Proyecto-memoria Descriptiva Techo Estructural

MEMORIA DESCRIPTIVA (PROYECTO ELECTROMECANICO)

SERVICIO SOLICITADO

PROYECTO DE INGENIERÍA DE INGENIERÍA DE DETALLE PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCIÓN PARA CEMENTO SUR - JULIACA

ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON

YURA-CESUR CARACOTO JULIACA

ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA , TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON

DICIEMBRE 2012

INDICE INTRODUCCION

DESCRIPCION DE, PROYECTO

OBJETIVOS

CAPITULO I

Determinación de Cargas en la Estructura

CAPITULO II

Diseño de la Estructura

CAPITULO III

Selección de perfiles y accesorios de la Estructura

PLANOS

ANEXOS

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1. INTRODUCCION La realización del proyecto de diseño y construcción de estructuras metálicas, son muy detalladas, y se trabajan a través de normas. Las normas nos ayudaran a prevenir futuros problemas en la construcción, antes, durante y después. Antes de la construcción: 

Prevenir la utilización de equipos especiales para la construcción.

Durante la construcción: 

Equipos de seguridad



Detallado de colores de pintado de la estructura

Después de la construcción: 

Evitar el colapso de la estructura frente a desastres naturales, que a su vez nos permitirán 

Evitar pérdidas de vidas



Asegurar la continuidad de los servicios básicos



Minimizar los daños a la propiedad.

Las normas de seguridad, son dadas y actualizadas continuamente, es decir estas normas, no son para siempre. Un claro ejemplo de la actualización de las normas, es la actualización de las normas de construcción de edificios públicos y privados, estas normas son para prevenir el colapso precoz de las estructuras frente a incendios. Además para reproducir el proyecto de diseño, se aplicaron las softwares de elementos finitos, algor y autocad estos programas facilitaran los cálculos de comprobación.

Es así que de esta manera se reduce el tiempo de diseño y además podremos hacer la comprobación de resistencia de los materiales, de estructuras complicadas, estructuras con forma curva, y con detalles complicados de construcción. construcción.

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2. DESCRIPCIONDEL PROYECTO

El presente proyecto consta del diseño de de un techo estructural tipo galpón para ser utilizado como almacén de alimentos para el centro de distribución juliaca , ubicado en la carretera Cesur S/N, en el Distrito de Caracoto, provincia de San Roman, Departamento de Puno a con un área de proyección de 2228.016 m2 , el techo estará cubierta por paneles metálicos de tipo TR7 y la parte de la estructura metálica, conformada por vigas y columnas

2,1 UBICACIÓN DEL PROYECTO

CARRETERA CESUR S/N DISTRITO DE CARACOTO

El proyecto de diseño de una estructura metálica tipo galpón fue seleccionada, para un uso adecuado de conservación de alimentos y facilitar la distribución y montaje de equipos a ser instalados. Para desarrollar el proyecto se tomaron en cuenta las siguientes necesidades. 



Estética de la estructura, la estructura será de tipo galpón para darle un mejor uso de funcionamiento y seguridad , además dará una buena imagen por el mismo diseño realizado vista del exterior. Infiltración de luz, el techo tendrá entradas de luz por la cobertura que dejara pasar la luz solar, para tener buena iluminación durante la mañana.

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





El proyecto de diseño cuenta con las siguientes dimensiones de 66.31 metros de largo y 33.60 metros de ancho. La forma del techo esta formada por dos pendientes en forma de dos aguas a las que estas se unen la estructura galpón. La flecha del techo es de 16 metros de alto, desde donde comienza la estructura metálica (puntos de apoyo), Además la estructura cuenta con 13 marcos estructurales tipo tijeral montadas sobre el techo , que se encuentran separados por 5.53 y dos de ellos 5.48 metros, y se encuentran alineados y ubicados simétricamente, también contempla el techo con 1 larguero ubicado en la parte central del techo paralelamente sobre el techo, un sistema de arriostres como marcos dando rigidez en los lados laterales y además de las 26 columnas que soportan el techo.

