Memoria de Calculo Galpon Guabira

REV.

Sistema de Gestión de Calidad

DESCRIPCIÓN

ISO 9001:2008

REV.


DESCRIPCIÓN

ISO 9001:2008

A

REVISIÓN Y APROBACIÓN DEL CLIENTE

TABLA DE CONTENIDO 1.OBJETIVO ......... .................... ...................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ............... ....... 3 2.INTRODUCCIÓN .......... ..................... ...................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ...................... ..................... ..................... ................. ........... .......... ..... 3 3.DOCUMENTOS DE REFERENCIA........... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ...................... ................ ......... .... 3 4.DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA METÁLICA ........... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ................ .......... 3 Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

5.CÁLCULO DE LAS FUNDACIONES – ZAPAT ZAPATAS AS COMBINADAS.......... ..................... ...................... ...................... ..................... ............... .......... .......... .......... .......... ..... 7 6.CÁLCULO DEL EMPALME EMPALME DE LA BASE DE LA COLUMNA.......... ..................... ...................... ...................... ..................... .................... ............... .......... .......... .......... ......... 8 7. CÁLCULO DE EMP EMPALMES ALMES ............. ........................... ............................ ........................... ........................... ............................ ........................... .................................................... ....................................... 10 8.CONCLUSIONES ........... ...................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ..................... ...................... ..................... ............... .......... ........ ... 12

1. OBJE OBJETI TIV VO El presente documento tiene por objeto el diseño de una estructura metálica que incluye la cubierta y corredores aéreos para la Isla de despacho de Alcohol en l as instalaciones del Ingenio Azucarero Guabirá.

2. INTR INTROD ODUC UCCI CIÓN ÓN Debido al incremento de los volúmenes de producción y mejora de las instalaciones i nstalaciones IAG S.A., requiere el diseño de una nueva isla de carga para despacho de alcohol por vía férrea y a través de camiones cisterna. De acuerdo a requerimiento del cliente se requiere un sistema con la capacidad de carga de cuatro diferentes productos de alcohol etílico, de los cuales tres pueden ser mezclados y uno totalmente independiente, el sistema a ser diseñado debe ser de transferencia de custodia. Este documento incluye los diseños civiles. Por lo tanto PST realizará un diseño integral de la isla de carga en cumplimiento de los estándares internacionales para este tipo de instalaciones en l as diferentes disciplinas solicitadas por el cliente.

3. DOCUMEN DOCUMENTOS TOS DE REFE REFERENC RENCIA IA •

•

•

ASTM A-36:

Standard Specification for Carbon Carbon Structural Steel

AISC American Institute of Steel Construction “Manual of Steel Construction LRFD (Load and Resistance Factor Design)" (Norma para elementos laminados en caliente) ANSI American National Standards Institute Institute LRFD (Load and Resistance Factor Factor Design)" (Norma para elementos laminados en frio: Correas)


ISO 9001:2008

•

CBH-87:

Código Boliviano del Hormigón

4. DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA 4.1. Materiales y Resistencias f’c=210 kg/cm2 f’y=4200 kg/cm2 f’y=4200 kg/cm2 f’y=4200 kg/cm2

Resistencia Característica del Hormigón Acero de refuerzo Perfiles de acero (A36) Pernos y chapas de acero (A36)

4.2. Descripción del Modelo Estructural La estructura está definida como un sistema aporticado tridimensional, simplificada en un sistema de pórticos transversales construidos con perfiles metálicos, unidos con correas y con una cubierta metálica trapezoidal. Asimismo los corredores aéreos estarán formados también por perfiles metálicos y rejillas grating, conectadsas mediante escaleras ensambladas con perfiles de acero al carbono. Se define una fundación superficial o d irecta para los apoyos de la estructura que consisten en zapatas combinadas de hormigón armado.

4.3. Metodología de Cálculo Para el cálculo de los elementos de la estructura se procedió de la siguiente manera: •

Concepción estructural

•

Establecimiento de las cargas o acciones

•

Elección de los materiales

•

Cálculo de esfuerzos solicitantes (SAP2000)

•

Dimensionamiento de las secciones y piezas

4.4. Metodología de Cálculo


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Carga muerta: El peso propio de los diferentes perfiles metálicos se obtuvieron directamente a partir del programa SAP 2000. Para el peso de la cubierta se considera una calamina trapezoidal con un peso de 1.18 kg/m2. Por tanto carga de cubierta asumida es: Q

:= 1.2

Sobrecarga de la cubierta, kg/m2:

q

:= 150

Sobrecarga en corredores kg/m2:

qc

Peso propio de la cubierta, kg/m2 Carga viva:

:= 300

Carga viento El cálculo de la carga producida por el viento se realizó analizando dos direcciones, por tanto se obtivuieron valores de carga para el viento lateral y el frontal. La presión de velocidad del viento, qz, fue calculada a partir de la siguiente ecuación: qz=0.613 x Kz x Kzt x Kd x V2 x I donde: Kz

Coeficiente de la presión de velocidad, de acuerdo a la altura de la estructura: K z := 1.12

Para h=5.40 m Kzt

Factor topográfico del terreno K zt := 1

Para una superficie plana: K d

Factor de direccionalidad del viento Para la verificación de la estructura principal

V

I

Velocidad del viento, km/h:

V := 120

Velocidad del viento, m/s:

V1 :=

V 3.6

K d

:= 0.85

= 33.333

Factor de ocupación de la estructura Para un grdo de ocupación elevado:

I

:= 1

Entonces: Presión de velocidad del viento, Pa: Presión de velocidad del viento, kg/m2:

2

⋅ z⋅ K zt⋅ K d ⋅ V1 ⋅ I q z := 0.613K q z1 :=

qz ( 9.81)

= 66.098

La carga total producida por el viento está dada por: P=qz(GCp-GCpi)


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= 648.418

Coeficiente de presión externa, cuyos valores correspondientes para un ángulo de cubierta de 12° son los siguientes:

GCp

1 Cp

0.53

2

−0.69

3

4

5

−0.48

−0.43

0.45

6

−0.45

Las posiciones 1 a la 6 se muestran en el siguiente esquema:

Figura 1: Pocisiones de afectación de la carga producida por el viento GCpi

Coeficiente de presión interna, para estructuras abiertas se tiene un valor de cero.

Para este caso las direcciones de de asignación de las cargas serán: Peso propio más cubierta Sobrecarga en cubierta Carga producida por el viento

Dirección vertical Dirección vertical Perpencidular a la cercha hacia arriba (succión) para el viento lateral y perpendicular (barlobento entrando y sotabento saliendo) para el viento frontal. En las columnas del lado izquierdo será entrando y en el lado derecho será saliendo.

Nodos 1, 2, 5 y 8: La

:= 1.25

DCa

:= Q⋅La = 1.5

(kg/m)

LLa

:= q ⋅ La = 187.5

(kg/m)

:= q z1⋅ ( −0.69) ⋅ La = −57.009

(kg/m)

:= Q⋅L b = 1.35 LL b := q ⋅ L b = 168.75 WLLb := q z1⋅ ( −0.69) ⋅ L b = −51.308

(kg/m)

WLLa

Nodo 3: L b

:= 1.125

DC b

(kg/m) (kg/m)

Nodo 4: Lc

:= 1.0

DCc

:= Q⋅Lc = 1.2

(kg/m)

LLc

:= q ⋅ Lc = 150

(kg/m)

WLLc := q z1⋅ ( −0.69) ⋅ Lc Sistema de Gestión de Calidad

= −45.607

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(kg/m)

Nodos 6 y 7: Ld

:= 1.50

DCd LLd

:= Q⋅Ld = 1.8 := q ⋅ Ld = 225

WLLd

(kg/m) (kg/m)

:= qz1⋅ ( −0.69)⋅ Ld = −68.411

Considerando una separación entre cerchas, m: Nodos 1, 2, 5 y 8: DCpa

:= DCa ⋅ Sep = 7.5

(kg)

LLpa

:= LLa ⋅ Sep = 937.5

(kg)

WLp La

:= WLLa⋅ Sep = −285.046

(kg/m) Sep

:= 5.0 DCpa 2 LLpa

= 3.75 = 468.75

2 WLpLa

(kg)

2

= −142.523

Nodo 3: DCp b LLp b

:= DC b ⋅ Sep = 6.75 := LL b⋅ Sep = 843.75

WLpLb := WLLb⋅ Sep

= −256.541

(kg)

DCp b

(kg)

2 LLp b

(kg)

2

DCpc

:= DCc⋅ Sep = 6

(kg)

LLpc

:= LLc⋅ Sep = 750

(kg)

= −228.037

(kg)

Nodo 6 Y 7: DCpd

:= DCd ⋅ Sep = 9

(kg)

LLpd

:= LLd ⋅ Sep = 1125

(kg)

WLp Ld

:= WLLd ⋅ Sep = −342.055


= 421.875

2 WLpLb

Nodo 4:

WLp Lc := WLLc⋅ Sep

= 3.375

(kg)

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DCpc 2 LLpc

=3 = 375

2 WLpLc 2

DCpd 2 LLpd

= −114.018

= 4.5 = 562.5

2 WLpLd 2

= −128.271

= −171.028

Para la carga producida por el viento frontal, en todos los nodos: Barlovento, kg:

W FB := q z1⋅ ( 0.53) ⋅ L

= 52.548

Sotavento, kg:

W FS := qz1⋅ ( −.48) ⋅ L

= −47.59

L := 1.50 Sep W L2ext := q z1⋅ ( .45) ⋅ 2

= 74.3

Para la carga producida en las columnas por el viento lateral se tiene:

:= qz1⋅ ( .45) ⋅ Sep = 148.72

Columnas internas lado izquierdo, kg/m:

W L1int

Columnas externas lado izquierdo, kg/m:

W L1ext := q z1⋅ ( .45) ⋅

Columnas internas lado derecho, kg/m:

W L2int := q z1⋅ ( −.45) ⋅ Sep

Sep 2

= 74.36

= −148.72

Columnas externas lado derecho, kg/m:

4.5. Modelo de Estructura Propuesto En la siguiente figura se puede observar la numeración de nodos.

Figura 1. Esquema y numeración de nodos Se ha contemplado el diseño de una cubierta metálica de 18.0m x19.0m x 7.067m, en la figura 2 se puede observar la distribución de la perfilaría, correas y columnas.

Figura 2. Modelo conceptual de la estructura De la figura 2 a la figura 5 se puede apreciar los momentos de flexión así como los esfuerzos normales y cortantes de la estructura en cada nodo de los perfiles metálicos. En la figura 6 se puede observar la distribución de los perfiles utilizados para diseño del galpón: • • • • •

Correas: Perfiles de la cubierta Columnas y arriostres: Corredores aéreos: Tiravientos:


Canal 150 x 60 x 20 x 3 mm W 360 x 39 (353 x 128 x 10,7 x 6,5 mm) W 250 x 38,5 (262 x 147 x 11,2 x 6,6 mm) W 200 x 15 (201 x 165 x 10,2 6,2 mm) Barras de acero ø 3/8” (10 mm)

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Figura 3. Momentos Resultantes vista lateral, kg-mm

Figura 4. Momentos Resultantes vista frontal, kg-mm


ISO 9001:2008

Figura 5. Esfuerzos normales vista lateral, kg

Figura 6. Esfuerzos normales vista frontal, kg


ISO 9001:2008

Figura 7. Esfuerzos Cortantes vista lateral, kg

Figura 8. Esfuerzos Cortantes vista frontal, kg


ISO 9001:2008

En la siguiente figura se observan los resultados obtenidos en el dimensionamiento de los diferentes elementos de la estructura metálica.


ISO 9001:2008

Figura 9. Distribución de perfiles en la cubierta metálica 5. CÁLCULO DE LAS FUNDACIONES – ZAPATAS COMBINADAS Para el diseño de las fundaciones de la estructura, se consideraron los esfuerzos de las columnas más solicitadas de acuerdo al análisis estructural realizado con el software SAP 2000 (columnas centrales).


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DISE O DE LA FUNDACI N Esfuerzos actuantes Se obtuvieron a partir del programa SAP 2000 a) Columna 1: Reacción en el apoyo, Ton:

N1

:= 11.022

Momento respecto del eje x, Ton*m:

M x1 := 0.039

Momento respecto del eje y, Ton*m:

M y1

:= 0.042

b) Columna 2:

:= 3.10 Mx2 := 0.067 M y2 := 0.44

Reacción en el apoyo, Ton:

N2

Momento respecto del eje x, Ton*m: Momento respecto del eje y, Ton*m: Datos materiales

f ck := 210

Resistencia característica del H°A°, kg/cm2:

γ cd := 1.5 Resistencia acero de refuerzo, kg/cm2:

f y

:= 4200

γ s := 1.15 Por tanto: f cd

:=

f yd

:=

f ck

= 140

γ cd f y

= 3652.174

γ s

Dimensionamiento geométrico

σadm := 0.70

Tensión admisible del suelo, kg/cm2 N

:= ( N1 +

(

M x1

+

:= (

M y1

+

M x := My

N2 ) ⋅ 1000 = 14122

σadm :=

M x2 M y2

kg

) ⋅ 1000⋅ 100 = 10600 ) ⋅ 1000⋅ 100 = 48200

kg-cm kg-cm

N Area

Area de la base de la zapata, m2:


Area

:=

N

+ 0.10N = 22191.714 σadm

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cm2

Por tanto las dimensiones de la zapata son: A

:= 100 Area

B :=

A

= 221.917

Dimensiones adoptadas de la zapata A adop

:= 100

( cm)

