PROYECTO DE UN GALPÓN DE ESTRUCTURAS METÁLICAS
1.- INTRODUCCIÓN Entiéndase cubierta et!"ica c## e" c#n$unt# %#rad# &#r e"eent#s ta"es c## cerc'as( c#rreas( tirantes ) c#ntra*ient#s( +ue a su *e, interacci#nan c#n "as %uer,as abienta"es ) "as car-as &#r &es# &r#&i# ) &#r "as te$as +ue e""#s s#&#rtan. E" ti&# de cubierta +ue se tratar! ser! de c#n%#raci/n trian-u"ar. Cubierta cu)a %unci/n es &r#te-er de "as ad*ersidades c"iat#"/-icas. E" dise0# de estructuras et!"icas es un# de "#s ca&#s en "#s cua"es se 'an i&"eentad# -randes &r#-raas &ara su #de"aient# &er# uc'#s de e""#s de a&"icaci/n tan a&"ia +ue resu"tan a "a *e, &#c# es&ec1%ic#s &ara e" dise0# is#. Un# de "#s as&ect#s +ue c#n%#ran e" dise0# de estructuras et!"icas es e" dise0# de cubiertas et!"icas. En é"( s#n &#c#s "#s &r#-raas +ue 'a)an sid# desarr#""ad#s ) +ue sean de %!ci" a"cance &ara "#s estudiantes ) de directa a&"icaci/n a" tea de "as cubiertas et!"icas2 ) ni si+uiera se &uede c#nte&"ar "a idea +ue es#s &r#-raas se &uedan e&"ear c## edi#s did!ctic#s &ara "a ense0an,a.
2.-OBJETIVOS Ob$eti*# &rinci&a"3 ca"cu"ar ) dise0ar "a cubierta de una estaci/n de ser*ici# &ara &r#te-er de "as incidencias c"iat#"/-icas ) ade!s c#n*ertir a "a isa en "a se0a" de identidad de nuestr# ne-#ci#. Para e""#3
–Diseño previo –Cálclo !e l"s c"r#"s. c"r#"s. –Re"li$"r % "&"li$"r l" es'rc'r" co& R() R () (!v"&ce (!v"&ce –*oc"li$"r los pro+le,"s pro+le,"s . TEOR( DE ESTRUCTUR(S ESTRUCTUR(S )ET/*IC(S )ET/*IC(S La te!tica de estructuras et!"icas es u) a&"ia en c#ntenid# c## en a&"icaci/n. Una de estas a&"icaci#nes s#n "as cubiertas et!"icas ) "a te#r1a +ue describe su dise0# se uestra a c#ntinuaci/n.
.1 CUBIERT(S )ET/*IC( Para e" &r#&/sit# de" !rea de "as estructuras et!"icas( cubierta metálica es e" térin# +ue 'ace re%erencia a" c#n$unt# %#rad# &#r e"eent#s et!"ic#s de car!cter car!cter estructura estructura"" ) +ue $unt# a e"eent#s e"eent#s de #tr#s ateria"es ateria"es c#n%#ran c#n%#ran "a cubi cubier erta ta # 4tec 4tec'# '#55 de un edi% edi%ic ic#( #( una una casa casa # una una b#de b#de-a -a entr entre e #tra #trass edi%icaci#nes.
Su &rin &rinci ci&a &a"" %unc %unci/ i/n n es "a &r#t &r#tec ecci ci/n /n de "#s "#s e"e e"een ent# t#ss +ue +ue c#nt c#nten endr dr! ! "a edi%icaci/n( c## "#s enseres &r#&i#s de e""a ) "as &ers#nas( c#ntra "#s e*ent#s abienta"es( c## "a ""u*ia ) e" s#"( &rinci&a"ente. Para e*acuar e" a-ua +ue cae s#bre e""a( "a cubierta et!"ica debe tener un dec"i*e # &endiente. Ade!s de" us# c#n#cid# de "as cubiertas et!"icas en casas( edi%ici#s ) b#de-as( tabién se usan en estadi#s ) en canc'as de tenis &ara dar s#bra a "as tribunas ) 'asta &ara &r#te-er e" ca&# de $ue-# c#ntra ""u*ia( s#" ) 'asta nie*e. En -enera"( e" us# de "as cubiertas et!"icas es di*ers# ) &uede ser necesari# en uc'as circunstancias ) de&ender tant# de "a n#rati*idad +ue ri$a "a c#nstrucci/n c## de" in-eni# de" dise0ad#r. dise0ad#r.
0i#r" 1. C+ier'" ,e'álic" e co,+i&" l" es''ic" co& l" 3&cio&"li!"!
0i#r" 2. C+ier'" ,e'álic" p"r" pro'ecci4& !e &" c"&c5" !e 'e&is
0i#r" . C+ier'" ,e'álic" p"r" +o!e#"
.1.1 Co,po&e&'es !e &" c+ier'" ,e'álic" L#s c#&#nentes ) "a %unci/n b!sica de "#s +ue -enera"ente c#n%#ran una cubierta et!"ica s#n3
1. C"l",i&"6 e"eent#s de di*ers#s ateria"es +ue i&iden e" &as# de "#s e*ent#s abienta"es c## "a ""u*ia. e"een ent# t#ss +ue +ue reci recibe ben n "a carcar-a a &#r &#r e%ec e%ect# t#ss de "as "as %uer %uer,a ,ass 2. Corre"s Corre"s3 e"e abienta"es ) &#r &es# &r#&i# de "as te$as( ) "a transiten a "as araduras2 ade!s c#n%#ran e" 4es+ue"et#5 de a&#)# de "as te$as.
. (r,"!r"s3 sisteas de e"eent#s +ue reciben "a car-a +ue *iene &#r "as c#rreas ) "a transiten a "#s a&#)#s 6c#"unas # ur#s7. 7. Tir"&'es6 e"e e"een ent# t#ss +ue +ue a)ud a)udan an a e*it e*itar ar e" &and &ande# e# de "#s "#s e"e e"een ent# t#ss s#etid#s a c#&resi/n. 8. Co&'r"vie&'os3 e"eent#s +ue a)udan a e*itar e" e%ect# de succi/n s#bre "as te$as. Tabién bién es i&#rt i&#rtant ante e enci# enci#nar nar +ue na*e na*e es e" tér térin in# # uti" uti"i, i,ad ad# # &ara &ara re%erenciar e" es&aci# e8istente entre d#s araduras se-uidas.
.2 (R)(DUR(S Una Una ara aradu dura ra es una una estr estruc uctu tura ra &"an &"ana a +ue +ue c#ns c#nsta ta de e"e e"een ent# t#ss rect rect#s #s c#nectad#s en "#s n#d#s %#rand# tri!n-u"#s # c#n$unt#s de tri!n-u"#s2 "#s iebr#s de una aradura se unen s#"aente en sus e8tre#s( es decir( un iebr# n# &uede ser c#ntinu# a tra*és de un n#d#.
Cada aradura &uede ser tratada c## estructura bidiensi#na" debid# a +ue se dise0a &ara s#&#rtar car-as +ue e$ercen %uer,a en su &r#&i# &"an#. Debid# a +ue "#s iebr#s de "as araduras s#n &#r "# -enera" de secci/n de"-ada( n# &ueden s#&#rtar -randes car-as a&"icadas en &unt#s di%erentes a "#s n#d#s( &#r "# tant# "as car-as deben a&"icarse sie&re s#bre "#s n#d#s ) nunca s#bre a"-una #tra secci/n de" iebr#. Para e%ect#s de c!"cu"# se c#nsidera +ue e" &es# de "#s e"eent#s de una aradura est! a&"icad# s#bre "#s n#d#s2 "a itad de" &es# de" iebr# act9a s#bre cada un# de "#s d#s n#d#s c#rres&#ndientes. L#s iebr#s de "as araduras s#n c#nectad#s entre s1 a tra*és de &"acas de c#ne8i/n( &ern#s ):# s#"dadura( %#rand# c#ne8i#nes r1-idas ) teniend# en cuenta +ue "a estabi"idad de una aradura n# debe de&ender de "a ri-ide, de sus $untas. Se ac#stubra su&#ner( ) ade!s en "# &#sib"e( c#nstruir "#s iebr#s de "a aradura de ta" %#ra +ue a" unir"#s( sus res&ecti*#s e$es se intersecten en un &unt# c#9n( de ta" %#ra +ue "as %uer,as en cada e8tre# se reducen a una %uer,a 9nica( "# +ue n# &erite "a %#raci/n de #ent#s res&ect# a" &unt# de uni/n. As1 "a transisi/n de car-as ser! "#n-itudina" # a8ia" a tra*és de cada iebr# &#r "# +ue se c#nsidera +ue e""#s s/"# est!n s#etid#s a es%uer,#s de tensi/n # c#&resi/n. Las araduras s#n s#&#rtadas -enera"ente s/"# en sus e8tre#s &#r ur#s # c#"unas de c#ncret# # et!"icas( ediante a&#)#s de &rier # se-und# -rad# &er# en nin-9n cas# e&#trad#. Las aradu araduras ras se e&"ea e&"ean n -enera -enera"e "ente nte cuand cuand# # e" c"ar# c"ar# es deas deasiad iad# # -rande c## &ara &#der usar ec#n/icaente *i-as de &er%i"es "ainad#s # *i-as aradas( &ara s#&#rtar tec'#s de edi%ici#s # en &uentes &ara carreteras # %err#carri"es.