La cobertura del techo es de tipo TR7, es un material altamente rígido y resistente, por eso que se ha, seleccionado para cubrir las necesidades del proyecto.

El proyecto estará unida por medio de soldadura y pasada por dos manos de pintura anticorrosiva como se detalla

A) SOLDADURA

El proyecto se regirán a las normas de soldadura que se da dentro de un proyecto estructural, por lo cual se recomienda utilizar el tipo de Electrodo especificado en los planos. Se usara electrodo E - 7018 para las placas de apoyo, armaduras. Para el resto se usara electrodo E - 6013 o E- 6011 que sarán destinados a los miembros secundarios.

B) PINTADO

Las vigas estructurales se cubrirán con dos manos de Pintura – Anticorrosiva de color Azul Metalico. Una vez instalado las estructuras, estas serán unidas por medio de soldadura con las demás Vigas estructurales y demás perfiles lo cual generara puntos soldados, que estos también después serán cubiertos por la misma Pintura Anticorrosiva por todo el techo estructural.

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3. OBJETIVOS

-

-

Procedimiento que lleva la determinación de la respuesta del sistema estructural ante la solicitación de las acciones externas que puedan incidir sobre dicho sistema. La respuesta de una estructura o de un elemento es su comportamiento bajo una acción determinada; está en función de sus propias características y puede expresarse en función de deformaciones, agrietamiento, vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc. Para obtener dicha respuesta requerimos considerar los siguientes aspectos:

Idealización de la estructura. Seleccionar un método analítico factible de ser analizado con los procedimientos de calculo disponible. La selección del modelo analítico de la estructura puede estar integrado de las siguientes partes: Estructuras Tijerales tub.cuadrad/ 5x4x1/8” Columnas W14X120 Arriostres laterales tub.cuadrad/2x1x1/8” Viga Central tub cudrad. /5x4x1/8” Vigas Laterales perfil C 3x4.1 Arriostres Lados Tipo L 2x2x3/8 Largueros centrales en techo tub.cuadrad/4x3x1/8 Vigas y columnas en frente tub.cuadrad/12x6x1/2” Tensores lados Tub/ 1x1” Largueros centrales bajo tijerales tub.cuadrad 4x3x1/8”

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CAPITULO I

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CAPITULO I

DETERMINACION DE CARGAS EN LA ESTRUCTURA

Exigencias: La estructura contará con estas exigencias.

a) Dimensiones

Largo : 66.31 m. Ancho : 33.60 m. Altura: 16 m.

b) Condiciones de la estructura

Ubicación

: Carretera CESUR, S/N Caracoto -Juliaca

Techo

: (gran onda) TR7

Viento Sismo

: SI : Si

Carga Puntual : Si

Calculo de la Todas las cargas en la estructura.

Forma del techo

Nota: Según la norma LRFD, el techo debe tener una inclinación para la caída de agua. Le daremos una inclinación de 10°

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Determinación de Planchas Para este proyecto se utilizara cubiertas de paneles metálicos de tipo T-R7 (ver anexo).

Cantidad de paneles

Área de un lado del techo

17.7 m X 66.31 m = 1173.68 m2

Área de todo el Techo

1173.68 X 2 = 2347.374 m2 10 % más del área por las juntas entre planchas y los bordes del techo

2347.374X 1.1 = 2582.11 m2

NUMERO DE PANELES TOTALES 2582.11 m2 /2.61 m2 = 989.31 paneles

989.31 PANELES

0.8 mm peso 7.94kg/m2

Peso Por Panel 7.94 kg/m2

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2582.11 m2 X 7.94 Kg/m2. = 20501.95 kg

Carga Por Techo Panel = 201055.45 N

DETERMINACIÓN DE CARGAS POR VIENTO

Velocidad de diseño:

Para nuestro caso que es la zona de Caracoto Juliaca ; según el Mapa Eólico del Perú, la velocidad del viento es de 130 km/hr generando ráfagas de viento mensuales

CÁLCULO DE CARGAS POR PRESIÓN O SUCCIÓN DEL VIENTO:

Superficies inclinadas a 15° o menos

Superficie de techo a Barlovento

+0,3 -0,7

-0,6

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C2= 0.3

Superficie de techo de Sotavento: C3=-0.7 – 0.6 = -0.1 q=0.005 V2 q=0.005 X 1302 = 84.5 kg/m2 P= C X q

P2= 0.3 X 84.5= 25.35 kg/m2 P3= -0.1 X 84.5 = -84.5kg/m2

Se utilizara Para distrito de Caracoto, consultando en el manual de edificaciones una carga por viento de 15 kg/m2que es el mínimo permitido.

2347.374 m2 x 15 kg/m2 = 35210.61 kg, 345416.08 N

DETERMINACIÓN DE CARGAS VIVAS

NTE 020 Estructuras Metálicas Lr 

“Para techos con inclinación mayor de 3°, con respecto a la horizontal se incrementara para

su efecto en carga viva un valor de :

100 kgf * m^2 X Area 100 x 2347.374 = 234734.4 Kgf = 2302773.8 N

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DETERMINACION DE CARGAS MUERTAS Se considerará el peso real de los materiales que conforman y de los que deberá soportar la edificación, calculados en base a los pesos unitarios.

Se ha tomado una longitud total sumando la distancia de marcos horizontales y verticales.

Estructura

Descicin de tipo de perfil

Carga (KG)

Carga(N)

1867.48 kg x13 unid=24277.24 972.6

238159.72

1

Tijeral 5x4x1/8”

2

Viga Central 5x4x1/8”

3

Largueros 4x3x1/8”

8841.3

86733.47

4

Tensores Techo 1x1”

112.5

1103.68

5

Arriostres Laterales 2x2x3/8

4745.5

46554.08

38949.25

382092.15

389.49

3820.9215

20494.949

201055.45

59833.6

586968.52

PESO TOTAL

Peso de la soldadura ( 0.1% de peso

9541.20

estructual) Peso de paneles

PESO TOAL DE CARGA MUERTA

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DETERMINACION DE CARGAS POR NIEVE

En este anexo se explicará detalladamente la obtención de forma analítica de las cargas de nieve para la hipótesis de nieve simétrica y las hipótesis de nieve asimétricas. Se expresa el valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse como:

 =  ∙  Siendo: μ el coeficiente de forma de la cubierta según las normas

sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal según las normas Se considera que la nave no está ni especialmente expuesta ni especialmente protegida de la nieve y que ésta puede resbalar libremente de la cubierta. el factor de forma tiene el valor de 1 para cubiertas con inclinación menor o igual que 30º y 0 para cubiertas con inclinación de mayor o igual que 60º Para el proyecto a realizar , se tomará μ = 1

Por otro lado, de sobrecargas puede obtenerse el valor característico de carga de nieve sobre un terreno horizontal, respecto a la zona Caracoto – Juliaca presenta una altido mayor a los 1.200 m, presentado una carga de 120 kg/m2 expresado en 1177.2 N/m2 SOBRECARGAS DE NIEVE 2

Altitud topogrï¿½fica h m. Sobrecarga de nieve Kg/m 0 a 200

40

201 a 400

50

601 a 800

60

800 a 1.000

80

1.001 a 1.200

100

> 1.200

120 h : 10

Este valor es la carga horizontal, ahora se multiplica por el coseno del ángulo de la inclinación del techo (cos 10° = 0.98). Carga de nieve sobre eltecho: 1177.2 N/m2 x 0.98 x 2347.374 m2 =270806.2 N

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DETERMINACION DE CARGAS POR SISMO

La fuerza ocasionada por un movimiento sísmico, esta especificada en la Norma Técnica E.030 (Diseño Sismo Resistente), la cual nos permite saber la fuerza que será ocasionada sobre la estructura.