Badop

:= 300

( cm)

a

:= 35

( cm)

b

:= 45

( cm)

h

:= 50

( cm)

rec d

:= 7.5

( cm)

:= h − rec = 42.5 ( cm)

W x :=

Wy

:=

σc :=

A adop ⋅ Badop

2

= 1500000

6 Badop ⋅ A adop

2

= 500000

6 N A adop ⋅ Badop

Verificación1 :=

+

Mx Wx

+

My Wy

"Cumple" if σc "No cumple" Verificación1

= 0.574

kg/cm2

< σadm

otherwise

= "Cumple"

Una vez definidas las dimensiones de la zapata se tiene: En el lado A de la zapata:


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Columna 1:

Columna 2:

:= 16.90

:=

Ton

N´2

M´x1 := − 0.23

Ton-m

M´x2 := − 0.23

Ton-m

Mý1 := − 1.03

Ton-m

Mý2 := − 0.85

Ton-m

N´1

N´ := ( N´1

σ :=

N´ A adop ⋅ Badop

+

N´2 ) ⋅ 1000 = 21330

+

kg

(

M´x1

+

M´x2 ) ⋅ 1000⋅ 100 = 46000

:= (

Mý1

+

Mý2

M´x := Mý

Ton

4.43

 M´x W +  x x :=

) ⋅ 1000⋅ 100 = 188000

  = 1.118 Wy 

Mý

Badop 2

= 150

kg-cm kg-cm

kg/cm2

R :=

σ ⋅ A adop ⋅ Badop = 33530

kg

σ´s := σ ⋅ Aadop = 111.767

C

C := 50

cm

D := 200

cm

E := 50

cm

R A

:=

R B :=

1

D

D

⋅ [ R⋅ ( x − C) ] = 16765

kg

⋅ [R⋅ (x − E) ] = 16765

kg

D 1

R A


R B

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E

kg/cm

Esfuerzos cortantes:

V2 := σ´ s ⋅ C

V1 := σ´ s ⋅ C

− R A = −11176.667

= 5588.333

V3 :=

−σ´ s ⋅ E = −5588.333

V4 :=

−σ´ s ⋅ E +

R B

= 11176.667

Distancia al punto donde el esfuerzo cortante es igual a cero: x1 :=

R A

σ´ s

= 150

Momentos flectores:

:= −σ´ s ⋅ C⋅

MA

C 2

= −139708.33

M B :=

−σ´ s ⋅ E⋅

E 2

= −139708.33

Momento flector máximo: Mmax :=

µ dA :=

−σ´ s ⋅ x1 +

⋅ max 1.6M 2

R A ⋅ ( x1

− C) = 1659735

= 0.035005

Badop ⋅ d ⋅ f cd

ωA := µ dA ⋅ ( 1 + µdA ) = 0.03623 A sA

:=

ωA ⋅ Badop ⋅ d ⋅ f cd f yd

= 17.708

( cm2)

Verificación armadura mínima para acero fy=5000 => As minA

:= ρ⋅ A adop ⋅ d = 8.5

ρ := 0.002

cm2

Por tanto: As adopA Sistema de Gestión de Calidad

:=

max( A sA , As minA) A adop

= 0.1771

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(cm2/cm)

3

φ A :=

Empleando fierro de:

φ 1A := φ A ⋅ 25.4 = 19.05

(in)

4

2

 φ 1A  π⋅  10  = 2.85 As φA := 4 Sep A

Por tanto:

USAR

3

φ

:=

As φA As adopA

= 16.096

c/ 15 cm

4

En el lado B de la zapata:

M adB

:=

µ dB :=

 ( A adop − a )   A adop − a  ⋅ A adop ⋅ σ⋅ = 59026.771 2    4  1.6⋅ M adB 2

= 0.00373

A adop ⋅ d ⋅ f cd

ωB := µ dB⋅ ( 1 + µ dB) = 0.00375 A sB

:=

ωB⋅ A adop ⋅ d ⋅ f cd f yd


= 0.611

( cm2)

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( cm)

(mm)

Verificación armadura mínima para acero fy=5000 => As minB :=

ρ = 0.002

ρ⋅ Badop ⋅ d = 25.5

Por tanto: As adopB

:=

max( A sB , As minB)

φ B :=

Empleando fierro de:

Badop

5

= 0.085

(cm2/cm)

φ 1B := φ B⋅ 25.4 = 15.875 (mm)

(in)

8 2

 φ 1B π⋅  10  = 1.979 As φB := 4 Sep B :=

Por tanto:

USAR

φ

5

As φB As adopB

= 23.286

( cm)

c/ 15 cm

8

Por tanto las dimensiones adoptadas para construcción de las zapatas serán de 1.0 x 3.0 x 0.5 m con fierros de 3/4" cada 15 cm en el sentido longitudinal y fierros de 5/8” cada 1 5 cm en el sentido transversal. Las columnas serán de 0.3 x 0.4 x 0.7 m con 6 fierros de 1/2” y estribos de 3/8" cada 15 cm en la columna.