0i#r" 7. E9e,plo !e "r,"!r"s
.2.1 Co,po&e&'es !e &" "r,"!r" Genera"ente una aradura est! c#nstituida &#r3
a. Cor!4& sperior6 es e" c#n$unt# !s a"t# de e"eent#s en "1nea +ue *a de un a&#)# a" #tr# &asand# &#r "a cubrera. b. cor!4& i&3erior6 es e" c#n$unt# !s ba$# de e"eent#s en "1nea +ue *a de un a&#)# a #tr#. c. )ie,+ros !el "l,"6 s#n "#s e"eent#s +ue unen e" c#rd/n su&eri#r a" in%eri#r( ) de&endiend# de su -rad# de inc"inaci/n se c"asi%ican en3 I. Para"es # *ertica"es6 s#n "#s e"eent#s +ue %#ran un !n-u"# rect# res&ect# a una '#ri,#nta". II. Dia-#na"es3 s#n "#s e"eent#s c#n una inc"inaci/n a &artir de una '#ri,#nta". III. Pend#"/n3 es e" e"eent# +ue une a" c#rd/n su&eri#r e in%eri#r c#n e" %in de e*itar e" e%ect# de catenaria en e"eent#s c## "#s tens#res. d. Te&sor 3 es e" e"eent# dise0ad# &ara s#&#rtar e8c"usi*aente es%uer,#s de tensi/n2 -enera"ente es ubicad# en %#ra '#ri,#nta". e. J&'"s: &!os o &o!os3 s#n "#s &unt#s de c#ne8i/n entre "#s e"eent#s de "#s c#rd#nes ) "#s iebr#s de" a"a. %. J&'" !e '"l4&6 es e" &unt# de c#ne8i/n en e" a&#)# de una aradura trian-u"ar. -. C,+rer"6 es e" &unt# de c#ne8i/n en e" &ic# !s a"t# de" c#rd/n su&eri#r. Otras caracter1sticas i&#rtantes &ara distin-uir en "as araduras s#n3 a. Cl"ro3 es "a distancia entre "#s n#d#s !s e8tre#s. Si "a aradura est! s#&#rtada s#bre ur#s( se c#nsidera +ue e" c"ar# *a de centr# a centr# de "#s a&#)#s en "#s ur#s2 si "a aradura %#ra un arc# c#n c#"unas en "#s e8tre#s( se c#nsidera +ue e" c"ar# es "a distancia entre "as caras e8teri#res de "as c#"unas. b. ;er"l'e3 es "a distancia *ertica" +ue *a desde e" ni*e" de "#s a&#)#s 'asta "a cubrera. c. ;"&el3 es "a &#rci/n de "a aradura c#&rendida entre d#s n#d#s c#nsecuti*#s de" c#rd/n su&eri#r. d. I&cli&"ci4&3 E8isten *arias %#ras &ara e8&resar "a inc"inaci/n de una aradura trian-u"ar3 I. C## "a re"aci/n entre e" &era"te ) e" c"ar#2 &#r e$e&"#( una inc"inaci/n de un cuart# 6;:<7 +uiere decir +ue e" &era"te es un cuart# de "# +ue ide e" c"ar# / +ue e" c"ar# es < *eces "a edida de" &era"te. II. C## e" !n-u"# +ue %#ra e" c#rd/n su&eri#r c#n una '#ri,#nta"2 &#r e$e&"#( =>?. Esta es una %#ra u) c#9n &ara "a n#taci/n de "a inc"inaci/n. III. Cuand# "a aradura es siétrica( se "e ""aa base a "a itad de" c"ar#( ) "a inc"inaci/n es "a re"aci/n entre e" &era"te ) "a base( &#r "# -enera" en &u"-adas. A esta n#taci/n de inc"inaci/n se den#ina pendiente2 &#r e$e&"#( una &endiente @3; +uiere decir un &era"te de @ &u"-. ) una base de ; &u"-. En "a c#n%#raci/n de una cubierta
IB.
et!"ica( "a inc"inaci/n de "as araduras +ue "a c#&#nen de%inir!n si "a cubierta se c#nsidera c## &"ana # inc"inada2 &ara una &endiente en#r de 3; se dice +ue es &"ana. En &#rcenta$e. Se re%iere a "a re"aci/n entre e" &era"te ) "a base u"ti&"icada &#r cien. P#r e$e&"#( si e" &era"te es de < etr#s ) "a base es de ;> etr#s( "a &endiente ser! <>.
0i#r" 8. Co,po&e&'es !e &" "r,"!r"
.2.2 Co&3i#r"ci4& % 'ipos !e "r,"!r"s Un &rinci&i# i&#rtante &ara "a c#n%i-uraci/n de "as araduras es +ue e" tri!n-u"# es e" 9nic# &#"1-#n# cu)a %#ra es inca&a, de #di%icarse sin antes cabiar "a "#n-itud de un# # !s iebr#s. P#r esta ra,/n es +ue "as araduras est!n c#n%#radas &rinci&a"ente &#r un sistea de tri!n-u"#s. Se-9n su c#n%i-uraci/n( una aradura &uede ser3 a. Co,ple'"6 se den#ina as1 cuand# "a aradura %#rada &#r un sistea de s/"# tri!n-u"#s "# 'ace c#n e" n9er# 1ni# de iebr#s &ara e""#. b. I&co,ple'"3 se den#ina as1 cuand# %a"tan iebr#s &ara c#n%#rar un sistea de s/"# tri!n-u"#s. Aun+ue &ara un sistea de car-as siétricas esta c#n%i-uraci/n &uede resu"tar estab"e( se c#nsidera &#r "# -enera" c## inestab"e ) debe e*itarse. c. Re!&!"&'e3 se den#ina as1 cuand# "a aradura %#rada &#r un sistea de s/"# tri!n-u"#s "# 'ace c#n un n9er# a)#r a" 1ni# de iebr#s &ara e""#.
En "a si-uiente %i-ura se uestran di*ers#s ti&#s de araduras &ara cubiertas.
0i#r" <. Tipos !e "r,"!r"s p"r" c+ier'"s a) De montante maestro
b) Abanico simple
c) Pratt (4 paneles)
d) Pratt (6 paneles)
e) Fink simple
f) Fink (8 paneles)
g) Howe (6 paneles)
) Fink de cuerda inferior contrafle!ada
Otr#s ti&#s de araduras &ara cubiertas s#n3 • • • • • • • •
e"-a Pratt de cuerdas &ara"e"as #Fe de cuerdas &ara"e"as arren De ti$era si&"e De ti$era #di%icada De ti$era P#"#nceau A cuatr# a-uas
•
Media "una
. DISE=O ;OR 0(CTORES DE C(R>( ? RESISTENCI( @*R0DA E" dise0# de estructuras et!"icas se basa en e" c#&#rtaient# e"!stic# ):# &"!stic# de" acer#. Durante uc'#s a0#s se 'an dise0ad# estructuras c#n es&eci%icaci#nes +ue se basan en e" c#&#rtaient# e"!stic#( ""aand# car-as de ser*ici# # de traba$# a "as car-as +ue actuar!n s#bre "a estructura ) dise0and# "#s e"eent#s de "a estructura c#n es%uer,#s ""aad#s adisib"es( "#s cua"es antienen e" acer# en e" ran-# e"!stic# ante "a s#"icitaci/n de esas car-as. Di*ers#s estudi#s 'an de#strad# +ue un dise0# basad# en ét#d#s &"!stic#s &#dr1a ser !s *!"id# debid# a +ue e" es%uer,# de %"uencia de" acer# est! c#nsiderab"eente u) &#r deba$# de su es%uer,# 9"ti# # es%uer,# de c#"a&s#( es decir( e" acer# &uede s#&#rtar un -ran es%uer,# a9n des&ués de 'aber a"can,ad# su es%uer,# de %"uencia. En e" dise0# a tra*és de ét#d#s &"!stic#s( "as car-as de ser*ici# s#n u"ti&"icadas &#r un %act#r de car-a # s#breca&acidad( ) "#s es%uer,#s de dise0# estar!n u) cercan#s a" es%uer,# de c#"a&s# # resistencia 9"tia. a. E" ét#d# de Dise0# &#r Es%uer,#s Perisib"es 6ASD( Allowable "tress Design7. b. E" ét#d# de Dise0# &#r Hact#res de Car-a ) Resistencia 6LRHD( #oad and $esistance Factor Design7. E" ét#d# de Dise0# &#r Hact#res de Car-a ) Resistencia se basa en "#s estados l%mite& "#s cua"es s#n "#s estad#s en +ue "a estructura # &arte de e""a a"can,a "a %a""a # cuand# e" ser*ici# &ara e" +ue %ue c#nstruida )a n# &uede ser dad#. As1( se &ueden di%erenciar d#s estad#s "1ite3 a. Es'"!o l,i'e !e Resis'e&ci"6 se basa en "a se-uridad # ca&acidad de car-a teniend# en cuenta "as resistencias &"!sticas ) "#s %en/en#s de &ande#( %ractura( %ati-a( etc. b. Es'"!o l,i'e !e Servicio3 se basa en e" c#&#rtaient# de "a estructura ba$# "a s#"icitaci/n de car-as de ser*ici# teniend# en cuenta "as de%"e8i#nes e8cesi*as( des"i,aient#s( *ibraci#nes( a-rietaient#s ) de!s as&ect#s +ue ten-an +ue *er c#n e" us# ) "a #cu&aci/n de "a estructura. Este ét#d# c#nte&"a +ue una estructura se dise0ar! &ara +ue n# c#"a&se ante "a !8ia s#"icitaci/n de car-a es&erada &er#( +ue tabién cu&"a en t#d# #ent# ) adecuadaente c#n e" ser*ici# +ue &resta ante "as car-as de ser*ici# c#unes. As1( una cubierta et!"ica &#dr! &resentar a"-un#s da0#s en#res en e" #ent# en +ue se &resente "a !8ia t#renta es&erada en su *ida 9ti"( &er# deber! cu&"ir c#n t#das "as %unci#nes &ara "as cua"es se
dise0/ sin s#bresa"t#s en "a estructura isa ante "a s#"icitaci/n de "as de!s car-as en t#d# #ent#. Otr# e$e&"# &uede ser e" de una *i-a ba$# "a +ue e8iste una &uerta( "a cua" se dise0ar! &ara +ue ade!s de s#&#rtar car-as &erita +ue sus de%"e8i#nes n# i&idan e" #*iient# de "a &uerta2 &er# ""e-ad# e" cas# en +ue "a *i-a sea s#brecar-ada c#n un e*ent# !8i#( n# ""e-ue a" c#"a&s# # &erita "a re&araci/n de "a estructura. E" ét#d# LRHD tiene c## &ri#ridad "#s estad#s "1ite de resistencia debid# a +ue "a se-uridad &9b"ica n# se de$a a c#nsideraci/n de" dise0ad#r( ) &erite un &#c# de "ibertad a" dise0# res&ect# a "#s estad#s "1ite de ser*ici# &er# sie&re teniénd#"#s en cuenta. Para e" dise0# de un e"eent# en &articu"ar( e" ét#d# LRHD c#nte&"a una *ariaci/n de "#s e%ect#s de "as car-as 6auent# &#r "# -enera"7 ) de "a resistencia de" e"eent# 6c#9nente reducci/n7( as13
D/nde3
E" ét#d# LRHD basa &arte de su te#r1a en e" an!"isis estad1stic# de una uestra u) si-ni%icati*a de estructuras et!"icas dise0adas c#n di%erentes es&eci%icaci#nes de" AISC( American 'nstitute of "teel onstruction. A &artir de este an!"isis estad1stic#( se decidier#n deterinad#s &#rcenta$es de c#n%iabi"idad &ara di%erentes situaci#nes acerca de" dise0# ) "a c#nstrucci/n de "as estructuras et!"icas. Y %ina"ente se ca"cu"ar#n "#s %act#res de resistencia +ue c#n""e*an a #btener es#s &#rcenta$es de c#n%iabi"idad. P#r e$e&"#( si de" an!"isis estad1stic# de "a uestra de estructuras et!"icas se ""e-/ a "a c#nc"usi/n +ue un adecuad# &#rcenta$e de c#n%iabi"idad &ara deterinad# as&ect# de" dise0# c## &uede ser e" dise0# &#r tensi/n( &#dr1a ser .J ( ent#nces se ca"cu"/ e" %act#r de resistencia +ue ""e*a a +ue e" .J de "as estructuras dise0adas &#r tensi/n c#n este %act#r sean c#n%iab"es( "# +ue si-ni%ica +ue e" c#&#rtaient# de estas estructuras est! &#r deba$# de "#s estad#s "1ite ) s/"# un >.= de e""as a"can,an # su&eran "#s estad#s "1ite sin si-ni%icar necesariaente +ue a"can,an "a %a""a.