Entonces procedemos a calcular la fuerza sísmica:

Arequipa pertenece a una zona 3:

=> Z=0.3

(Suelos Intermedios):

=>Tp(s)=0.6

(Edificaciones Esenciales):

=> U=1.5

(Pórticos Dúctiles):

=> R=9.5

S=1.2

Edificios Resistentes (Pórticos): pág.20 E.030 => CT=35

Entonces: Periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de un modo en el análisis dinámico

T

hn 

C T

   

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Amplificación Sísmica

 Tp    T 

C  2.5

 ) ( Fuerza cortante en la base

V 

ZUCS R

P

     V= 439077.16 N

Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura pág.21 E.030

Fa  0.07xTxV

Fa= 0.07 X 0.114 X439077.16 N Fa= 3503.84 N

Son 247 nudos

3503.84X 247

La fuerza sísmica en la base de la estructura es :

Fa = 865448.48 N

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TABLA RESUMEN DE LAS CARGAS

kgf

lbf

N

20501.95

45199.10

201055.45

59833.6

131633.92

586968.52

P viva de techo

234734.4

538415.68

2302773.8

P viento

35210.61

77463.342

345416.08

P Nieve

27605.12

60731.26

P sismo

88221.04

194086.28

P muerta de techo P

muerta

estructura

de

270806.2

865448.48

Fórmulas: Aplicando el método de LRFD 4.1) 1.4 D 4.2) 1.2 D +1.6 L + 0.5(Lr o S o R)

4.3) 1.2 D + 1.6 (Lr o S o R) + (0.5L o 0.8 W)

4.4) 1.2 D + 1.3 W + 0.5L + 0.5 (Lr o S o R)

4.5) 1.2 D +- 1.0 E +0.5 L + 0.2 S

4.6) 0.9 D +- (1.3 W o 1 E)

U= 1.2D + 1.6 Lr + 0.8 W

U =1.2 X80335.55 + 1.6 X 262339.52 + 0.8 X 35210.61

U = 544314.37kgf = 5339723.9 N

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CAPITULO II

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CAPITULO 2 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Como se vio en las primeras páginas el galpón será a 2 aguas Veamos algunas imágenes colocando las respectivas cargas distribuidas en ALGOR 20

()()()

   

X es la carga distribuida en el centro del galpón

     

(3/4) X es la carga en las zonas laterales del galpón

    

X/2 es la carga en cada esquina del galpón solo son 4 esquinas y en cada esquina

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Observamos que el sumatorio de todas las cargas aplicadas es igual a U= aprox



Por lo que la distribución de cargas es correcta U=5356615.874 N

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CAPITULO III

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CAPITULO 3 SELECCIÓN DE PERFILES Y ACCESORIOS DE LA ESTRUCTURA

Elementos vigas que descansan sobre las columnas Estos tijerales son tubo de acero cuadrado HSS 5X4X1/8” Los elementos arriostre laterales , son tubos cuadrados HSS de 2X1X1/8” Las columnas que son perfiles W 14X120

Todos los elementos usados en el galpón son acero A36 comercial, si surge algún problema con el diseño se optará por cambiarlo

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Cálculos de los perfiles de tubo cuadrado elementos: Análisis de Deformación de los Perfiles en Algor

Se observa la máxima deformación en los tiejerales que son tubos cuadrados estructurales HSS 5X4X1/8” Esta máxima deformación es de 0.00301881 m para un perfil aplicado en 33.60 metros entre sus respectivos apoyos, lo cual es aceptable según la norma técnica peruana. E.020 pág. 23

No hay problema con los arriostres laterales por marco que son tubos estructurales 2X1 X1/8”

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Selección Perfiles de los viga principal HSS 5X4X1/8

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Selección Perfiles para los largueros HSS 6X4X1/8

Diseño de las columnas del galpón apoyadas entre sí Inicialmente se tomó un perfil W 14X120 por motivos de geometría y espacio necesario para efectuar la soldadura en las articulaciones, veamos si el perfil cumple perfectamente sin inconvenientes:

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Según las cargas aplicadas a toda la estructura veamos la fuerza que está soportando cada columna.

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ANEXOS

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Proyecto-memoria Descriptiva Techo Estructural

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