementos verticales más largos en tensión para cargas verticales de magnitud normal. 6


La armadura Howe es la inversa de la Pratt. Tiene la ventaja de que para cargas livianas las cuales pueden revertirse como la carga de viento, funciona de manera similar a la primera. Además resulta que la cuerda en tensión presenta una mayor fuerza que la fuerza que se produce en la cuerda en compresión en la mitad del claro, para cargas verticales convencionales. La armadura Fink resulta más económica en términos del peso de acero, para luces grandes, debido a que los miembros del alma de la armadura se dividen en elementos muy cortos. Pueden existir muchas maneras de arreglar o disponer de los elementos del alma, lo cual queda a criterio del diseñador. La armadura Mansard es una variación de la armadura Fink, con la ventaja de reducir el espacio no usado a nivel de techos. Sin embargo, las fuerzas en las cuerdas superior e inferior se incrementan debido a la poca altura de la cercha o a la pequeña razón entre altura y claro de la armadura. La armadura Warren tiene la ventaja de que los elementos en compresión y tensión en el alma de la armadura tienen igual longitud, resultando en un razón peso –claro muy ventajosa en términos de costo para luces pequeñas, además de que se reducen los costos de fabricación al ser todos los elementos iguales en longitud. La armadura Warren modificado se usa en luces grandes. La armadura diente de sierra se usa mucho en edificios con varias luces o claros. Para cubiertas de techo, las armaduras Pratt, Howe y Fink, resultan en las más económicas para razones luz- altura del orden entre 4 y 5, con claros entre los 6 y 12m. También se pueden usar en claros arriba de los 15 mts, pero se vuelven menos económicas debido al mayor espacio inutilizable debido a su mayor altura. En estos casos es común usar relaciones luz-altura (altura de la cumbrera) entre 6 y 7. Para luces entre los 15 y 30 m. la armadura Mansard es más conveniente. Las armaduras con cuerdas paralelas, tal como la Warren tienen claros económicos entre 6 y 50m, con relaciones luz-altura entre 15 y 25, dependiendo de la intensidad de la carga. El espaciamiento más económico entre armaduras esta en función del claro y de las cargas, pero en términos generales se acostumbra una separación entre 1/4 o un 1/5 del claro de la armadura, lo que resulta en separaciones entre los 4 y 10 m. Para claros pequeños, entre los 6 y 15 m se deberán usar separaciones entre los 3 y 4m. 1.2. ACEROS ESTRUCTURALES MODERNOS Las Propiedades del acero pueden combinarse en gran medida variando las cantidades presentes de carbono y añadiendo otros elementos como silicio, níquel, manganeso y cobre. Un acero que tenga cantidades considerables de estos ultimaos elementos se denomina acero aleado. 7


Aunque esos elementos tienen un gran efecto en las propiedades del acero, las cantidades de carbono y otros elementos de aleación son muy pequeños. El contenido de carbono en el acero es casi siempre menor que el 0.5 en peso y es muy frecuente que sea de 0.2 a 0.3 %. La composición química del acero es de gran importancia en sus efectos sobre las propiedades del acero tales como la soldabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la fractura, etc. El carbono en el acero incrementa su dureza y su resistencia, pero al mismo tiempo reduce su ductibilidad igual que lo hacen el fósforo y el azufre. Los aceros estructurales se agrupan generalmente según varias clasificaciones principales de la ASTM (American Society for Testing and Materials): los aceros de propósitos generales (A36), los aceros estructurales de carbono (A529), los aceros estructurales de alta resistencia y baja aleación (A441 y A 572), los aceros estructurales de alta resistencia, baja aleación y resistentes a la corrosión atmosférica (A242 Y A588) y la placa de acero templada y revenida (A514).

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1.3. CAUSAS PRINCIPALES DE FALLA EN ESTRUCTURAS DE ACERO Las causa principales de falla en estructuras de acero son: sismo (Falla frágil en conexiones soldadas), Fatiga, Vibración, Corrosión, Fuego, Viento y eventualmente explosiones. a) Pandeo: Probablemente la causa que con mayor frecuencia ha provocado la falla de estructuras metálicas es el pandeo de alguno de sus elementos o de la construcción en conjunto. La solución con relación a este tipo de falla es por consiguiente el contraventeo. b) Daños en conexiones: Han sido causa frecuente de fallas en construcciones metálicas. Estos defectos en gran cantidad de casos, se han debido a la omisión en planos y especificaciones de los detalles necesarios para fabricar las juntas y a la falta de los planos de fabricación y montaje que a partir de estos detalles deben elaborarse. La principal falla podría ser el detalle. c) Falla frágil: Bajo determinadas circunstancias una estructura puede fallar en forma repentina sin muestras de deformación previa y a esfuerzos mucho mas bajos a lo que en teoría, debieran de producir. Esto ocurre en materiales frágiles, a bajas temperaturas y en presencia de muescas, grietas, soldaduras mal ejecutadas u otros defectos del mismo tipo, en lo que se inicia la falla invariablemente. Algunos factores que influyen en la resistencia a falla frágil son: presencia de muescas, temperatura de servicio, estados de esfuerzos. d) Fatiga. Se presenta por ejemplo si una estructura se sujeta a cargas que varían cíclicamente puede fallar después de un número mas o menos grande de aplicaciones de carga aun bajo esfuerzos muy inferiores a los correspondientes al limite de fluencia del material. La falla por fatiga se presenta en tres etapas: se inicia una grieta microscópica, se propaga la grieta hasta su tamaño crítico y se excede la resistencia del elemento agrietado y se produce la falla. e) Vibraciones. Una estructura puede fallar por vibraciones cuando deja de servir a los fines a que fue destinada. Una vibración excesiva es, en ese sentido, una falla y debe por lo tanto, tomarse medidas durante el diseño para prevenirlas, así como establecer criterios para controlarlas si llegan a presentarse. La magnitud de la vibración depende de las características de la estructura y de la acción que la provoca. La rigidez es la que puede evitar que una estructura falle por vibraciones. f) Corrosión: La mayor parte de los metales al exponerse al medio ambiente sin protección reaccionan con los elementos de este ambiente dando lugar así al fenómeno de corrosión. El producto de la corrosión se deposita sobre el material y este reduce su espesor. Los aceros resistentes a la corrosión son caros y es por ello que se recurre a otro procedimiento para protegerlos, se utilizan pinturas o compuestos asfálticos que lo aíslan o bien se protegen con una capa de zinc en el proceso 9