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6. CÁLCULO DEL EMPALME DE LA BASE DE LA COLUMNA Se ha considerado que para las columnas de la cubierta se utilizarará un perfil W 250 x 38,5 mm, por lo tanto las variables para las dimensiones de la base son:

L := 26.2

( cm)

b f := 14.7

( cm)

t f := 1.12

( cm)

t w := 0.66

( cm)

Tomando en cuenta las dimensiones del perfil, se colocarán los pernos en la parte inferior del mismo, cuyas variables son: C := 3

( cm)

D

:= 0

( cm)

E

:=

F

:= 3

L 2

= 13.1

( cm) ( cm)

Como se puede observar, no se considera la distancia D ya que los pernos estarán en la parte interior del perfil. Por tanto: A

:= b f + 2⋅F = 20.7

B := 2⋅ ( C + D

+

E)

= 32.2

Las dimensiones adoptadas de la plancha metálica son: A adop

:= 25

( cm)

Badop

:= 35

( cm)

Para determinar el espesor de la plancha, se ha considerado una carga de vertical y un momento admisible de: P

:= 16 765

M ad

:= 139708.33

Excentricidad, cm:

(kg) (kg-cm) e

:=

M ad P

= 8.333

Propiedades de los materiales: Resistencia característica del H°A°, kg/cm2:

f ck := 210

Resistencia de la plancha metálica, kg/cm2:

f y


:= 2500

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Verificación1 :=

"CA SO 2 " if e

"CASO 3" if

CASO 3

N F p

Badop 6

Badop

6

"CA SO 4 " if e

Verificación1

≤

>

2

Badop 2

= "CASO 3"

B/6 < e <= B/2

 Badop  − e = 27.5  2 

:= 3

= 107.1

Badop

(cm)

(kg/cm2)

Verificación.2=

"Cu mple" if F p

< 1.7⋅ f ck

"No cumple" otherwise Verificación2

= "Cumple"


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f 4

2⋅ P

: =

A adop ⋅ N

(kg/cm2)

= 48.7 71

Verific ación5

: =

"Cumpl e"

if f4

"No cumple" Verificación 5

f crit a

f 4

: =

N

( N ⋅

M plu3

a) −

f a crit ⋅

2

: =

p

= "Cumple"

39.806 =

(cm)

= 5.055

≤ F

otherwise

(Sección crítica)

(f 4

crit )

− f

+

2

3

⋅ a

2

(kg-cm)

= 584.942

Espesor de la placa metálica, mm, es:

t pl3

: =

12 mm

Por tanto se adopta una placa de espesor:

cm2

CALCULO DE PERNOS:

Datos:

= 16765

Fuerza axial, kg

P

Fuerza de corte, kg:

V := 7 84 .5 4 kg

Espesor de la placa, cm: Area plancha, cm2:

e p

kg

:= 1.2

Area

:= A adop ⋅ e p = 30 Fy

:= 2500

Fu

:= 4060

Resistencia nominal al corte de los pernos, kg/cm2:

f n

Resistencia a la fluencia del acero, kg/cm2:

φ perno := 1.8

Diámetro perno, cm: Nro pernosadop

:= 4

Resistencia a la tracción del acero, kg/cm2: Empleando perno de alta resistencia (G2) A307:

A perno

:=

π ⋅ φ perno 4

2

= 2.545


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:= 1650

En la sección crítica 4⋅ M plu3 0.90⋅ f y

⋅ 10

= 10.198

Resistencia de elementos debido al corte: a) Fluencia del área total: =0.6Fy ⋅Area R n1 : = Verificación6 :

=45000

kg if V ≤ Rn1

"Cumple"

"No cumple"

otherwise

Verificación6 ="Cumple"

b) Ruptura del área líq uida efectiva: cm

φ φ cal := perno +0.2 +0.2 =2.2 A n := Area

−2⋅φ cal ⋅e p =24.72

R 0 .6⋅Fu ⋅A n = 60217.92 = n2 : Verificación7 :=

"Cu mple"

kg if V ≤0 .75⋅Rn2

"No cumple"

otherwise

Verificación7 ="Cumple"

Resistencia de elementos en compresión: Pn

:= Fy ⋅ Area = 75000

Verificación8 :=

kg

"Cumple" if P "No cumple"