..1 0"c'ores !e c"r#"
L#s %act#res de car-a s#n c#e%icientes +ue tienen en cuenta "a des*iaci/n +ue e8iste entre "as car-as n#ina"es c#n res&ect# a "as car-as rea"es a "as +ue se encuentra s#etid# un e"eent# estructura"( ) su %unci/n es increentar"as teniend# en cuenta "a incertidubre +ue e8iste a" ca"cu"ar "as a-nitudes tant# de "as car-as *i*as c## de "as car-as uertas ) su trans%#raci/n en "#s e%ect#s intern#s de "#s e"eent#s. Las a-nitudes de "#s %act#res de car-a *ar1an se-9n e" ti&# de c#binaci/n ) -enera"ente s#n a)#res +ue ;.>.
..2 0"c'ores !e resis'e&ci" L#s %act#res de resistencia( tabién ""aad#s c#e%icientes de reducci/n de resistencia( tienen en cuenta "a des*iaci/n +ue e8iste entre "a resistencia rea" ) "a resistencia n#ina" de" e"eent# estructura"( ade!s de "a incertidubre en "as diensi#nes ) en "a an# de #bra. L#s c#e%icientes de resistencia *ar1an de&endiend# de "a %#ra ) c#nsecuencia se-9n e" ti&# de %a""a ) sus *a"#res s#n -enera"ente en#res +ue ;.>. Para 'a""ar "a resistencia de dise0#( "a resistencia n#ina" de" e"eent# estructura" se u"ti&"ica &#r un %act#r de resistencia2 "#s *a"#res de "#s c#e%icientes &ara c#"unas s#n >.K( &ara iebr#s a tensi/n s#n >.J # >.> ) &ara "a %"e8i/n # e" c#rte de *i-as >.>. A c#ntinuaci/n se uestran "#s *a"#res de "#s %act#res de resistencia caracter1stic#s.
.. (&álisis !e 3er$"s % c"r#"s
Para rea"i,ar e" dise0# de una estructura es i&#rtante c#n#cer c#n &recisi/n "as car-as ) "as %uer,as a "as cua"es *a a estar s#etida durante su *ida 9ti" # ran-# de dise0#. acen &arte de" c#n$unt# de car-as ) %uer,as t#das a+ue""as s#"icitaci#nes ta"es c## e" &es# &r#&i# de "a estructura( e" &es# de sus #cu&antes( "#s e%ect#s abienta"es c## "a ""u*ia( e" *ient#( e" sis#( etc.2 +ue &ara %ines de" dise0# se c"asi%ican en cargas muertas& cargas ias ) fuer*as ambientales+ Des&ués de ca"cu"ar "as a-nitudes de "as car-as ) de "as %uer,as es necesari# e*a"uar "as di%erentes c#binaci#nes de car-as c#n e" %in de #btener "a !s des%a*#rab"e +ue %ina"ente es "a tenida en cuenta &ara e" dise0# de "a estructura.
...1 C"r#" ,er'" La car-a uerta es a+ue""a +ue &ara e%ect#s de an!"isis ) dise0# estructura" &eranece %i$a ) cu)a a-nitud es c#nstante( ade!s es una car-a -ra*itaci#na" cu)a "1nea de acci/n es *ertica"2 "a car-a uerta se c#&#ne de" &es# &r#&i# de "a estructura ) de!s car-as +ue 'acen &arte de e""a &eranenteente. Teniend# en cuenta e" criteri# anteri#r( &ara e" dise0# de una cubierta et!"ica es necesari# e*a"uar "a car-a uerta &#r &es# de "a ca"aina ) su res&ecti*# caba""ete( &es# de "as c#rreas( "#s tirantes( "#s c#ntra*ient#s( "as araduras( "a i"uinaci/n( "as tuber1as &ara c#ne8i#nes e"éctricas( cana"etas &ara desa-e( etc. Para estiar "a a-nitud de "a car-a uerta es necesari# 'acer un estudi# de "#s ateria"es ) de "as diensi#nes +ue c#n%#ran "a estructura2 de este #d#( &ara una cubierta et!"ica "a car-a uerta &#r e" &es# de "a te$a *ariar! si esta es &"!stica( de %ibr#ceent# # de cua"+uier #tr# ateria"( tabién "# 'ar! se-9n su !rea ) su es&es#r. Para "#s c!"cu"#s de &es# &r#&i# de araduras( de c#rreas( de tirantes ) de c#ntra*ient#s( es necesari# tener en cuenta e" ti&# de acer# u #tr# ateria" c#n su res&ecti*a densidad( e" !rea de "a secci/n trans*ersa" ) de!s diensi#nes +ue &eritan acercar e" c!"cu"# de "as car-as a un *a"#r rea" c#n e" #b$eti*# de "#-rar un dise0# satis%act#ri#. En "a tab"a . se dan a"-un#s *a"#res 1ni#s de densidades &ara e" c!"cu"# de "a car-a uerta. Para e" us# de esta tab"a debe tenerse en cuenta +ue dentr# de" Sistea de Unidades Internaci#na" 6SI7( e" - 6i"#-ra#7 es una unidad de asa( &#r "# tant#( &ara ca"cu"ar "a car-a uerta debida a "#s e%ect#s -ra*itaci#na"es +ue act9an s#bre "a asa de "#s ateria"es( "a densidad &resentada en "a tab"a debe u"ti&"icarse &#r "a ace"eraci/n debida a "a -ra*edad 6- .K :s ;> :s 7 &ara #btener &es#s es&ec1%ic#s en N: 6NeFt#n &#r etr# c9bic#7.
...2 C"r#" viv"
La car-a *i*a es -ra*itaci#na" ) a di%erencia de "a car-a uerta( *ar1a es&acia"ente ) su a-nitud n# es c#nstante( ade!s es debida a" us#( #cu&aci/n # anteniient# de "a estructura. La N#ra ANCI esti&u"a *a"#res 1ni#s se-9n e" us# de "a estructura. Siend# de nuestr# interés una cubierta et!"ica( "#s *a"#res &#r car-a *i*a s#n "#s si-uientes3
... 0er$" !e vie&'o Ade!s de "a car-a uerta &#r &es# &r#&i#( &#r &es# de "a te$a ) de "a car-a *i*a &ara cubiertas( -enera"ente en C#"#bia "as cubiertas et!"icas se dise0an teniend# en cuenta "a %uer,a de *ient# ) su *ariaci/n se-9n "a ,#na -e#-r!%ica( "a a"tura s#bre e" ni*e" de" ar( etc. A c#ntinuaci/n se describe e" &r#cediient# &ara ca"cu"ar "a %uer,a de *ient# s#bre una cubierta et!"ica se-9n "a ANCI. Para "as de!s estructuras es necesari# acudir directaente a "a isa n#ra. Ta" c## "# enci#na "a n#ra( cuand# e8istan dat#s e8&erienta"es( #btenid#s en t9ne"es de *ient#( &ueden usarse en "u-ar de "#s es&eci%icad#s a c#ntinuaci/n( sie&re ) cuand# reciban "a a&r#baci/n de "a C#isi/n Ases#ra Peranente &ara e" Ré-ien de C#nstrucci#nes Sis# Resistentes. Entre "as -enera"idades res&ect# a "a %uer,a de *ient# es necesari# tener en cuenta +ue "as car-as &r#ducidas &#r e" *ient# deben a&"icarse en cua"+uier direcci/n( ) e" sistea estructura" de "a edi%icaci/n debe ser ca&a, de trans%erir a "a cientaci/n "as %uer,as &r#ducidas &#r e" *ient#. La n#ra ANCI c#nte&"a d#s ét#d#s &ara estab"ecer "a %uer,a de *ient#3 E" An!"isis si&"e ) e" An!"isis c#&"et#. Si a" e*a"uar "#s e%ect#s &r#ducid#s &#r "as %uer,as de *ient# c#n e" an!"isis si&"e se encuentra +ue ést#s n# s#n %undaenta"es en e" dise0#( se &uede ad#&tar e" An!"isis si&"e c## *!"id#2 &#r e" c#ntrari#( si "as %uer,as de *ient# en a"-9n sentid# resu"tan deterinantes( e" dise0# deber! re-irse &#r e" An!"isis c#&"et#.
Debid# a "a c#&"e$idad +ue c#n""e*a rea"i,ar un an!"isis c#&"et# &ara e" c!"cu"# de "a %uer,a de *ient# s#bre una cubierta et!"ica( a c#ntinuaci/n se e8&"ica e" an!"isis si&"e +ue c#nsiste en su&#ner +ue "as &resi#nes de *ient# se a&"ican uni%#reente a "as su&er%icies de bar"#*ent# de "a te$a ) +ue &ueden &r#ceder de cua"+uier direcci/n. La e8&resi/n &ara e" c!"cu"# de dic'as &resi#nes es "a si-uiente. Presi/n &r#ducida &#r e" *ient#3
En e" desarr#""# de "a ecuaci/n de "a &resi/n &r#ducida &#r e" *ient# 'a) +ue tener en cuenta "a tab"a =. Para e" c!"cu"# de" c#e%iciente de &resi/n 6C P7. Esta tab"a indica "#s *a"#res en "as direcci#nes de bar"#*ent# ) s#ta*ent# se-9n "a inc"inaci/n de "a cubierta en -rad#s. Tabién es necesari# tener en cuenta "as si-uientes c#nsideraci#nes3 Para &/rtic#s a d#s a-uas( a" c#nsiderar e" *ient# s#&"and# &ara"e"aente a "a cubrera3 CP Q>.@ Para "#s edi%ici#s c#n un# # !s "ad#s abiert#s se debe a0adir Q;.> a "#s *a"#res ne-ati*#s de C P +ue a&arecen en "a tab"a =
Para e" c!"cu"# de "a &resi/n din!ica de" *ient#( 'a) +ue tener en cuenta "a tab"a <. +ue indica "#s *a"#res de &resi/n din!ica &ara di%erentes a"turas de "a estructura ) *e"#cidades de *ient# se-9n "a "#ca"i,aci/n -e#-r!%ica.