denominado galvanizado. Para no tener efectos de la corrosión se recomienda mantenimiento. g) Fuego: Para temperaturas grandes el acero debe aislarse terminantemente con materiales resistentes al fuego. Los edificios de acero cuyas condiciones externas e internas no permiten que en caso de incendio se alcancen altas temperaturas (400°C) no requerirán en general ninguna protección y pueden considerarse resistentes al fuego. 1.4. SELECCIÓN DEL TIPO DE ARMADURA La elección de un tipo de armadura depende de cierto número de detalles, entre los que pueden citarse: claro, carga, tipo preferido de cubierta desde el punto de vista arquitectónico, económico, clima, iluminación, aislamiento y ventilación. 1.4.1. FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR LA ELECCIÓN 1.4.1.1.

DECLIVE O INCLINACIÓN:

El declive deseado en una armadura controla en gran parte la selección del tipo de armadura por emplear, ya que existen diferentes tipos de armaduras y este dependerá la economía para los diferentes declives. Un ejemplo se puede mencionar la armadura tipo Fink es bastante satisfactoria para techos con declive de consideración. El ángulo que formen los miembros dependerá del tipo de triangulación usada, para facilidad del detallado de juntas soldadas o remachadas, es deseable mantener este ángulo entre 30 y 60 grados. 1.4.1.2.

MATERIAL DE LA CUBIERTA:

El tipo de material utilizado para la cubierta tiene importancia en la selección de la pendiente del techo. 1.4.1.3.

EFECTO ARQUITECTÓNICO:

Este tiene que ver con el efecto estético que se desee, y puede ser factor determinante. 1.4.1.4.

CLIMA:

El clima en una área determinada, puede ser de importancia particular, como son los casos ya sea de tener que drenar lluvias, o bien de retención de nieve y hielo. 1.4.1.5.

ECONOMIA:

El costo de la estructura influye en el diseño adecuado de la armadura de acero y también se debe tener en cuenta la disponibilidad de materiales existentes en la zona de trabajo. 10


1.4.2. PROPORCIÓN DE UNA ARMADURA Una de las propiedades de una armadura de cubierta es la proporción. Proporción es un término que se aplica solamente a las armaduras, en las que las dos vertientes de la cubierta son simétricas. La inclinación de las armaduras en dientes de sierra o armaduras asimétricas deben ser medidas por su pendiente, o sea por la tangente del Angulo que forman con la horizontal. 1.4.3. SEPARACIÓN DE ARMADURAS Un espaciamiento de armaduras relativamente corto produce cargas pequeñas por armadura y en consecuencia secciones más pequeñas para los largueros y miembros de las armaduras, el número de armaduras aumenta y con él el costo de la fabricación. Para las armaduras comúnmente usadas, la separación de ellas oscila entre los 4.2 y 6.7 metros. Las armaduras con claros mayores de 9 metros se espacian aproximadamente a 3.6 metros de centro a centro y para claros mayores de 18 metros el espaciamiento es sobre 5 metros. La máxima separación para armaduras comúnmente usadas es sobre 7 metros. Una armadura se diseña de tal modo que las fuerzas en sus miembros sean capaces de mantener en equilibrio a las fuerzas externas. El equilibrio consiste en fuerzas cuyos efectos combinados no producen movimiento ni alterna el estado de reposo, todos los problemas relativos de armaduras para techo tienen como dato fundamental la condición de equilibrio. Para efectos de este trabajo se diseñara una armadura tipo Pratt 1.5. ARMADURA TIPO PRATT: 1.5.1. ARMADURA PRATT PLANA Originalmente fue diseñada por Thomas y Caleb Pratt en 1844, representa la adaptación de las armaduras al uso más generalizado de un nuevo material de construcción de la época: el acero. A diferencia de una armadura Howe, aquí las barras están inclinadas en sentido contrario (ahora forman V's), de manera que las diagonales están sometidas a tracción mientras que las barras verticales están comprimidas. Eso representa ventajas si toda la armadura es de acero, ya que los elementos traccionados no presentan problemas de pandeo aunque sean largos mientras que los sometidos a compresión si pueden presentar pandeo, lo que obliga a hacerlos de mayor espesor. Puesto que el efecto del pandeo es proporcional a la longitud de las barras interesa que los elementos más cortos sean los que sufren la compresión. La armadura Pratt puede presentar variaciones, normalmente consistentes en barras suplementarias que van desde las diagonales hasta el cordón superior, dichas barras son usadas para reducir la longitud efectiva de pandeo. 11


En esencia tiene una tipología y uso muy parecidos a la Warren. Para la armadura de cuerdas paralelas, la Pratt ofrece la ventaja de tener los miembros más largos del alma a tracción y los miembros verticales más cortos a compresión (menos efecto de pandeo). Se usan en techos de luces moderadas entre 18 y 30 metros. Si se requiere de mayor luz serían más recomendables las armaduras de abanico o las armaduras Fink.