Verificación8

≤ 0 .9 0⋅ Pn

otherwise

= "Cumple"

Cálculo de la capacidad por p erno: R perno

:= 0.75f ⋅ n ⋅ A perno = 3149.054 N pernos


:=

V R perno

= 0.249

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Por tanto, la cantidad de pernos adoptado: = "Cu mpl e" Verificación9 :

Nro pernosadop

if Nro pernosadop

"No cumple"

4 =

> N pernos

otherwise

Verific aci ón9 = "Cumple"

Por tanto, se emplearán 4 pernos de alta resistencia, de marca HILTI, modelo HSL M de 3/4" (18mm). Cargas permisibles en el hormigón al corte: = R 3101 h :

kg

= "Cu mpl e" Verificación10 :

if V ≤ max(Nro pernosadop ,N pernos

"No Cumple"

)⋅R h

otherwise

Verific ación10 = "Cumple"

Por tanto se colocarán en la base de la columna placas de acero de 350 x 250 x 12 mm, con cuatro pernos de alta resistencia, de marca HILTI, modelo HSL M de 3/4" x 6" (18 x 156 mm).


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7. CÁLCULO DE EMPALMES 7.1. Empalme 1 DISE O DE EMPALMES:

Datos:

:= 12201

Fuerza axial, kg

P


V := 6513

Espesor de la placa, cm: Espesor ala perfil, cm:

e p et

kg kg

:= 1.0

:= 1.07 := 15.0

Ancho de empalme, cm:

A

Area plancha, cm2:

Area

:= A⋅ min( e p , et) = 15


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 4


Resistencia nominal al corte de los pernos, kg/cm 2:

f nv

:= 3300

Resistencia nominal a la tracción de los p ernos, kg/cm2:

f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2

Resistencia de elementos debido a la tracción : a) Fluencia del área total: R n1

:= Fy ⋅ Area = 37500

Verificación1 :=

kg

"Cumple" if P

≤ 0.90R n1


= "Cumple"

b) Ruptura del á rea líquida efectiva:

φ cal := φ perno + 0.2 + 0.2 = 1.6 An

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 11.8

R n2

:= Fu⋅ An = 47908

Verificación2 :=

kg

"Cu mp le " if P

≤ 0 .7 5⋅ Rn2


= "Cumple"


ISO 9001:2008

Resistencia de elementos debido al corte: a) Fluencia del área total: R v1

:= 0.6Fy⋅ Area = 22500

Verificación3 :=

kg

"Cumple"

if V

"No cumple" Verificación3

≤ Rv1

otherwise

= "Cumple"

b) Ruptura del área lí quida efectiva:

φ cal = 1.6

cm

An

= 11.8

R v2

:= 0.6F ⋅ u⋅ An = 28744.8

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le"

if V

"No cumple"

Verificación4

≤ 0 .7 5⋅ Rv2

otherwise

= "Cumple"

Cálculo de la capacidad por perno: a) Resistencia al corte: Rc perno

:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 2.327

b) Resistencia a la tracción Rt perno

:= 0.75f ⋅ nt ⋅ A perno = 5259.026 N pernost

:=

P Rt perno

= 2.32

Por tanto, la cantidad de pernos adoptado: Verificación5 :=

"Cumple" if Nro pernosadop "No cumple"

Verificación5

Nro pernosadop

=4

> min( N pernosc , N pernost )

otherwise

= "Cumple"

Por tanto, se emplearán 4 pernos de alta resistencia A325 de 1/2" (12mm). Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

Asimis

mo, la placa de empalme debe ser de 300 x 150 x 10 mm. 7.2. Empalme 2 Entre los elementos W 250 x 38,5: •


ISO 9001:2008

Datos:

:= 1364

Fuerza axial, kg

P


V := 750


e p et

kg kg

:= 1.0

:= 1.12 := 15.0


A

Area plancha, cm2:

Area

:= A ⋅ min( e p , et) = 15


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2

Diámetro perno, cm: Nro pernosado p

Fy

:= 6

Resistencia a la tracción del acero, kg/cm2: Empleando perno de alta resistencia (G2) A 325:


f nv

:= 3300

Resistencia nominal a la tracción de los pernos, kg/cm2:

f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2

Resistencia de elementos debido a la tracción: a) Fluencia del área total: R n1

:= Fy⋅ Area = 37500

Verificación1

:=

kg

"Cu mpl e" if P "No cumple"

Verificación1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"

b) Ruptura del área líqu ida efectiva:

φ cal := φ perno + 0.2 + An R n2

0.2 = 1.6

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 11.8

:= Fu⋅ An = 47908

Verificación2 :=

kg

"Cu mp le" if P

≤ 0 .7 5⋅ Rn2



= "Cumple"

ISO 9001:2008


:= 0.6Fy ⋅ Area = 22500

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"

b) Ruptura del área líquida efectiva:

φ cal = 1.6

cm

An

= 11.8

R v2

:= 0.6⋅ Fu ⋅ A n = 28744.8

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2

"No cumple" otherwise

Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.268



:=

P Rt perno

= 0.259



Verificación5

Nro pernosadop

=6


otherwise

= "Cumple"

Por tanto, se emplearán 6 pernos de alta resistencia A325 de 1/2" (12mm).