Para 'a""ar e" c#e%iciente S < +ue c#nsidera "a *ariaci/n de "a densidad de" aire c#n res&ect# a "a a"tura s#bre e" ni*e" de" ar se a&"ica "a tab"a .
...7 Co,+i&"cio&es !e c"r#" En e" ét#d# de dise0# &#r %act#res de car-a ) resistencia 6LRHD7 es necesari# e*a"uar ciertas c#binaci#nes de car-a( teniend# en cuenta "a car-a uerta( "a car-a *i*a ) "a %uer,a de *ient# &ara e" dise0# de cubiertas et!"icas2 des&ués de e*a"uadas "as c#binaci#nes de car-a( e" dise0# se 'ace c#n a+ue""a +ue &r#du,ca "a a)#r s#"icitaci/n en e" e"eent# estructura" estudiad#( sin +ue necesariaente act9en t#das "as car-as en dic'a c#binaci/n.
A c#ntinuaci/n( se &resentan "as di%erentes c#binaci#nes de car-a +ue se usan &ara e" an!"isis de una cubierta et!"ica. ;. . =. <. .
;.< D ;. D >. Lr ;. D ;.@ Lr >.K ;. D >. Lr ;.= >. D ;.=
D/nde3 D3 Car-a uerta. #r 3 Car-a *i*a de "a cubierta. , 3 Huer,a de *ient#.
Teniend# en cuenta "a direcci/n de" *ient#3 ,b3 Huer,a de *ient# en "a direcci/n de bar"#*ent#. ,s3 Huer,a de *ient# en "a direcci/n de s#ta*ent#. ,p3 Huer,a de *ient# en "a direcci/n &ara"e"a a "a cubrera.
.7 DISE=O DE )IE)BROS ( TENSIÓN Cada c#&#nente estructura" se dise0a de #d# +ue su resistencia sea a)#r # i-ua" +ue "a resistencia re+uerida basada en "as car-as a)#radas n#ina"es. E" dise0# de" iebr# a tensi/n( se-9n e" ét#d# LRHD se 'ace teniend# en cuenta di%erentes estad#s "1ites( c#n e" %in de +ue cuand# e" iebr# # "a estructura esté s#&#rtand# t#das "as c#binaci#nes de car-as a)#radas ) a&r#&iadas se-9n su us#( n# se e8ceda nin-9n estad# "1ite a&"icab"e2 es &#r e""# +ue en e" dise0# de" iebr# a tensi/n se tienen en cuenta d#s &#sib"es %a""as2 "a &riera &#r %"uencia( +ue #curre en e"eent#s de !rea de secci/n bruta en "#s cua"es se busca &re*enir una %a""a debida a un a"ar-aient# e8cesi*# de" iebr# cuand# este se car-a a tensi/n( ientras +ue &ara e"eent#s # iebr#s de !rea de secci/n c#n a-u$er#s )a sean &#r t#rni""#s # reac'es( "a %a""a +ue se busca &re*enir es "a de %ractura en "a secci/n neta.
Las di%erentes %a""as en "a secci/n de" iebr#( debidas a cabi#s de !rea en "a secci/n trans*ersa" &#r 'uec#s # &er%#raci#nes( de&enden de" c#&#rtaient# de" acer# ante car-as a tensi/n. Pr#&iedades c## "a ducti"idad( +ue se de%ine c## "a ca&acidad de s#&#rtar -randes de%#raci#nes ante a"t#s es%uer,#s de tensi/n sin &r#ducirse "a %a""a( 'ace +ue "a res&uesta de" acer# *ar1e2 &ues una car-a( +ue en un iebr# de secci/n &er%#rada 'ace +ue este %a""ase &#r %ractura( &uede resu"tar 1nia &ara &"asti%icar "a secci/n trans*ersa" bruta de" is#.
.7.1 /re" &e'" @ An) En e" an!"isis a tensi/n resu"ta u) i&#rtante e" estudi# de "a secci/n trans*ersa" de un iebr# )a +ue su c#&#rtaient# *ar1a de acuerd# a cabi#s +ue est! &resente. La &resencia de un a-u$er# increenta "#s es%uer,#s en "a secci/n debid# a una reducci/n de !rea +ue &r#*#ca una c#ncentraci/n de es%uer,#s a tensi/n a "# "ar-# de" b#rde de" a-u$er#. E" c#nce&t# de !rea neta de "a secci/n trans*ersa" se re%iere a" !rea de secci/n trans*ersa" de un iebr# +ue se *e a%ectada &#r ranuras( 'uec#s( &er%#raci#nes( ) te/ricaente se de%ine c## e" !rea de secci/n bruta de" iebr# en#s e" !rea de "as ranuras ) a-u$er#s. Para e" cas# de &"atinas ) !n-u"#s e" !rea +ue se resta es rectan-u"ar ) e+ui*a"ente a" &r#duct# de" es&es#r de" iebr# &#r e" di!etr# de "a &er%#raci/n( dic'# di!etr# 6 ϕ7 es e" di!etr# n#ina" de" c#nect#r !s ;:K de &u"-ada 6di!etr# n#ina" de "a &er%#raci/n mm ( se-9n "a N#ra NSRQK( -er .abla 6+7. E" ;:K de &u"-ada &r#*iene de "a sua de d#s %act#res( e" &rier# de e""#s es( +ue &#r de%ect# a" #ent# de %abricar "a estructura de acer# "as &er%#raci#nes se 'acen c#n un di!etr# de ;:;@5 a)#r a" +ue c#rres&#nde e" di!etr# n#ina" ) e" se-und#( &#r e%ect# de" &un,#nad# +ue da0a "a estructura de eta" circundante ;:;@5.
E" e%ect# de tener a-u$er#s a"ternad#s # n#( es deterinante &ara e" c!"cu"# de !reas netas 6 Figura 8+b) 7 )a +ue "a %a""a en e" iebr# se &#dr1a &resentar en di%erentes &"an#s( teniend# en cuenta e" es&aciaient# entre a-u$er#s )a sea &ara"e"# 6c#n#cid# c## e" &as#76s7 # trans*ersa" 6c#n#cid# c## e" -rai"76 g 7 "a direcci/n de "a car-a. En est#s cas#s e" !rea neta se ca"cu"a de "a isa anera ) suand# &#r cada 2
-rai" "a cantidad
S 4g
. E" !rea cr1tica neta de" iebr# se #btiene
%ina"ente de "a cadena +ue &resenta "a en#r !rea neta.
0i#r" . ;l"&os posi+les !e 3"ll" p"r" &" pl"c"
Cálclo !e /re" &e'"
Teniend# en cuenta "a %i-ura K. "#s &"an#s de %a""a &ara esa &"atina s#n = ) est!n identi%icad#s c#n "1nea &unteada 6A( CDE( CDHG72 "#s c!"cu"#s c#rres&#ndientes &ara deterinar e" !rea neta de "a secci/n se uestran a c#ntinuaci/n.
E" &r#ces# es de una %#ra sii"ar &ara di%erentes secci#nes de &er%i"es( teniend# en cuenta "as *ariaci#nes en "#s es&es#res ) en e" !rea bruta de "a secci/n.
.7.2 /re" &e'" e3ec'iv" @ Ae) E" !rea neta e%ecti*a es( te/ricaente( e" !rea a tra*és de "a cua" "a %uer,a se transite directaente de un e"eent# a #tr# ediante una c#ne8i/n( )a sea &#r &ern#s # &#r s#"dadura. Debid# a +ue "#s es%uer,#s n# sie&re se transiten de una anera c#nstante a "# "ar-# de una c#ne8i/n( es decir( cuand# "a transisi/n de "a %uer,a n# se 'ace de una %#ra uni%#re a tra*és de "a secci/n trans*ersa" de un iebr#( e8iste una re-i/n de transici/n en "a cua" e" es%uer,# antes de ser uni%#re en "a t#ta"idad de "a secci/n de" iebr#( es *ariante ) *a 'aciénd#se c#nstante 'asta dic'a ,#na. Esta transici/n de" es%uer,# c#rtante se c#n#ce c## retras# de" c#rtante. Para e%ect#s de c!"cu"# de" !rea neta e%ecti*a( "a distribuci/n n# uni%#re de" es%uer,# s#bre e" iebr# es tenida en cuenta &#r un %act#r de reducci/n 4U5(
e" cua" se a&"ica teniend# e" criteri# de" ti&# de c#ne8i/n( si es at#rni""ada # &#r s#"dadura2 &ara e""#( "a n#ra ANCI esti&u"a a"-un#s criteri#s.
Cálclo !e /re" &e'" e3ec'iv" L#s c!"cu"#s de !rea neta e%ecti*a &ara iebr#s a tensi/n se rea"i,an ediante a"-unas es&eci%icaci#nes se-9n "a ANCI3 ;. Cuand# "a car-a se transite directaente a t#d#s ) cada un# de "#s e"eent#s trans*ersa"es &#r edi# de &ern#s # s#"daduras3 Ae/An
. Cuand# "a car-a se transite &#r &ern#s a tra*és de a"-un#s &er# n# t#d#s "#s e"eent#s de "a secci/n trans*ersa" de" &er%i"( e" !rea neta e%ecti*a se ca"cu"a3 AeUAn D/nde3 An3 Área neta de" &er%i". 0 3 C#e%iciente de reducci/n.
=. Cuand# "a car-a se transite &#r s#"daduras a tra*és de a"-un#s &er# n# t#d#s "#s e"eent#s de "a secci/n trans*ersa" de" &er%i"( e" !rea neta e%ecti*a se ca"cu"a3 Ae/A0
Teniend# en cuenta "# si-uiente3 a. Cuand# "a car-a a tensi/n se transite 9nicaente ediante s#"daduras #n-itudina"es a cua"+uier iebr# +ue n# sea una &"atina # ediante "a c#binaci/n de s#"daduras "#n-itudina"es # trans*ersa"es3 A/Ag 3 Área t#ta" de" iebr#
b. Cuand# "a car-a a tensi/n se transite 9nicaente ediante s#"daduras trans*ersa"es3 A3 Área de "#s e"eent#s c#nectad#s directaente.
0/;.>
c. Cuand# "a car-a a tensi/n se transite a una &"atina &#r edi# de s#"daduras "#n-itudina"es # a "# "ar-# de ab#s b#rdes en "#s e8tre#s de "a isa( "a "#n-itud de "a s#"dadura n# debe ser in%eri#r a" anc'# de "a &"atina )3
Cálclo !el +loe !e cor'"&'e L#s c!"cu"#s de resistencia &#r b"#+ue de c#rtante &ara iebr#s a tensi/n se rea"i,an ediante es&eci%icaci#nes se-9n "a ANCI3
.7.8 Selecci4& !e +"rr"s La se"ecci/n de barras # *ari""as &ara s#&#rtar car-as a tensi/n es u) "iitada debid# a su &#ca !rea de secci/n trans*ersa" +ue 'ace +ue "a ri-ide, de est#s e"eent#s sea u) &e+ue0a2 sin ebar-#( e" us# de barras en e"eent#s de
tirante ) de c#ntra*ient# c## s#&#rte entre araduras ) entre c#rreas( es un cas# bastante c#9n en e" dise0# ) an!"isis de cubiertas et!"icas. L#s c#ntra*ient#s s#n e"eent#s +ue e*itan +ue "a acci/n de" *ient# "e*ante "a te$a( ) $unt# a "#s tirantes( cu)a %unci/n es e*itar e" &ande# de c#rreas +ue es c#9n en est#s e"eent#s( c#n%#ran e" sistea de arr#straient# de una cubierta et!"ica.