1.6. SECCIÓN DE ELEMENTOS: Para armaduras que soportan cargas livianas como las cubiertas más comunes en los edificios generalmente se escogen secciones de molino por economía, tal como las mostradas en la parte a de la figura. Las secciones tubulares o cajones son muy populares debido a su gran eficiencia y a su apariencia agradable cuando son expuestos. Para armaduras que soportan cargas más pesadas o luces grandes, se utilizan secciones más pesadas. Se deberá considerar en el diseño la facilidad del acceso a todos los elementos, así que puedan ser bien inspeccionados y protegidos generalmente con pinturas, como una consideración primaria a la hora de escoger la sección más adecuada. A continuación se muestra una tabla de los perfiles más usados y sus usos: PERFIL

NOMBRE

USOS

Perfil Ángulo estandar

Se usa principalmente en armaduras (cuerdas, diagonales y montantes) de techo y en ocasiones como vigas principales de marcos rígidos, contraventeos, puntales, columnas de celosía, como elementos de conexión, etc. Su arreglo como miembros armados puede ser en cajón, en espalda o en estrella.

Su trabajo como viga es inadecuado, por tener exceso de material en el alma. En cambio como sección armada (columna) Perfil C estandar trabaja en condiciones favorables. Se emplea como larguero de fachada en edificios industriales.

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Perfil I regular

Como viga trabaja en forma adecuada, sin embargo se prefiere el perfil IPR, por tener mejor distribución del material en los patines y alma. Presenta problemas al hacer las conexiones por tener patines de sección variable. En Guadalajara tiene mucha demanda, debido a que se emplea profusamente en los sistemas de piso a base de vigueta y bovedilla en estructuras de edificios.

Perfil I rectangular

Se ha popularizado su uso como viga. No es una sección ideal para columna porque tiene propiedades geométricas desfavorables en la dirección Y – Y, pero si es mejor que el perfil IPS. La serie de perfiles más eficiente utilizada como columna es la de 356 mm de peralte (14 in). Su forma abierta facilita las conexiones con las vigas del mismo tipo.

Perfil T rectangular

Su uso principal es en cuerdas de armaduras, debido a que se facilita la unión de diagonales y montantes, soldándolas al alma.

Tubo Circular

Perfil con dos ejes de simetría y propiedades geométricas iguales alrededor de sus dos ejes principales. Se usa frecuentemente en estructuras espaciales o tridimensionales y en elementos de contraventeos para el refuerzo de estructuras de concreto dañadas por sismo. Tiene ciertas complicaciones para conectarse entre sí.

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Perfil Estructural Rectangular ó Perfil Tubular Rectangular

Perfil con dos ejes de simetría y propiedades geométricas favorables para trabajar en tensión, compresión, flexión y torsión. Se utiliza en cuerdas, diagonales y montantes de armaduras, estructuras espaciales, postes, etc. Los tubos de espesores de pared delgados tienen problemas de soldabilidad, por lo que se recomienda el empleo de electrodos adecuados como el 7018.

Perfil Canal C

Largueros de techo y de pared en edificios industriales, columnas en cajón, en estructuras ligeras. Tiene problemas de soldabilidad por sus espesores delgados, por lo que se recomienda el uso de electrodos convenientes.

Placa

Tiene una gran variedad de aplicaciones cuando no se consiguen perfiles laminados. Se utiliza en la fabricación de miembros armados (vigas y columnas de tres o cuatro placas soldadas), placas base de columnas, cubreplacas, placas de concesión, celosías, atiesadotes, diafragmas, etc.

Acero redondo liso

Su uso principal es en elementos tensión, anclas ó pernos de anclaje placas base de columnas, celosías armaduras, tirantes en contraventeos estructuras ligeras, etc.

en en de de

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1.7. CONEXIONES: Existen hoy en día básicamente dos tipos de conexiones usadas en armaduras: soldadas o empernadas. Las armaduras pequeñas, las cuales pueden ser transportadas como una sola pieza generalmente se sueldan en el taller. Cuando la armadura abarca una luz muy grande, se subdivide la armadura o dos más partes, siendo cada una de las partes soldadas y se transportan separadas. En el campo se unen las partes generalmente con placas y se usan tornillos para unir cada una de las partes. También cuando se usan uniones atornilladas se deben usar placas de unión. El uso en general de placas de unión permite una mejor disposición espacial de los elementos que conforman la unión, permitiendo hacer que las líneas centroidales o líneas de trabajo de cada elemento coincidan en un solo punto de la unión, evitando excentricidades en la unión. Cuando esto no es posible los momentos producidos por la excentricidad de la unión deberá ser tomado en cuenta en el diseño de los elementos. Algunos detalles típicos se presentan en la siguiente figura:

1.7.1. CONEXIONES CON SOLDADURA La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras a unir en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado. Cuando se trabaja a bajas temperaturas y con aporte de un material distinto al de las partes que se están uniendo, como por ejemplo el estaño, se habla de soldadura blanca, que es utilizada en el caso de la hojalatería, pero no tiene aplicación en la confección de estructuras.