Asimismo, la placa de empalme debe ser de 350 x 150 x 10 mm Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

•

Entre los elementos W 250 x 38,5 y W 200 x 15:


ISO 9001:2008

Datos: Fuerza axial, kg

P

:= 333

kg


V := 2012

kg


e p et

:= 1.0

:= 1.12 := 15.0


A

Area plancha, cm2:

Area

:= A ⋅min( e p , et) = 15


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 6



f nv

:= 3300


f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 4

2

= 1.131

cm2


:= Fy ⋅ Area = 37500

Verificación1 :=

kg


Verificación1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"


φ cal := φ perno + 0.2 + An

0.2 = 1.6

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 11.8

R n2

:= Fu ⋅ A n = 47908

Verificación2 :=

kg

"Cump le" if P "No cumple"

Verificación2


≤ 0 .7 5⋅ Rn2

otherwise

= "Cumple" ISO 9001:2008


:= 0.6Fy ⋅ Area = 22500

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 11.8

R v2

:= 0.6⋅ Fu ⋅ A n = 28744.8

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.719



:=

P Rt perno

= 0.063



Verificación5

Nro pernosadop

=6


otherwise

= "Cumple"


Asimismo, la placa de empalme debe ser de 350 x 150 x 10 mm Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

7.3.

Empalme 3

Datos:

:= 138 V := 137

Fuerza axial, kg

kg

P

Fuerza de corte, kg: Espesor de la placa, cm: Espesor ala perfil, cm:

e p et

kg

:= 0.635

:= 0.43 := 10.0


A

Area plancha, cm2:

Are a

:= A ⋅min( e p , et ) = 4.3


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 2



f nv

:= 3300


f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2


:= Fy ⋅ Area = 10750

Verificación 1

:=

kg


Verificación1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"

b) Ruptura del área líqu ida efectiva:

φ cal := φ perno + 0.2 + 0.2 = 1.6 An

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 2.268

R n2

:= Fu⋅ A n = 9208.08

Verificación2

:=

kg

"Cu mp le" if P "No cumple"

Verificación2 Sistema de Gestión de Calidad

≤ 0 .7 5⋅ Rn2

otherwise

= "Cumple" ISO 9001:2008


:= 0.6Fy⋅ Area = 6450

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 2.268

R v2

:= 0.6⋅ Fu⋅ An = 5524.848

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.049



:=

P Rt perno

= 0.026



Verificación5

Nro pernosadop

=2


otherwise

= "Cumple"


ISO 9001:2008

Asimis

mo, la placa de empalme debe ser de 150 x 100 x 6.35 mm


ISO 9001:2008

7.4.

Empalme 4

Datos:

:= 1659

Fuerza axial, kg

P


V := 783


e p et

kg kg

:= 1.0

:= 1.12 := 10.0


A

Area plancha, cm2:

Area

:= A⋅ min( e p , et) = 10


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 2



f nv

:= 3300


f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2


:= Fy⋅ Area = 25000

Verificación1

:=

kg


Verificación1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"

b) Ruptura del área líq uida efectiva:

φ cal := φ perno + 0.2 + 0.2 = 1.6 An

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 6.8

R n2

:= Fu⋅ An = 27608

Verificación2

:=

kg

"Cumple" if P "No cumple"

Verificación2 Sistema de Gestión de Calidad

≤ 0 .75⋅ Rn2

otherwise

= "Cumple" ISO 9001:2008


:= 0.6Fy ⋅ Area = 15000

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 6.8

R v2

:= 0.6⋅ Fu ⋅ A n = 16564.8

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V

= 0.28

Rc perno



:=

P Rt perno

= 0.315



Verificación5

Nro pernosadop

=2


otherwise

= "Cumple"


ISO 9001:2008

Asimis

mo, la placa de empalme debe ser de 250 x 150 x 10 mm 7.5. Empalme 5


ISO 9001:2008


P

:= 276

kg


V := 847

kg


e p et

:= 0.635

:= 0.43 := 10.0


A

Area plancha, cm2:

Area

:= A⋅ min( e p , et) = 4.3


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 2

Resistencia a la tracción del acero, kg/cm2: Empleando perno de alta resistencia (G2) A32 5:


f nv

:= 3300

Resistencia nominal a la t racción de los pernos, kg/cm2:

f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2


:= Fy⋅ Area = 10750

Verificación1

:=

kg


Verificación1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"



0.2 = 1.6

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 2.268

R n2

:= Fu ⋅ An = 9208.08

Verificación2 :=

kg

"Cump le" if P

≤ 0 .7 5⋅ Rn2



= "Cumple"

ISO 9001:2008


:= 0.6Fy⋅ Area = 6450

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 2.268

R v2

:= 0.6⋅ Fu⋅ An = 5524.848

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.303



:=

P Rt perno

= 0.052



Verificación5

Nro pernosadop

=2


otherwise

= "Cumple"


ISO 9001:2008

Asimis

mo, la placa de empalme debe ser de 200 x 100 x 6.35 mm


ISO 9001:2008

7.6.

Empalme 6


P

:= 864

kg


V := 276

kg


e p et

:= 0.635

:= 0.52 := 10.0


A

Area plancha, cm2:

Area

:= A ⋅min( e p , et) = 5.2


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 2

Resistencia a la tracción del acero, kg/cm2: Empleando perno de alta resistencia (G2) A 325:

Resistencia nominal al corte de l os pernos, kg/cm2:

f nv

:= 3300

Resistencia nominal a la t racción de los pernos, kg/cm2:

f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 4

2

= 1.131

cm2


:= Fy ⋅ Area = 13000

Verificación1 :=

kg

"Cu mpl e" if P

≤ 0 .9 0Rn1


= "Cumple"



0.2 = 1.6

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 3.168

R n2

:= Fu ⋅ A n = 12862.08

Verificación2 :=

kg

"Cu mp le " if P

≤ 0.75⋅Rn2

"No cumple" otherwise Verificación2 Sistema de Gestión de Calidad

= "Cumple" ISO 9001:2008


:= 0.6Fy⋅ Area = 7800

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 3.168

R v2

:= 0.6⋅ Fu⋅ An = 7717.248

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.099



:=

P Rt perno

= 0.164



Verificación5

Nro pernosadop

=2


otherwise

= "Cumple"


Asimismo, la placas de empalme deben ser de 250 x 100 x 6.35 mm y de 150 x 100 x 6.35 mm Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

7.7. Empalme correas Datos:

:= 149 V := 4 7. 83

Fuerza axial, kg

kg

P

Fuerza de corte, kg: Espesor de la placa, cm: Espesor ala perfil, cm:

e p et

kg

:= 0.3

:= 1.07 := 10.0


A

Area plancha, cm2:

Are a

:= A ⋅min( e p , et) = 3


:= 2500

Fu

:= 4060

φ perno := 1.2


Fy

:= 1



f nv

:= 3300


f nt

:= 6200

A perno

:=

π ⋅ φ perno 2 4

= 1.131

cm2

Resistencia de elementos debido a la tracción : a) Fluencia del área total:

:= Fy⋅ Area = 7500

R n1

Verificación 1

:=

kg


Verificación 1

≤ 0 .9 0Rn1

otherwise

= "Cumple"


φ cal := φ perno + 0.2 + 0.2 = 1.6 An

cm

:= Area − 2⋅ φ cal ⋅ e p = 2.04

R n2

:= Fu ⋅ An = 8282.4

Verificación 2

:=

kg

"Cump le" if P "No cumple"

Verificación 2 Sistema de Gestión de Calidad

≤ 0 .75⋅ Rn2

otherwise

= "Cumple" ISO 9001:2008


:= 0.6Fy⋅ Area = 4500

Verificación3 :=

kg

"Cumple" if V

≤ Rv1


= "Cumple"


φ cal = 1.6

cm

An

= 2.04

R v2

:= 0.6⋅ Fu ⋅ A n = 4969.44

cm2

Verificación4 :=

kg

"Cu mp le " if V

≤ 0 .7 5⋅ Rv2


Verificación4

= "Cumple"


:= 0.75f ⋅ nv ⋅ A perno = 2799.159 :=

N pernosc

V Rc perno

= 0.017



:=

P Rt perno

= 0.028



Verificación5

Nro pernosadop

=1


otherwise

= "Cumple"

Por tanto, se empleará 1 perno de alta resistencia A325 de 1/2" (12mm).

Las correas se empernan directamente sobre el ala del perfil W 360 x 39. Sistema de Gestión de Calidad

ISO 9001:2008

Memoria de Calculo Galpon Guabira

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