.7.< Co&eio&es Para araduras et!"icas e8isten d#s ti&#s de c#ne8i#nes( at#rni""adas # &ernadas ) &#r s#"dadura.
.7.<.1 Co&eio&es "'or&ill"!"s o per&"!"s La c#ne8i/n &#r t#rni""#s # &ern#s #%rece entre sus *enta$as i&#rtantes +ue n# re+uiere de una an# de #bra es&ecia"i,ada ) ade!s +ue es un &r#ces# r!&id#. Si "# c#&ara#s c#n "as c#ne8i#nes &#r s#"dadura( &uede resu"tar una c#ne8i/n ec#n/ica en &a1ses d#nde "a an# de #bra ten-a un c#st# si-ni%icati*# ) e"e*ad# en "a c#nstrucci/n de un dise0#( teniend# en cuenta +ue &ara c#ne8i#nes &#r s#"dadura ) tabién &ara c#ne8i#nes c#n reac'es( e" c#st# &#r an# de #bra ) &#r e+ui&# &ueden resu"tar a)#res.
.7.<.1.1 Cl"ses !e 'or&illos En c#ne8i#nes de iebr#s de acer# e8isten d#s ti&#s de t#rni""#s a usar( "#s t#rni""#s #rdinari#s ) "#s t#rni""#s de a"ta resistencia. L#s t#rni""#s c#9nente c#n#cid#s c## #rdinari#s s#n %abricad#s c#n acer# a" carb#n#2 este ti&# de acer# tiene c## &rinci&a"es e"eent#s e" carb#n# ) e" an-anes# en cantidades deterinantes( ) e" si"ici# ) e" c#bre en &e+ue0as cantidades2 s#n acer#s u) &arecid#s a" A=@ en cuant# a sus caracter1sticas de es%uer,# ) de%#raci/n( ) s#n desi-nad#s se-9n "a ASTM c## t#rni""#s A=>J. Su resistencia de dise0# es en#r +ue "a de "#s reac'es # t#rni""#s de a"ta resistencia ) se usan &rinci&a"ente en c#rreas( ri#stras( araduras &e+ue0as( en %in( en estructuras "i-eras +ue se encuentran su$etas a car-as est!ticas. L#s t#rni""#s de a"ta resistencia s#n %abricad#s a base de acer# a" carb#n# tratad# téricaente2 est#s se c#n#cen c## t#rni""#s A=( ientras +ue "#s A<> s#n de !s a"ta resistencia debid# a "a adici/n de a-entes a"eantes c## e" si"ici#( cr##( c#"ubi#( *anadi#( c#bre( entre #tr#s. Tienen resistencias a "a tensi/n de" d#b"e # 'asta !s( c#&arad#s c#n "#s t#rni""#s #rdinari#s. Las car-as ediante este ti&# de t#rni""#s se tras%ieren &rinci&a"ente &#r %ricci/n debid# a "#s a"t#s es%uer,#s de tensi/n +ue e" t#rni""# &uede s#&#rtar a" a&retarse ) su us# es !s -enera"( es decir( se usan en t#d# ti&# de estructuras c## edi%icaci#nes( &uentes( etc.
.7.<.1.2 Co&eio&es 'ipo 3ricci4& % 'ipo "pl"s'",ie&'o E" tensar c#&"etaente "#s t#rni""#s de a"ta resistencia es un %act#r deterinante en "a c#ne8i/n2 &ara e""# se usa e" ét#d# de -ir# de "a tuerca ) e" ét#d# de "a ""a*e ca"ibrada "#-rand# una a)#r resistencia a" des"i,aient# en "a su&er%icie de c#ntact# de "a c#ne8i/n( +ue es e+ui*a"ente a" &r#duct# de "a %uer,a a" a&retar ) e" c#e%iciente de %ricci/n. E" ti&# de c#ne8i/n *iene dad# &#r "a %uer,a c#rtante( si esta es en#r +ue "a resistencia &#r %ricci/n( "a c#ne8i/n es de ti&# %ricci/n( ) si &#r e" c#ntrari#( es a)#r( "a c#ne8i/n ser! de ti&# a&"astaient# )a +ue se &resenta un &e+ue0# des"i,aient# entre "#s iebr#s c#nectad#s +uedand# "#s t#rni""#s s#etid#s a c#rte ) des"i,aient#.
.7.<.1. Tipos !e 9&'"s "'or&ill"!"s @'r"&s,isi4& !e c"r#" co&c&'ric"A Las c#ne8i#nes at#rni""adas c#nstan de $untas a t#&e( $untas tras"a&adas ) tabién de a"-una c#binaci/n de estas. #a 1unta traslapada se %#ra cuand# se c#nectan d#s iebr#s directaente( es una c#ne8i/n +ue necesita &#r "# en#s d#s c#nect#res en cada una de "as "1neas &ara"e"as a "a "#n-itud de "#s iebr#s c#nectad#s( c#n e" %in de inii,ar una &#sib"e %a""a &#r %"e8i/n debida a una c#ndici/n de car-a n# siétrica. #a 1unta a tope se da cuand# se c#nectan tres iebr#s( en este cas# "#s t#rni""#s se *en s#etid#s a un de-#""aient# en "#s d#s &"an#s de c#ntact# entre "#s iebr#s( es decir( a un c#rtante d#b"e ) a&"astaient#. Este ti&# de $unta des&recia "a %"e8i/n +ue se &resenta en "as $untas tras"a&adas debid# a una c#ndici/n de car-a !s siétrica. En a"-un#s cas#s se usan $untas en "as cua"es se c#nectan tres # !s iebr#s( en est#s cas#s "#s t#rni""#s +uedan s#etid#s a c#rtante 9"ti&"e2 sin ebar-#( en "#s an!"isis &ara e" c!"cu"# de resistencia se c#nsidera +ue "as %a""as &#r c#rtante sean !8i# de" d#b"e. Para un adecuad# dise0# de "as $untas en una c#ne8i/n( 'a) +ue tener en cuenta "as &#sib"es %a""as +ue se &ueden &resentar en cada una de e""as3 •
•
•
Ha""a &#r c#rtante si&"e3 Se &resenta en $untas tras"a&adas &#r c#rte # de-#""aient# de" t#rni""# en e" &"an# &ara"e"# a "a acci/n de "a %uer,a. Ha""a &#r c#rtante d#b"e3 Se &resenta en $untas a t#&e en e" &"an# &ara"e"# a "a acci/n de "a %uer,a. Es c#9n tabién en ab#s ti&#s de $untas %a""as de "#s t#rni""#s # de "as &"acas &#r a&"astaient# entre ab#s( de-#""aient# de un# de "#s iebr#s ) tabién %a""as a tensi/n de una de "as &"acas a tra*és de "#s a-u$er#s de "#s t#rni""#s.
.7.<.1.7 Reisi'os !e sep"r"ci4& % !is'"&ci"s " +or!es C#n e" %in de &re*enir da0#s c## a-rietaient# de" eta" c#n e" &un,#nad# de "#s a-u$er#s ) des-arraient# de" iebr# debid# a "a cercan1a a" b#rde de "#s t#rni""#s( "a N#ra ANCI estab"ece ciertas distancias 1nias a" b#rde de est#s ) una se&araci/n 1nia entre e""#s2 as1 is#( estab"ece se&araci#nes ) distancias a" b#rde !8ias c#n e" %in de reducir "a &#sibi"idad de entrada de 'uedad. Separación mínima
Es "a distancia centr# a centr# &ara a-u$er#s de c#nect#res est!ndares( 2
a-randad#s # ranurad#s de
3
*eces e" di!etr# n#ina" de" c#nect#r( se
&re%iere una distancia de d =. Distancia mínima al borde
Es "a distancia de" centr# de un a-u$er# est!ndar a cua"+uier b#rde de" iebr# c#nectad#( ) se uestra en "a Tab"a J.
Distancia al borde y separación máxima
La distancia !8ia de" centr# de un a-u$er# a" b#rde !s &r/8i# ser! i-ua" ; *eces e" es&es#r de "a &arte c#nectada en c#nsideraci/n &er# n# a)#r a ;> mm( en cuand# a "a se&araci/n !8ia entre c#nect#res3@@ Q Q
< *eces e" es&es#r de "a &"aca !s de"-ada / =>> mm 6&ara e"eent#s &intad#s # sin &intar +ue n# estén s#etid#s a ata+ues de c#rr#si/n7. ;< *eces e" es&es#r de "a &"aca !s de"-ada / ;J mm 6&ara e"eent#s sin &intar s#etid#s a "a c#rr#si/n at#s%érica7.
.7.<.2 Co&eio&es por sol!"!r" Las c#ne8i#nes &#r s#"dadura &resentan una serie de *enta$as bastante i&#rtantes +ue s#n de -ran i&#rtancia ) +ue e" dise0ad#r debe tener en
cuenta &ara un criteri# de se"ecci/n de "a $unta. Una de e""as es e" a'#rr# si-ni%icati*# re&resentad# en e" &es# de" acer# de t#da una estructura( )a +ue "as c#ne8i#nes &#r s#"dadura e"iinan un -ran n9er# de &"acas de uni/n entre iebr#s ) cabe,as de t#rni""#s( 'aciend# &#sib"e un a'#rr# de 'asta un ; en &es# de acer#. Tabién es i&#rtante resa"tar +ue "a s#"dadura &erite c#rre-ir err#res de #nta$e c#n a)#r %aci"idad( +ue es una c#ne8i/n bastante r1-ida debid# a +ue n# usa &"acas de e&a"e sin# +ue( en "a a)#r1a de "#s cas#s "#s e"eent#s est!n s#"dad#s directaente un# a" #tr#2 ade!s( es un &r#ces# si"enci#s# +ue #casi#na tran+ui"idad en sect#res *ecin#s a "a c#nstrucci/n.