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Cuando el material de aporte es el mismo o similar al material de los elementos que se deben unir conservando la continuidad del material y sus propiedades mecánicas y químicas el calor debe alcanzar a fundir las caras expuestas a la unión. De esta forma se pueden lograr soldaduras de mayor resistencia capaces de absorber los esfuerzos que con frecuencia se presentan en los nudos. Las ventajas de las conexiones soldadas son lograr una mayor rigidez en las conexiones, eventuales menores costos por reducción de perforaciones, menor cantidad de acero para materializarlas logrando una mayor limpieza y acabado en las estructuras. Sin embargo, tienen algunas limitaciones importantes que se relacionan con la posibilidad real de ejecutarlas e inspeccionarlas correctamente en obra lo que debe ser evaluado en su momento (condiciones ergonométricas del trabajo del soldador, condiciones de clima, etc.) Hoy en día, una tendencia ampliamente recomendada es concentrar las uniones soldadas en trabajos en el taller y hacer conexiones apernadas en obra. Las posiciones de soldadura típicas son: plana, vertical, horizontal y sobre cabeza; y expresan parcialmente las dificultades de la soldadura en terreno

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Los tipos de conexiones de perfiles y planchas por soldadura son las siguientes:

Por su parte, los tipos de soldaduras que se pueden practicar se detallan en el siguiente esquema:

A su vez, hay diferentes formas de practicar los biseles en los perfiles o planchas a soldar:

1.7.2. CONEXIONES APERNADAS Otra forma frecuente de materializar uniones entre elementos de una estructura metálica es mediante pernos. Hoy, el desarrollo de la tecnología ha permitido fabricar pernos de alta resistencia, por lo que estas uniones logran excelentes resultados. 17


Ha sido generalmente aceptado que es mejor que las uniones soldadas se realicen en taller o maestranza, en que se puede trabajar en un ambiente controlado, en forma automatizada (soldadura de arco sumergido, por ejemplo) o con los operadores en posiciones suficientemente cómodas para garantizar un buen cordón de soldadura. Asimismo, en taller es mucho más factible el someter las soldaduras a un exigente control de calidad, que incluye la certificación mediante rayos-x o ultrasonido de las soldaduras, lo que en terreno frecuentemente es costoso y a veces imposible de realizar. En concordancia con lo anterior, la tendencia actual y creciente es a realizar las uniones apernadas en terreno (cuya inspección y control de obra es mucho más fácil y económica de hacer) y las uniones soldadas en taller. Aun así, la construcción y materialización de estas uniones apernadas requiere de un cuidadoso y detallado planeamiento en los planos de fabricación, cuya precisión milimétrica debe ser estrictamente respetada en la maestranza a fin de evitar descalces o problemas en el montaje. Entre las ventajas de las uniones apernadas se cuenta con que existe una amplia gama de dimensiones y resistencia, no se necesita una especial capacitación, no exige un ambiente especial para el montaje y simplifica los procesos de reciclado de los elementos. 

Tornillos: Los tornillos son conexiones rápidas utilizadas en estructuras de acero livianas, para fijar chapas o para perfiles conformados de bajo espesor (steel framing). Las fuerzas que transfieren este tipo de conexiones son comparativamente bajas, por lo que normalmente se tienen que insertar una cantidad mayor de tornillos (hay que tener presente que los tornillos deben ser utilizados preferentemente para unir chapas delgadas). Los tornillos pueden ser autorroscantes o autoperforantes (no necesitan de perforación guía y se pueden utilizar para metales más pesados). Entre las ventajas de estas conexiones hay que destacar que son fáciles de transportar, existe una gran variedad de medidas, largos, diámetros y resistencia; y finalmente, que son fáciles de remover, factor importante para el montaje y desmontaje de los componentes de la estructura.

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2.

TIPOS DE CARGAS ACTUANTES EN LAS ESTRUCTURAS:

Las cargas incluyen todo tipo de carga, en virtud del peso, inducen esfuerzos en la estructura. Es quizás la tarea más importante y difícil que se debe estimar de manera precisa de las cargas que recibirá una estructura durante su vida útil. Después que se han estimado las cargas es necesario investigar las posibles combinaciones más desfavorables que pueden ocurrir en un momento dado. 2.1. CARGA MUERTA O PESO ESTIMADO DE ARMADURAS: Las cargas muertas son cargas de magnitud constante que permanecen fijas en un mismo lugar. Estas son el peso propio de la estructura y otras cargas permanentemente unidas a esta. Para diseñar una estructura es necesario estimar los pesos o cargas muertas de sus partes. Los tamaños y pesos exactos de las partes no se conocen hasta que se hace el análisis estructural y se seleccionan los miembros de la estructura, determinados de acuerdo con el diseño, deben compararse con los pesos estimados. Si se tiene grandes discrepancias, será necesario repetir el análisis y efectuar el diseño con una estimación más precisa de las cargas. Una carga muerta estructural puede estimarse satisfactoriamente por medio de fórmulas basadas en los pesos y tamaños de estructuras similares. 2.2. CARGAS VIVAS: Las cargas vivas son aquellas que pueden cambiar de lugar y magnitud. Dicho simplemente, todas las cargas que no son muertas, son vivas. Las cargas que se mueven bajo su propio impulso como camiones, gente, grúas, etc., se denominan cargas móviles y aquellas que pueden ser desplazadas, como muebles, materiales en un almacén, nieve, etc., se denominan cargas movibles. Otras cargas vivas son aquellas causadas al construir, viento, lluvias, sismo, voladuras, suelos y cambios de temperatura. 2.3. CARGAS DE PISO: El peso mínimo de las cargas vivas que se debe usarse en el diseño de pisos de edificios. A estos valores se les denomina sobrecargas que se deben de considerar en los diseños y que están normados en el RNE. 2.4. CARGAS POR HIELO Y NIEVE: Las precipitaciones de hielo y nieve varían con el clima y cantidad retenida por una cubierta depende de su proporción y el tipo de superficie. Las cubiertas de madera, asbesto o similares retendrán mayor cantidad que las tejas planas o las metálicas. Una pulgada de nieve equivale aproximadamente a 2.44 kg/m2 (0.5 lb / pie2), pero puede ser mayor en elevaciones menores, donde la nieve es más densa. Para los diseños de techos se usan cargas de nieve de 48.8 a 195.2 kg/m2 (10 a 40 lb / pie2); la magnitud depende principalmente de la pendiente del techo y en menor grado de la índole de la superficie de este. Los valores mayores se usan para techos horizontales y los menores para techos inclinados. 19