.7.<.2.1 Tipos !e sol!"!r" A" i-ua" +ue en "as $untas at#rni""adas( "as $untas &#r s#"dadura &resentan una c"asi%icaci/n se-9n e" ti&# de s#"dadura estructura"( &rinci&a"ente s#n3 soldadura de filete y soldadura de ranura. Tabién e8isten las soldaduras de tapón y de muesca& 2 aun+ue estas s#n u) &#c# c#unes en e" traba$# estructura"( se usan en situaci#nes &articu"ares2 &#r e$e&"#( cuand# n# e8iste una "#n-itud de" %i"ete de s#"dadura en iebr#s tras"a&ad#s # &ara c#nectar "as di%erentes &artes de un iebr#( teniend# en cuenta +ue n# s#n adecuadas &ara trasitir %uer,as de tensi/n &er&endicu"ares a "a su&er%icie de c#ntact#. La soldadura de filete es "a c#ne8i/n s#"dada !s usada en e" traba$#
estructura"( &rinci&a"ente en $untas tras"a&adas ) en $untas T( ade!s es una s#"dadura c#n resistencias a "a tensi/n ) a "a c#&resi/n a)#res +ue a" c#rte( &#r "# +ue se su&#ne +ue "a %a""a sie&re es &#r c#rtante ) en un &"an# a tra*és de "a -ar-anta de "a s#"dadura 6 Figura 3+7. Hi-ura ;>. S#"dadura de %i"ete
Su dise0# ) an!"isis se 'ace teniend# en cuenta una secci/n trans*ersa" de s#"dadura su&uesta( re&resentada &#r un tri!n-u"# rect!n-u"# c## "# uestra "a Hi-ura ;>.( d#nde w i es e" taa0# de un %i"ete de s#"dadura ) "a "#n-itud de un# de "#s d#s "ad#s de "a secci/n idea"i,ada( "a $a%* de "a s#"dadura es e" &unt# d#nde "as d#s caras de "#s iebr#s a s#"dar se intersecan ) "a -ar-anta es "a distancia &er&endicu"ar desde "a 'i&#tenusa de" tri!n-u"# a "a ra1,. Cuand# w i/ ( e" *a"#r de "a -ar-anta es >.J>J *eces e" taa0# de "a w s#"dadura ) su *a"#r *ar1a &ara s#"daduras de %i"ete de "ad#s desi-ua"es.
.8 DISE=O DE )IE)BROS ( CO);RESIÓN Entre "#s e"eent#s !s c#n#cid#s +ue se encuentran s#etid#s a c#&resi/n est!n "as c#"unas ) e" c#rd/n su&eri#r de "as araduras. Un e"eent# car-ad# a8ia"ente a c#&resi/n se debe dise0ar de acuerd# a "#s &#sib"es #d#s de %a""a( entre "#s +ue se encuentran e" pandeo local& el pandeo flector 2 el pandeo fle!o5torsor+ Su tendencia a" &ande# ser! a)#r a edida +ue se auenta "a "#n-itud c#nser*and# e" !rea trans*ersa"( disinu)end# as1 "a ca&acidad de car-a. La relacin de esbelte* es e" &ar!etr# c#9n c#n e" cua" se ide "a tendencia a" &ande#. Otr#s %act#res +ue a%ectan esta tendencia s#n "a e8centricidad de car-a( "#s es%uer,#s residua"es de %abricaci/n( e" ti&# de c#ne8i/n en "#s e8tre#s ) "as i&er%ecci#nes de" ateria"( entre "as !s i&#rtantes. L#s es%uer,#s residua"es de %abricaci/n s#n a+ue""#s &r#ducid#s &rinci&a"ente &#r "as si-uientes ra,#nes3 I.
II.
III.
En%riaient# desi-ua" en "#s &er%i"es des&ués de 'aber sid# "ainad#s en ca"iente. P#r e$e&"#( en "#s &er%i"es se en%r1a n &rier# "#s e8tre#s de "as a"etas ) e" centr# de" a"a( ientras +ue "as intersecci#nes entre e""#s "# 'acen des&ués. Las &artes +ue se en%r1an r!&idaente +uedan s#etidas a es%uer,#s residua"es de c#&resi/n 6debid# a +ue e" ateria" su%re en ese siti# un ac#rtaient#7( ientras +ue "as &artes +ue se en%r1an "entaente +uedan s#etidas a es%uer,#s residua"es de tensi/n. La a&"icaci/n de s#"dadura. Se 'a de#strad# +ue en "as cercan1as a "as &artes s#"dadas se &ueden &r#ducir es%uer,#s residua"es +ue se a&r#8ian a" es%uer,# de %"uencia. L#s es%uer,#s residua"es causad#s &#r e" s#"dad# entre &er%i"es &uede ser a)#r +ue "#s &r#ducid#s &#r e" en%riaient# desi-ua". Enc#r*aient# en %r1# de "#s e"eent#s c#n %ines estructura"es. E" c#be# es e" %"e8i#naient# de un e"eent# en cierta direcci/n &ara e$#rar su a&ariencia en e" #ent# de "a a&"icaci/n de "as car-as.
E" *a"#r de "#s es%uer,#s residua"es &uede ""e-ar a ser 'asta casi ;>> MPa. Est#s es%uer,#s &ueden &r#*#car una %"uencia &reatura en di%erentes &artes de "a secci/n de" e"eent# c#n""e*and# a una reducci/n de "a resistencia a" &ande#2 ent#nces( "a ri-ide, de" e"eent# a c#&resi/n se reducir! ) a'#ra ser! %unci/n de "a &arte de "a secci/n +ue a9n se c#&#rta e"!sticaente. Se &uede decir +ue un e"eent# a c#&resi/n c#n es%uer,#s residua"es se c#&#rta c## si tu*iera una en#r !rea trans*ersa". Para estiar "#s es%uer,#s residua"es en e" c!"cu"# de" &ande#( se uti"i,a e" /du"# tan-ente # un #ent# de inercia e%ecti*# I e c#rres&#ndiente a "a inercia de "a secci/n trans*ersa" +ue se c#&#rta e"!sticaente. L#s ensa)#s &ara e"eent#s a c#&resi/n c#n di%erentes re"aci#nes de esbe"te, 'an ""e*ad# a "as si-uientes c#nc"usi#nes -enera"es3 a. E" es%uer,# de %a""a en e"eent#s a c#&resi/n c#n re"aci/n de esbe"te, ba$a est! cercan# a" de %"uencia. b. En e"eent#s a c#&resi/n c#n re"aci/n de esbe"te, interedia es u) si-ni%icati*a "a &resencia de es%uer,#s residua"es. c. E" es%uer,# de %a""a en e"eent#s a c#&resi/n c#n re"aci/n de esbe"te, a"ta de&ende en -ran &arte de "as c#ndici#nes de a&#)#( ) su a-nitud es si-ni%icati*aente en#r +ue e" es%uer,# de %"uencia.
.8.1 Selecci4& !e per3iles E" criteri# -enera" &ara "a se"ecci/n de &er%i"es en e" dise0# de e"eent#s a c#&resi/n est! directaente re"aci#nad# c#n3 a. La %aci"idad de c#nstrucci/n de" c#n$unt# desead#( c## una c#"una %#rada &#r *ari#s &er%i"es. b. La %aci"idad de uni/n entre iebr#s( )a sea a tra*és de c#ne8i#nes at#rni""adas( &ernadas # s#"dadas. c. La ri-ide, de "#s iebr#s. d. La dis&#nibi"idad de secci#nes en e" ercad#. Debid# a "a a"ta re"aci/n de esbe"te, de "as barras( &"acas ) *ari""as( éstas n# s#n a&tas &ara e" dise0# a c#&resi/n de e"eent#s c## una c#"una # e" c#rd/n su&eri#r de una aradura. P#dr1an uti"i,arse si "a car-a de dise0# ) su re"aci/n de esbe"te, s#n ba$as. A"-un#s &er%i"es c#ercia"es ) sus a&"icaci#nes c#unes res&ect# a "a c#&resi/n s#n "as si-uientes3 I.
Para e" c#rd/n su&eri#r de una aradura de tec'# a"-unas *eces s#n usad#s3 a. Un &ar de !n-u"#s es&a"da c#n es&a"da si se *an a at#rni""ar2 una &"aca entre e""#s &uede ser necesaria &ara "a uni/n c#n "#s iebr#s de "a ce"#s1a.
b. Tés estructura"es c## ree&"a,# de !n-u"#s es&a"da c#n es&a"da si se &iensa en s#"dar"#s2 "#s iebr#s de "a ce"#s1a se s#"dar!n a" a"a de "a Te. II. Para e"eent#s a c#&resi/n en araduras "i-eras ) iebr#s de arr#straient# se &ueden usar !n-u"#s senci""#s. III. Para e" c#rd/n su&eri#r de araduras de &uentes s#n u) adecuadas "as secci#nes aradas %#radas &#r un &ar de cana"es c#n una cubre&"aca en "a &arte su&eri#r ) ce"#s1a en "a &arte in%eri#r. IB. Para c#"unas se &ueden usar3 a. Per%i"es ( "#s cua"es s#n "#s !s c#unes &ara c#"unas de edi%ici#s. En cas# de necesitarse a)#r resistencia &ara s#&#rtar "a car-a( &uede increentarse e" !rea de "a secci/n trans*ersa" c#n "a adici/n de &"acas a "as a"etas de" &er%i". b. Un &ar de cana"es en%rentad#s2 en ciertas #casi#nes &ueden estar es&a"da c#n es&a"da. c. Secci#nes aradas( c## < !n-u"#s de "ad#s i-ua"es +ue resu"tan en una secci/n trans*ersa" 4en ca$a5. d. Per%i"es tubu"ares circu"ares( cuadrad#s # rectan-u"ares. B. Para t#rres ) &escantes de -r9as es c#9n e" us# de secci#nes aradas &#r < !n-u"#s de "ad#s i-ua"es.
.8.2 *o&#i'! e3ec'iv" E" &rinci&i# ) e" %ina" de" &ande# de un e"eent# a c#&resi/n est!n arcad#s te/ricaente en d#s secci#nes trans*ersa"es +ue &eranecen en "a isa &#sici/n +ue ten1an antes de &r#ducirse e" &ande# 6 Figura 33+ a+7. Estas secci#nes # &unt#s te/ric#s d#nde e&ie,a ) %ina"i,a e" &ande# est!n directaente re"aci#nad#s c#n "a restricci/n de "#s e8tre#s de" e"eent#2 si un e8tre# de" e"eent# a c#&resi/n est! e&#trad# ) e" #tr# e8tre# est! a" b#rde "ibre( s#"aente se *er! %1sicaente una de esas secci#nes. La distancia "#n-itudina" a" e$e de" e"eent# entre estas secci#nes # &unt#s es c#n#cida c## longitud efectia+ Técnicaente se &#dr1a decir +ue "a longitud efectia es "a distancia entre &unt#s de #ent# nu"# en e" e"eent#( es decir( "a distancia entre "#s &unt#s de in%"e8i/n. Mate!ticaente "a longitud efectia se den#ta de "a si-uiente anera3 #e/7#
D/nde3 #e3 L#n-itud e%ecti*a. 7 3 Hact#r de "#n-itud e%ecti*a2 su a-nitud de&ende de "a restricci/n r#taci#na"
tras"aci#na" de "#s e8tre#s de" e"eent# ) de "a resistencia a" #*iient# "atera" de" is#. #3L#n-itud de" e"eent# a c#&resi/n
0I>UR( 11 *ON>ITUD E0ECTIV(
E" c#nce&t# de "#n-itud e%ecti*a busca ree&"a,ar un e"eent# a c#&resi/n c#n cua"+uier c#ndici/n en sus e8tre#s( &#r un e"eent# e+ui*a"ente c#n sus e8tre#s articu"ad#s( ) +ue &#sean ab#s e"eent#s e" is# es%uer,# cr1tic# # es%uer,# +ue &r#duce e" &ande# en e""#s( c## se uestra en "a %i-ura ;;. Est# es debid# a +ue se su&#ne +ue e" &ande# en un e"eent# articu"ad# en sus e8tre#s( e&ie,a ) %ina"i,a en sus is#s e8tre#s( as1( "a "#n-itud e%ecti*a6#e) ser1a i-ua" a "a "#n-itud rea" de" e"eent# 6 #)( deduciénd#se tabién +ue e" *a"#r de 7 ser1a i-ua" a "a unidad &ara este ti&# de c#ndici/n de e8tre#s 6ab#s articu"ad#s7( c#nser*and# e" is# es%uer,# cr1tic#. Ent#nces( a" rea"i,ar e" ree&"a,# de cua"+uier e"eent# a c#&resi/n( e" nue*# e"eent# deber! tener una "#n-itud i-ua" a "a "#n-itud e%ecti*a ) e8tre#s articu"ad#s( resistiend# e" is# es%uer,# cr1tic# 6 Figura 33 b+7. La %i-ura ;. uestra e"eent#s a c#&resi/n c#n di%erentes c#ndici#nes de restricci/n en sus e8tre#s ) e" &ande# te/ric# 6a tra*és de "1neas &unteadas7( &ara as1 &#der estab"ecer e" *a"#r de 7 &ara cada cas#.
0i#r" 12. ;"&!eo p"r" !i3ere&'es co&!icio&es !e e're,o
*" 3i#r" 12. "%!" " eplic"r l" '"+l" . e 5"ce re3ere&ci" " los v"lores !e K p"r" !i3ere&'es 'ipos !e co&!ici4& !e e're,os.
.8. 04r,l" !e Eler
Debid# a +ue "#s e"eent#s a c#&resi/n +ue tienen a)#r restricci/n en sus e8tre#s tienen una "#n-itud e%ecti*a en#r( s#&#rtan car-as a)#res antes de &andearse +ue a+ue""#s e"eent#s c#n &#ca restricci/n2 est# se debe a +ue e" es%uer,# ba$# e" cua" una c#"una se &andea *a disinu)end# en cuant# su "#n-itud *a auentand#( 'asta e" &unt# en +ue e" es%uer,# de &ande# ser! e"!stic# reduciénd#se a" "1ite &r#&#rci#na" de" acer#. La car-a de &ande# e"!stic# de una c#"una se ca"cu"a &#r "a ecuaci/n de Eu"er3 La car-a de &ande# e"!stic# de una c#"una se ca"cu"a &#r "a ecuaci/n de Eu"er3 2
P=
π EI L
2
Para #btener e" es%uer,# de &ande# de Eu"er se debe tener en cuenta3 r=
√
I A
Des&e$and#(
'/Ar Y ree&"a,and# en "a %/ru"a de Eu"er se #btiene e" es%uer,# de &ande# de Eu"er3 2
P π E F E= = 2 A L
( ) r
Para e%ect#s de c!"cu"# ) dise0# de c#"unas( en "a ecuaci/n de eu"er e" &ar!etr# # es "a "#n-itud e%ecti*a de "a c#"una( es decir( "a distancia entre &unt#s de in%"e8i/n de "a e"!stica.
.8.7 ;"rá,e'ro !e es+el'e$ % rel"cio&es !e es+el'e$ ,ái,"s Las c#"unas se c"asi%ican c## c#"unas "ar-as( c#rtas e interedias. Dic'a c"asi%icaci/n &erite identi%icar "a res&uesta a" es%uer,# de &ande# en una c#"una ) &redecir si su %a""a es e"!stica # ine"!stica. Para +ue una c#"una se &andee e"!sticaente debe ser "ar-a ) esbe"ta( "a %/ru"a de Eu"er se a&"ica &ara este ti&# de c#"unas. En "as c#"unas u) c#rtas n# e8iste &ande# debid# a +ue "a %a""a es &#r %"uencia( ientras +ue "as c#"unas interedias se c#&#rtan ine"!sticaente debid# a +ue a"-unas de
sus %ibras a"can,an "a %"uencia ) #tras n#( &resent!nd#se d#s ti&#s de %a""a3 &#r %"uencia ) &#r &ande# res&ecti*aente
0i#r" 1. I&3le&ci" !e l" es+el'e$
Para iebr#s a c#&resi/n( "as re"aci#nes de esbe"te, 6 7#9r) usadas &ara e" c!"cu"# de" &ar!etr# de esbe"te,( en nin-9n cas# deben ser a )#res +ue >>.
.8.< Resis'e&ci" !e !iseño " l" co,presi4& por p"&!eo 3lec'or E" &ande# %"ect#r tabién se c#n#ce c#n e" n#bre de &ande# de Eu"er ) est! -#bernad# en &#cas &a"abras &#r "a esbe"te, de" iebr#. Para deterinar "a resistencia de dise0# a "a c#&resi/n &#r &ande# %"ect#r de un iebr# es necesari# ca"cu"ar e" es%uer,# cr1tic# +ue resiste e" !rea de su secci/n
trans*ersa" ediante "as si-uientes ecuaci#nes( +ue se a&"ican &ara iebr#s cu)#s e"eent#s tienen re"aci#nes de anc'#Qes&es#r in%eri#res a c #stradas en "a tab"a . Resistencia de dise0#3
PUϕPn D/nde3 Pu: Car-a 9"tia a c#&resi/n &#r &ande# %"ect#r. Pn: Resistencia n#ina" de dise0# a c#&resi/n &#r &ande# %"ect#r.
>.K Resistencia n#ina" a c#&resi/n &#r &ande# %"ect#r3
PnHCr 8 AD/nde3 Ag 3 Área bruta de "a secci/n trans*ersa" de" e"eent#. Fcr 3 Es%uer,# cr1tic# &r#edi# +ue resiste "a secci/n trans*ersa".
E" c!"cu"# de" es%uer,# cr1tic# &r#edi# se 'ace de&endiend# si e" &ande# es e"!stic# # ine"!stic# ) &ara ab#s cas#s "a in%"uencia de "a esbe"te, es un %act#r deterinante 6Figura 3;+7. A c#ntinuaci/n se uestra e" c!"cu"# de" es%uer,# cr1tic# &r#edi# &ara "as d#s situaci#nes3
7 C(*CU*O DE* ;ROB*E)( ;*(NTE(DO
E* )FTODO DE C/*CU*O Desarr#""ar un ét#d# de c!"cu"#( in*#"ucra "a rece&ci/n de antecedentes &re*i#s a" dise0#( en %unci/n a "a natura"e,a de "a insta"aci/n( es&aci#s re+uerid#s( situaci/n -e#-r!%ica ) c"iat#"/-ica. Est#s antecedentes deber!n &araetri,arse en *ariab"es +ue inter&reten cuantitatiamente "as necesidades de "a na*e industria".
Di,e&sio&es Las diensi#nes de" -a"&/n 6Hi-. @7 sur-en c## res&uesta a "as necesidades de es&aci#:*#"uen de "a na*e2 ésta +uedar! c#&"etaente de%inida en %unci/n de "as si-uientes a-nitudes3
"A (&c5o o *$ @*A6 A&"itud necesaria( ca&a, de cubrir e" anc'# !8i# &resu&uestad# en e" dise0#. L => etr#s
+A (l'r" G'il @HA6 Tabién ""aada a"tura de c#"una( e+ui*a"e a "a a"tura dis&#nib"e &ara "a insta"aci/n de e+ui&#s( acces#ri#s a" -a"&/n # "a a"tura necesaria &ara e" &as# de *e'1cu"#s( si %uera necesari#. ; etr#s
cA ;e&!ie&'e @VA6 An-u"# de "a *ertiente c#n res&ect# a "a '#ri,#nta" +ue &asa &#r "#s e8tre#s de "as c#"unas. Deber! re&resentar "a inc"inaci/n necesaria +ue i&ida e" e%ect# &"en# de" *ient# s#bre "as *ertientes( e*acue c#n*enienteente "as a-uas ""u*ias ) des"ice "a nie*e acuu"ada en e" tec'#. V ;KW
!A *o&#i'! @A6 E8tensi/n( ca&a, de cubrir "a "#n-itud !8ia &resu&uestada en e" dise0#. X< etr#s Las diensi#nes restantes( +uedar!n de%inidas ediante "as re"aci#nes si-uientes3
eA *o&#i'! !e l" ver'ie&'e @A3
Q=
30
( )
2 x cos 18
=15.77 metros
3A (l'r" !e Tec5o @0A6
( )
F = 15.77 x sen 18
=
4.8 metros
#A Sep"r"ci4& e&'re )"rcos @SA6 La e8&eriencia en e" c!"cu"# de -a"&#nes de acer#( rec#ienda una se&araci/n entre arc#s +ue *ar1e entre cuatr# ) seis etr#s. P#r c#nsi-uiente( &ara un n9er# de arc#s 6N 7 deterinad#( debe cu&"irse "# si-uiente3
N)K 11 ,"rcos
(N/*ISIS DE 0UER(S ? C(R>(S C(R>( )UERT(6 ;eso !e l" es'rc'r"K ;eso !e c"l",i&" plás'ic"K ;K "b Pes# de "a i"uinaci/n ) c#ne8i#nes e"éctricas =. - 8 = ;> - >.<@= "b PD ;K=..<@= "b
;D K22 Ll+ C(R>(S DE NIEVE X#na c"i!tica de in*iern# <>>> de a"titud3 >(J "b:&ies C#e%iciente de %#ra Z( t#a e" *a"#r ; &#r ser e" !n-u"# de inc"inaci/n de "a cubierta en#r +ue =>?7. E" *a"#r tabu"ad# de esta car-a es e" *a"#r caracter1stic# en &r#)ecci/n '#ri,#nta"( &ara c#nsiderar "a inc"inaci/n se u"ti&"ica &#r e" c#sen# de" !n-u"# de &endiente( #bteniénd#se c## resu"tad# %ina" "as si-uientes car-as &ara esta 'i&/tesis3 >(J 8 c#s 6;KW7 >(@@J b":&ie D/nde3 ;@.< &ies Ba"#r de "a car-a &#r &ie "inea" a intr#ducir3 >(@@J 8 ;@.<
;NK1M. Ll+ C(R>(S VIV(S
ENTONCES6 PL >.> 8 ;>..< b"
;*K8.78 L+l C(R>( DE VIENTO6 COE0ICIENTE DE E;OSICIÓN DE ;RESIÓN DE VE*OCID(D TI;O ES;ECI0IC(CIÓN ( SELBA( 6ALREDEDOR PROTEGIDO POR CONTRACCIONES7 B SU URANA CAMPO PLANO( AIERTO Y PASTIXALES C D ÁREAS COSTANERAS ( PLANOS SIN CONSTRUCCIÓN E& &es'ros c"so ele#ire,os 'ipo B @s+ r+"&"sA UBIC(CIÓN >EO>R/0IC( Debid# a "a ubicaci/n -e#-r!%ica de "a ciudad de &#t#s1 ) &#r+ue est! ubicada a una a"tura de !s de <>>> sn( se asuir! en e" &e#r de "#s cas#s una *e"#cidad b!sica de" *ient# de ;>> :'.