2.5. LLUVIA: El agua en un techo sin pendiente se acumula más rápidamente que lo que tarda en escurrir, el resultado se denomina encharcamiento; la carga aumentada ocasiona que el techo se reflexione en forma de plato, que entonces puede contener más agua, lo que a su vez causa mayores deflexiones. Este proceso continua hasta que se alcanza el equilibrio o el colapso de la estructura. El encharcamiento es un problema ya que puede llegar a causar fallas en el techo. 2.6. CARGAS DE IMPACTO: Las cargas de impacto las causan la vibración de las cargas móviles. Las cargas de impacto son iguales a la diferencia entre la magnitud de las cargas realmente generadas y la magnitud de las cargas consideradas como muertas. 2.7. CARGAS LATERALES: Las cargas laterales son de dos tipos principales: de viento y de sismo. Las cargas de viento varían con la localidad geográfica, las alturas sobre el nivel del terreno, los tipos de terreno que rodean a los edificios, incluyendo otras estructuras y algunos otros factores. Las fuerzas de viento actúan como presiones sobre las superficies verticales a barlovento, como presiones o succiones sobre superficies inclinadas a barlovento (dependiendo de la pendiente) y como succiones sobre superficies planas y superficies verticales o inclinadas a sotavento (debido a la creación de presiones negativas o vacíos). En muchas áreas del mundo son sísmicas y es necesario considerar en ellas las fuerzas sísmicas en el diseño de edificios tanto altos como bajos. Durante un sismo se presenta una aceleración en el terreno, la cual puede descomponerse en sus componentes horizontal y vertical. Generalmente, la componente vertical de la aceleración es insignificante, pero no así la horizontal que puede ser muy intensa. 2.8. CARGAS LONGITUDINALES: Las cargas longitudinales son otro tipo de carga que necesita considerarse en el diseño de ciertas estructuras. Al detenerse un tren sobre un puente o un camión en un puente carretero, se generan fuerzas longitudinales. 2.9. OTRAS CARGAS VIVAS Existen otros tipo de cargas vivas que se debe de considerar, como lo son: presiones del suelo (como ejercidas por la presión lateral de la tierra en muros o las ejercidas verticalmente contra las cimentaciones), las presiones hidrostáticas (como la presión del agua sobre cortinas de presas, las fuerzas de inercia de grandes cantidades de agua durante un sismo y las subpresiones sobre tanques y estructuras de cimentación); las cargas de explosiones (causadas por explosiones, roturas de la barrera del sonido, armamentos); las fuerzas térmicas (debidas a cambios de temperatura que ocasionan

20


deformaciones que, a su ves, generan fuerzas estructurales); fuerzas centrifugas (como las causadas en puentes curvos por camiones o trenes , etc.) 3.

METODO DE ANÁLISIS

Las cargas se asumen que actúan en los nodos de la armadura, así que los elementos trabajan bajo un estado de esfuerzos directo (tensión o compresión). Los nudos se consideran articulados aunque usualmente este no es el caso. Generalmente la cuerda superior e inferior son elementos continuos y las uniones son soldadas o contienen múltiples tornillos, lo que provoca que existe cierta restricción al giro del nudo con lo que se desarrollan momentos en los extremos de los elementos. Para el cálculo de las cargas factorizadas se utilizan los siguientes combos Combinación de carga de diseño para las estructuras de Acero.            

COMBA1 = 1.4 CM COMBA2 = 1.2 CM + 1.6CV + 0.5R COMBA3 = 1.2 CM + 1.6CV + 0.8Vientox COMBA4 = 1.2 CM + 1.3Vientox + 0.5CV + 0.5R COMBA5 = 1.2 CM + 1Csx + 0.5CV COMBA6 = 1.2 CM – 1Csx + 0.5CV COMBA7 = 0.9 CM + 1.3Vientox COMBA8 = 0.9 CM - 1.3Vientox COMBA9 = 1.2 CM + 1Csy + 0.5CV COMBA10 = 1.2 CM – 1Csy + 0.5CV ENVOLAx = COMBA1+ COMBA2+ COMBA3+ COMBA4+ COMBA5+ COMBA6+COMBA7+ COMBA8 ENVOLAy = COMBA1+ COMBA2+ COMBA3+ COMBA4+ COMBA7+ COMBA8+COMBA9+ COMBA10

R = Carga de lluvia o de granizo (Se utilizó carga de granizo). No será necesario considerar acciones de sismo y viento simultáneamente. Las cargas de granizo se consideraran como carga vivas.