E"e-ire#s "a #&ci/n 6a7 t#d#s "#s cas#s e8ce&t# "#s dad#s en 6b7 ) 6c7.
Coe3icie&'e !e r#osi!"! !el 'erre&o: !el '","ño !el e!i3icio % !e "l'r" so+re el 'erre&o S 2 6tab"a .@.Q7 C## n# tene#s "a a"tura en "a tab"a inter&#"are#s entre ; ) > en "a c"a*e de ru-#sidad <. D/nde3
S2K
M.18 Coe3icie&'e e 'ie&e e& ce&'" el #r"!o !e se#ri!"! % !e vi!" G'il !e l" es'rc'r" S De&ende de" -ru&# de us# 6tab"a .@..@7
Esc#-ere#s "a &riera #&ci/n
;resi4& !i&á,ic" !el vie&'o @A
C## n# tene#s "a a"tura de <>>> etr#s de a"tura inter&#"are#s S <
<>>> de a"tura S< >.@;
;RESIÓN DE *( VE*OCID(D DE* VIENTO R(N>O DE (*TUR( +>.>>>@ 8 S< 8 * >.>>>@ 8 >.@; 8 ;>> ;.@;@ "b:&ie
2K1.8<1< Pl+Qpie2 COE0ICIENTE DE ;RESIÓN ETERN( Si,pli3ic"ci4& p"r" c+ier'"s s"r Cp
Coe3icie&'e !e presi4& Cp p"r" c+ier'"s
D/nde3 V;KW G"#ba" >. # ;. ;. # ;.< C;
A;
C;
C
A
C
<(<;
Vient <(<;
C; 1.8
1.1
1.8
J(=I
@(
-1.2
MURO A ARLOBENTO
C;K M. MURO A SOTABENTO L 30 = = 0.66 ≤ 1 B 45
ENTONCES3
C;K-M.8 ;RESIÓN INTERN( Para t#d# Gc&i [ >. PiGc&i 8 + >. 8 ;.@;@ =.>< "b:&ie
;iK.M7 Pl+Qpie2
J(=I
J(=I
@(
<(<;
-1.2
-1.2
J(=I
<(<;
ENTONCES3 CARGA E\TERNO EN EL TECO TECO ;.JJ ;.J< &ie ;.@;@ "b:&ie 8 ;.J< &ieK>.K "b:&ies
KM. Ll+Qpies Tec5o e& +"rlove&'o e& C1 PK>.K 8 ;. ;;. "b 8 LN
Tec5o e& +"rlove&'o e& (1 PK>.K 8 ;.; KK.KK "b 8.8 LN
Tec5o e& so'"ve&'o e& C2 ? (2 PS K>.K 8 Q ;. Q@.@ "b Q 71. LN PF;;.KK.KKQ @.@;;=.;:;;;>.K "b
;K1M.2Ll+ )URO EN B(R*OVENTO PM K>.K 8 >.K @<.@< "b
)URO EN SOT(VENTO PMS 8 Q>. Q <>.< "b
DETER)IN(CIÓN DE *OS ;ER0I*ES
Pu
Pu
Pu
L
=(JL
=(JL
=(JL
=(JL
=(JL
=(JL
Obteniend# "as car-as de ser*ici# rea"i,a#s "#s c!"cu"#s sin t#ar en cuenta e" &es# &r#&i# de "a aradura. Pu Pu
SU)( DE *(S C(R>(S DE* TECHO ;D K22 Ll+ K .< LN ;*K8.78 L+l K 27 LN ;NK1M. Ll+ K 7.7 LN ;K1M.2 Ll+ K 78. LN
Pu ;. 8 ;.@ 8 .<>. 8 ;>.>.K 8 ;>.K
;K7. Pl+ =.J ;.=> &ie ;@.< &ie M A>
=(JL
=(JL
PU 8 6;.=<.@=@.<.@;.J=.K7QR 8K@.;> 12603.5
R
86.1
=
146.4 Klb .
16.4
Tan α α
49.2
;K.<=]W
Tan α
h 36.9
' ;.= &ies Mc> Ra 8 =@. a 8 ;.=Q Pu 8 ;.=Q Pu" 8 ;.= >>Q;>@J.@Q Pu" 8 ;.= Pu"=>.=< "b Ent#nces Pu" ^ 8 H) 8 A A-
390.34 Pul = =12 pul 2 Ө x Fy 0.9 x 36
N#s *a#s a tab"as e"e-i#s e" cana"
C ;\>
A-;<.J &u"
ANÁLISIS DE MIEMROS A COMPRESIÓN En "#s e"eent#s a c#&resi/n &uede &r#ducirse &ande#( &#r "# +ue en e" dise0# de est#s e"eent#s es i&#rtante.
04r,l"s Re"aci/n de Esbe"te,
K
Resistencia N#ina"
P u = φ t P n = φ c F cr A g H/ru"a Pande# ine"!stica
F cr
=
0.658
λ c
2
λ c ≤ 1.5
F y
H/ru"a Pande# e"!stic# F cr
0.877 = F y c λ
Ecuaci/n
2
λ c > 1.5
λ c
λ c
=
KL
Fy
r π
E
DONDE3
>.@ L ; =.=J &ie
;@ \ > A- ;<.J &u" d ;@.@ I8@ &u"-< I) =J. &u"-< r in;. &u"-
φ = 0.85
D/nde3 K x L = ϕ Fcr r min 0.65 x 39.37 1.56
=16.4
A "a tab"e =.=@ ϕ Fcr =30.19
Klb pul 2
P u = φ t P n = φ c F cr A g 390.34
=30.19 x Ag = Ag=
390.34 30.19
=13 pul 2
No sper" el áre" !el per3il seleccio&"!o: ele#ire,os el
1<8M
A- ;<.J &u"
RECALCULO CON EL PESO PROPIO DE LA ARMADURA CON EL PROGRAMA RAM ADBANCE. ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA CARGA MUERTA Y PROPIO PESO
;D K22 Ll+ K .< LN
C(R>( VIV( ;*K8.78 L+l K 27 LN
C(R>( DE VIENTO Tec5o e& +"rlove&'o e& C1 PK>.K 8 ;. ;;. "b 8 LN
Tec5o e& +"rlove&'o e& (1
PK>.K 8 ;.; KK.KK "b 8.8 LN
Tec5o e& so'"ve&'o e& C2 ? (2 PS K>.K 8 Q ;. Q@.@ "b Q 71. LN
(N/*ISIS DE *(S B(RR(S
E& es'e "p"r'"!o: se !e'"ll"rá el proceso e re"li$" el pro#r"," p"r" c"lcl"r el !i,e&sio&",ie&'o 4p'i,o !e l" es'rc'r" % l"s co,pro+"cio&es e e3ec'G".
El cálclo !e es3er$os % !espl"$",ie&'os e& los &!os se 5" re"li$"!o ,e!i"&'e & "&álisis ,"'rici"l !e l" es'rc'r": e& el e se 5" spes'o e l"s +"rr"s so& rec'"s: !e secci4& co&s'"&'e % se co,por'"& se#G& l" 'eor" elás'ic" !e pri,er or!e&. (N/*ISIS DE RESU*T(DOS >R(0IC( DE DE0OR)(CIÓN
GRAHICA DEL MOMENTO HLECTOR
GRAHICA ESHUERXO CORTANTE
GRAHICA DE HUERXAS A\IALES
GRAHICA DE LOS ESHUERXOS EN MIEMROS
DISE_O SATISHACTORIO
OPTIMIXANDO
;ER0I*ES INICI(*ES
;ER0I*ES O;TI)I(D(S
C#"una ;3 ;@\ >
C#"unas 3 =@\
Bi-a ;3 C ;8>
Bi-a ;3 C ;8>
Bi-a 3 C ;8>
Bi-a 3 C ;8>
Bi-a =3 C ;8>
Bi-a =3 C ;8>
Bi-a <3 C ;8>
Bi-a <3 C ;8>
Bi-a 3 C ;8>
Bi-a 3 C ;8>
CONC*USIONES La a&"icaci/n de s#"uci#nes c#&utaci#na"es a &r#b"eas in-enieri"es( c## e" c!"cu"# de -a"&#nes( resu"ta de -ran i&#rtancia &ara "#s in-enier#s ca"cu"istas( )a +ue se &ueden e%ectuar c!"cu"#s en un tie&# u) bre*e "# +ue de ser ca"cu"ad#s anua"ente resu"tar1a "ab#ri#s#. En "a e"ecci/n de "as diensi#nes de "#s &er%i"es &ara "#s distint#s e"eent#s de" -a"&/n( c## cerc'as( c#staneras ) c#"unas( e" &r#-raa da u) buen#s resu"tad#s( &ues c#n é"( se #btienen "#s &er%i"es !s "i*ian#s( ) &#r tant#( !s ec#n/ic#s. E" &r#-raa 'a sid# e$ecutad# &ara diensi#nes de -a"&#nes c#unes. Para diensi#nes a)#res( c#n*iene #du"ar e" dise0# en d#s # !s arc#s +ue abar+uen "a a&"itud de "u, deseada. Se de$a abierta "a &#sibi"idad de re&etir "#s c!"cu"#s tantas *eces c## sea necesari# &ara a&r#8iarse a "#s es%uer,#s adisib"es de "#s ateria"es. En ciert#s cas#s es &re%erib"e c#nsiderar as&ect#s estétic#s ) n# es necesari# +ue "as tensi#nes de traba$# ) des&"a,aient#s
(NEOS
CALCULO DE GALPONES
CALAMINA