Hay dos métodos generales de análisis de esfuerzos en las armaduras estáticamente determinadas. 1. Método algebraico de los nudos 2. Método grafico de los nudos 3.1. MÉTODO ALGEBRAICO DE LOS NUDOS Cada nudo en una armadura constituye un sistema plano de fuerzas concurrentes en equilibrio y, por tanto, puede considerarse como un sólido aislado. Así, el método de los nudos se basa en las dos primeras leyes de la estática: 21


a) En cualquier sistema de fuerzas en equilibrio, la suma algebraica de todas las componentes verticales es igual a cero ( ∑V = 0). b) En cualquier sistema de fuerzas en equilibrio, la suma algebraica de todas las componentes horizontales es igual a cero ( ∑H = 0). Por tanto, se dispone de dos ecuaciones en este método de resolución y, en consecuencia, para resolver un nudo solo puede tener dos elementos desconocidos. Esto es aplicable a las armaduras de tipo medio estáticamente determinadas siguiendo un orden adecuado en la selección de los nudos para su resolución. Etapas de procedimiento recomendadas para el método algebraico de los nudos: 1. Se encuentran las cargas aplicadas y las reacciones de la armadura. Esta etapa es común para todos los métodos. 2. Se elige un nudo que no tenga más de dos elementos desconocidos y se aísla de la armadura como un sólido aislado. Esto se hace trazando un par de ejes coordenados rectangulares separados de la armadura y haciendo coincidir el nudo (punto de intersección de las piezas) con el origen. Se coloca una flecha en el extremo exterior de cada barra desconocida dirigida hacia fuera con respecto al origen. Todas las fuerzas que se conozcan se representan por medio de flechas dirigidas correctamente con respecto al nudo u origen. 3. La barra elegida como eje X no aparece en la ecuación (∑V = 0). Se aplica esta ecuación para encontrar la otra barra desconocida. 4. Se aplica la ecuación (∑H = 0) para hallar el esfuerzo en e l elemento que coincide con el eje X. 5. Se colocan los esfuerzos hallados en las etapas 3 y 4 sobre las respectivas barras en un diagrama esquemático de la armadura, junto con sus correspondientes signos para indicar tensión o compresión. 6. Se procede con el nudo inmediato en el orden fijado y se repiten las etapas 2 y 5.

22


3.2. MÉTODO GRAFICO DE LOS NUDOS El método grafico es generalmente el más conveniente, tiene la ventaja de ofrecer una solución rápida y sobre todo proporciona una revisión en el trabajo. Fundamentalmente, la solución grafica consiste solamente en la aplicación del principio del polígono de fuerzas aplicado a fuerzas concurrentes en los nudos. En cualquier junta en una armadura tenemos la condición de que las fuerzas concurrentes estén en equilibro. ―Se puede dibujar el polígono de fuerzas si n tomar en cuenta el número de fuerzas en una junta, siempre que no más de dos fuerzas sean incógnitas. Antes de comenzar la construcción de un diagrama de fuerzas para una armadura, es indispensable que se determinen todas las fuerzas externas‖. Las cargas y las reacciones constituyen las fuerzas externas y se pueden determinar sencillamente. Si la armadura esta cargada en forma simétrica y las fuerzas son verticales, las reacciones son también verticales y cada reacción es igual a la mitad de la carga total. Si las cargas son oblicuas a la vertical, tales como cargas de viento por ejemplo; o si la carga vertical es asimétrica, las reacciones se pueden calcular matemáticamente o por construcción del polígono funicular.

23


V.

MEMORIA DE CÁLCULO

1.

ANTECEDENTES:

El presente proyecto comprende el diseño de una cobertura liviana con fines de dar protección a los usuarios del Mercado Zonal 28 de Julio, que la entidad de la jurisdicción construirá en la ciudad de Iquitos, específicamente en la Carretera La Marina s/n. Esta estructura en conjunto presenta ejes regulares, que siguen un trazo ortogonal y sin diagonales excesivas o reducciones bruscas de área, o cambios de altura. Se propone que los materiales a emplearse sean los denominados perfiles de acero A36, se tiene en cuenta que se techara una área de consideración con cobertura ligera, por tal motivo se considera la presente memoria. 2.

RESUMEN:

El presente documento describe el análisis de una cobertura ligera destinada a un uso de protección para un mercado. El proyecto consta de una armadura de acero y una cubierta: 

Armadura de Acero: La armadura de acero a utilizar es del tipo Pratt en forma triangular con lados simétricos, sus conexiones serán apernadas mediante el uso de cartelas, se contempla tensadores para reducir las deformaciones y correas para la instalación de las cubiertas TR-4.



Cubierta: Consta de planchas paneles tipo TR-4 de la marca Precor, alternadas con planchas translucidas del mismo tipo. Las mismas que serán fijadas sobre las correas con tornillos autorroscantes.

La estructura en conjunto (armadura y cubierta) deberá tener un recubrimiento con anticorrosivo de alta resistencia y mantenimiento periódico. 3.

CARÁCTERÍSTICAS DE LA COBERTURA LIGERA



Armadura de Acero: La armadura consta de perfiles tipo Ángulo de 2 ½‖ x 2 ½‖ e=1/8‖ del tipo A36 para un diseño de punta – punta con un peralte de 4.20m y un ángulo de inclinación de 25°, unidas en sus nudos por cartelas usando el sistema de unión con pernos. Recubierta en todos sus lados con material anticorrosivo de alta resistencia para uso industrial



Cubierta: Son de planchas paneles tipo TR-4 de la marca Precor de un espesor de 0.60mm, de material acero zincalum ASTM A792 recubierta en su parte superior con poliéster en polvo con un espesor de 50 micras y en su parte interior con base liquida con un espesor de 10 micras 24


4.

PARAMETROS UTILIZADOS PARA EL ANÁLISIS

4.1. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA: Tipo de Estructura: Armadura de acero tipo Pratt Acero (A36) Límite de fluencia Resistencia a la tracción Módulo de Elasticidad Peso Específico

F’y = 2530kg/cm2 F’u = 4080 – 5620 kg/cm2 E = 2100000 kg/cm2 ϒ = 7.86 kg/cm2

4.2. ESPECIFICACIONES DE ANALISIS Y DISEÑO: 4.2.1. CARGAS Y COMBINACIONES Las cargas usadas son las siguientes: Cargas Muertas:  

Peso Propio de la armadura. Peso de acabados y cobertura.

Cargas Vivas: 

Sobrecarga para cubierta = 30 Kg/m2. (según norma E-020)



La velocidad del viento se obtuvo del Anexo 2 Mapa Eólico del Perú; de la norma E-020 RNE. Para la zona de Iquitos se encontró una velocidad de 95 km/h., de donde sale: Presión Dinámica: q = 0.005xV 2 q = 0.005x(95) 2 q = 45 kg/m2 COMBINACIÓN DE CARGAS – NORMA E-090

25


4.2.2. PARAMETROS DEL VIENTO DE LA ZONA Para determinar la velocidad del viento se utilizó el Mapa Eólico del Perú que lo encontramos en el anexo 2 de la norma E.020-Cargas del Reglamento Nacional de Edificaciones. Con la velocidad del viento de 95 km/h encontrada en el mapa se calcula la presión dinámica que resulta de 45 kg/m2 que actúa como presión o como succión de acuerdo a la dirección del viento y a la característica de la cobertura ligera en conjunto. 4.2.3. PARÁMETROS EMPLEADOS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO: Se consideró los siguientes coeficientes de acuerdo a la Norma Peruana de Diseño Sismo Resistente (E-030): DATOS GENERALES DE SISE O DEPARTAMENTO

:

LORETO

ZONA S SMICA

:

1

FACTOR DE ZONA

:

0.15

EDIFICACIÓN

:

MERCADO

TIPO DE EDIFICACI N

:

B

FACTOR DE USO

:

1.3

TIPO DE SUELO

:

S2

FACTOR DE SUELO

:

Tp(S) = 0.6 S

COEFICIENTE DE REDUCCI N

:

7

ALTURA DEL EDIFICIO

:

5m

= 1.2

4.2.4. CONSIDERACIONES PARA ANALISIS: Para determinar las fuerzas internas en la cercha o armadura metálica se utilizó el método de nudos, tanto en la aplicación de las cargas verticales o de gravedad como en la aplicación de las cargas horizontales de viento. Una vez obtenidas las fuerzas internas para cada estado de carga se procedió a efectuar la combinación de cargas de acuerdo a la norma y a lo que se detalla en el ítem 4.2.1 de la presente. Con las combinaciones de cargas obtenemos los esfuerzos críticos y obtenemos los perfiles más adecuados. En este caso las fuerzas del viento son más críticas que las fuerzas sísmicas por lo cual se ha prescindido de la aplicación de fuerzas sísmicas. Según el RNE en la Norma E- 030 indica que para la zona 1 del mapa sísmico del Perú no se consideran fuerzas verticales 26


4.2.5. ANALISIS Y VERIFICACION DE LA ESTRUCTURA SEGÚN NORMAS VIGENTES. Para la realización del presente análisis estático se hizo uso de las normas vigentes del RNE. Este procedimiento en general permitió determinar las fuerzas internas en cada una de las barras de la armadura y para todos los estados de cargas. 5.

CÁLCULOS:



Las viguetas están distanciadas cada 2.40m

27


Datos Generales: Peso cubierta TR-4………………..5.26 kg/m2 Peso propio…………………………13.5 kg/m Sobrecarga………………………….30 kg/m2 Carga de viento…………………….45 kg/m2

CALCULO DE LAS VIGUETAS: Metrado de cargas: Carga Muerta:

Paneles planchas TR-4

(5.26)x(2.40) = 12.63 kg/m

Peso propio

= 13.50 kg/m

Cargas Vivas

Sobrecarga

(30)x(2.40)

= 72 kg/m

Carga de viento

(45)x(2.40)

= 108 kg/m

Carga Factorizadas: (1.2x26.13)+(1.3x108)+(0.5x72) = 207.76 kg/m Wu = 207.76 kg/m Mmax = (207.76)(3.752)(1/8) = 365.20 kg.m Vmax = (207.76)(3.75)(1/2) = 389.55 kg T=Mmax / 0.95(0.20) = 1922.11 kg Diseño para la brida inferior: Área requerida = 1922.11 / (0.9x2530) = 0.844 cm2

usar 1 varilla de Ø ½”

Diseño de la diagonal: Se ensaya 1 varilla de Ø 3/8”

Long. De la diagonal = 29cm

Radio de la varilla = 0.476cm --- Ld/r = 61 - Fd = 345.9 / cos

46

c.

Fcr = 1770 kg/cm2

= 497.97 kg 28


Entonces

c.

Pnf = (0.71)x(1770) = 1256.7 kg > 497.97

Ok !

Usar una varillo lisa de Ø 3/8”

Diseño para la brida superior: Por M=0 la fuerza de la barra critica a compresión es F= 1482.92 kg Área requerida = 1482.92 / (0.9x2530) = 0.65 cm2 Primer tanteo 2 ángulos de 1‖x1‖x1/8‖ Rx = 0.77 cm Ry = 1.59 cm Longitud de la barra = 42cm Calculo de la esbeltez:

KxLx / Rx

Reduciendo la deformación KLy / Ry Según tabla KL/R = 54.54 - Entonces

Rn

=

Pn

c.

(1)x(42) / 0.77 = 54.54 -----  mayor (1)x(84) / 1.59 = 52.83 Fcr = 1840 kg/cm2

= (1840 kg/cm2 )x(3.02 cm2) = 5556.8 kgf

Verificando YiQi ≤ Rn

------ 1482.92 ≤ 5556.8 …………….. Ok ¡

Usar dos ángulos de 1‖x1‖x1/8‖ separados ½‖ en toda la brida superior

CÁLCULO DE LA ARMADURA: Metrado de cargas: Carga Muerta:

Paneles planchas TR-4 Peso propio Peso viguetas

(5.26)x(3.75) = 19.73 kg/m = 35

kg/m

63.35 kg/m

(2.30)x(3.75) = 8.62 kg/m

Cargas Vivas

Sobrecarga

(30)x(3.75) = 112.50 kg/m

Carga de viento

(45)x(3.75) = 168.75 kg/m 29


Carga Factorizadas: (1.2x63.35)+(1.3x112.5)+(0.5x168.75) = 306.64 kg/m Calculando las reacciones se tiene:

Se calculan los esfuerzos de cada barra por el método de nudos y da como resultado:

Diseño para la brida superior: De las tablas para el diseño punta a punta se tantea con: 2 ángulos de 2‖x2‖x3/16‖ Verificando con Lx=199 --  Pn = 8.6 tn > 6.5 tn

…………… Ok

Verificando con Ly=398 --  Pn = 8.4 tn > 6.5 tn

…………… Ok

Diseño para las montantes: De las tablas para el diseño punta a punta se tantea: 2 ángulos de 1 1/4 ‖x1 1/4‖x1/8‖ Se deberá colocar un enlace al medio de la montante para reducir la deformación Verificando con Lx=168 --  Pn = 2.02 tn > 0.00072 tn

…………… Ok

Verificando con Ly=336 --  Pn = 2.3 tn > 0.00072 tn

…………… Ok

30


Diseño para la brida inferior Área requerida = 5913.77 / (0.9x2530) = 2.60 cm2 Primer tanteo se toma: 2 angulos de 1‖x1‖x1/8‖ Área = 3.026 cm2 Rx = 0.772 cm Ry = 1.948 cm Verificación en las conexiones



Pn

= 0.75x0.9x3.026x4080 = 8333.6 kg… Ok !

Verificando esbeltez Lx/Rx --  180 / 0.772 = 233.16 < 300

…………… Ok

Ly/Ry -- 360 / 1.948 = 184.80 < 300

…………… Ok

Diseño para la diagonal Área requerida = 1.05 / (0.9x2530) = 0.0005 cm2 Primer tanteo se toma: 2 angulos de 1‖x1‖x1/8‖ Área = 3.026 cm2 Rx = 0.772 cm Ry = 1.948 cm Verificación en las conexiones



Pn

= 0.75x0.9x3.026x4080 = 8333.6 kg… Ok !

Verificando esbeltez Lx/Rx --  457 / 0.772 = 592 < 300

…………… MAL !

Recalculando se cambia por: 2 ángulos de 2‖x2‖x1/8‖ Verificando esbeltez Lx/Rx --  457 / 1.590 = 287 < 300

…………… Ok !

Diseño para la Montante central Área requerida = 2759.334 / (0.9x2530) = 1.212 cm2 Primer tanteo se toma: 2 angulos de 1‖x1‖x1/8‖ Área = 3.026 cm2 31


Rx = 0.772 cm Ry = 1.948 cm Verificación en las conexiones



Pn

= 0.75x0.9x3.026x4080 = 8333.6 kg… Ok !

Verificando esbeltez Lx/Rx --  420 / 0.772 = 544 < 300

…………… MAL !

Recalculando se cambia por: 2 ángulos de 2‖x2‖x1/8‖ Verificando esbeltez Lx/Rx --  420 / 1.590 = 264 < 300

…………… Ok !

CÁLCULO DE LAS CONEXIONES: Como primer tanteo se usara pernos de diámetro de 5/8‖ y una plancha de 3/8‖ Carga Factorizadas: (1.2x63.35)+(1.3x112.5)+(0.5x168.75) = 306.64 kg/m Pu =5.5 tn Resistencia de diseño de los pernos: Corte: Rn = 0.65x(0.6x8.4)x1.98x2 = 12.97 tn Aplastamiento en planchas

Numero de pernos

Rn =

0.75x2.4x4.08x0.95x0.95 = 6.62 tn

5.5 / 6.62 = ---  2 pernos en un extremo

Usar dos pernos como se muestra la figura separadas a 7 cm entre si y del extremo a 5 cm

32


VI.

CONCLUSIONES DEL ANALISIS REALIZADO 

  

VII.

El análisis ha tomado en consideración todos los aspectos generales acerca de la ubicación, tipo de suelo, uso de la edificación, etc. De acuerdo a la normas técnicas vigentes. La configuración estructural de la edificación no presenta irregularidades significativas. Todo lo anterior se manifiesta en adecuado comportamiento estructural de la armadura. En conclusión la cobertura, no presenta deficiencias en cuanto a configuración estructural. RECOMENDACIONES:

 

Dar mantenimiento continuo a la estructura debido a que Iquitos es una zona húmeda Aplicar recubrimientos epóxidos anticorrosivos a toda la estructura

33

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL_inform final

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