Repblica Bolivariana de Venezuela

Universidad de Oriente

Ncleo Bolvar

Escuela Ciencias de la Tierra

Departamento de Ingeniera Civil

Catedra: Estructuras Metlicas II

Diseo de Galpones

Profesor:

Bachiller:

Ana Ron

Flores Manuela C.I: 21124.805

Snchez Victor C.I: 24.891.157

Ciudad Bolvar, 07 de Enero de 2015

Introduccin

Los galpones son construcciones relativamente grandes, las cuales puede serutilizada en diferentes situaciones, las cuales abarcan desde cuidado y orden de herramientas, criadero de animales hasta trabajosde rgimen industrial. Apesardequelosgalponessondeconstruccinydiseosencillo,estn diseados para soportar todo tipo de sobrecargas como cualquier construccin pesada, con esto nos referimos asismos, fuertes carga de vientos ynieve.

El empleo del acero en las estructuras industriales tiene una serie de ventajas sobre otros materiales que hace que las estructuras metlicas monopolicen la construccin de naves industriales.

Diseo de Galpones

Un galpn es un tipo de construccin de infraestructura simple que se usa comnmente como almacn, bodega, depsito, o como taller de trabajo. Puede tener una gran cantidad de usos.

Es una construccin muy popular desde hace muchos aos, debido a su estructura simple y su utilidad. Mayormente se ha utilizado para almacenar mercancas o maquinarias y suele ser edificacin rural con una nica puerta.

Entre los tipos degalpnse encuentran diferentes tipos de construcciones, las cuales dependern exclusivamente del uso o solicitaciones al cual ser sometido. Entre ellos se encuentran elgalpn de hormign, madera, tubest y reticulado. Cada uno de estos puede o no llevar accesorios adjuntos a la estructura con el fin de dar una mejor esttica y durabilidad a la obra.

Muy caracterstico es el color de estos cobertizos, que en su mayora son rojos con techos blancos. El color es posiblemente debido a que el xido frrico para hacer pintura roja era el producto ms barato. Otra posibilidad es que pintaban con el producto por su propiedad de preservar la estructura del granero. Hoy en da, elgalpnde granja se construye usando principalmente el metal.

Otro tipo degalpnmuy importante es el almacn, que es una gran edificacin para el almacenaje de productos. Pueden ser usados por fabricantes, importadores, exportadores, transportistas, comerciales y clientes. Este galpn se encuentra especialmente en las reas industriales de las ciudades y pueblos, por un asunto de costo y de espacio disponible en estas reas.

Las mercancas almacenadas pueden incluir cualquier materia prima, componentes y productos terminados relacionados con la agricultura, la industria manufacturera o el comercio.

A pesar de que elgalpnson de construccin y diseo sencillo, estn diseados para soportar todo tipo de sobrecargas como cualquier construccin pesada, como: sismos, fuertes carga de vientos, entre otras.

Para la construccin de un galpn se debenseguir varios pasos, primero se deber realizar la cimentacin, luego ver el tipo de material que se utilizar para la estructura, la cubierta y las paredes de ste, tomando en consideracin la utilidad que se ledar, y finalmente se evalan aquellos requerimientos para el mejor equipamiento del galpn, uno de los complementos que puede resultar ms importante es el de las instalaciones elctricas y de algn material o sistema que permita la impermeabilidad y el aislamiento trmico con el fin de hacer que interior de la construccin sea lo ms grato y cmodo posible.

Tipos de Galpones

Hormign

Madera

Tubest

Reticulado

Clasificacin de Galpones

Cubiertas

Una de sus partes ms importantes. Su misin, al igual que la de las paredes exteriores, es la de suministrar proteccin contra todos los agentes externos; por su exposicin directa a la intemperie necesita estar formada por materiales de gran resistencia a las variaciones trmicas y agentes hidrulicos de la atmsfera. Son tres los elementos principales de cualquier cubierta: el que soporta directamente la exposicin, el que sirve como barrera impermeable al agua y el que tiene la misin de dar proteccin trmica (eventualmente acstica). Si pudiramos encontrar un material capaz de dar satisfaccin total a esas condiciones, tendramos que exigirle todava que fuese de fcil colocacin y dentro de un costo compatible con la economa.

En razn de esta complejidad, la cubierta resulta conformada de tal manera que no puede, adems, ser resistente mecnicamente hablando; necesita siempre una estructura que la soporte, una losa de hormign, correas y cabriadas. Este sostn subyacente queda excluido de este capitulo, pues su estudio corresponde mejor al texto destinado al hormign armado, la madera y el fierro. De todos los agentes de la intemperie, el agua es el mas difcil de combatir, la funcin principal de la cubierta resulta ser, entonces, de rechazar el agua, sea de lluvia o de humedad ambiental. Para ello, el constructor, valindose de materiales de definida aptitud impermeable, aplica un principio que se basa en disponer las cosas de tal manera que el agua se aleje lo mas rpidamente posible. De aqu la pendiente ms o menos fuerte, pero siempre presente; es precisamente la pendiente la que nos permite establecer los tres grandes grupos en que se dividen las cubiertas son:

1. Aquellas de pendiente muy pequea, de superficie casi horizontal, ejecutadas generalmente sobre una superficie horizontal (por ej.: losa de hormign armado, cuyo tipo representativo es la azotea; reciben el nombre de cubiertas. planas, en donde esta palabra no esta usada en su sentido geomtrico estricto, sino en el sentido mas corriente de llano horizontal.

2. Aquellas de pendiente acentuada, a veces muy fuerte, ejecutadas sobre una base inclinada (estructura metlica o de madera, generalmente), cuyo tipo representativo es el techo de una o mas aguas; reciben el nombre de cubiertas en pendiente.

3. Aquellas de pendiente variable en el sentido vertical, Segn directrices curvas en una o mas direcciones; reciben el nombre de bvedas y cpulas.

La pendiente de un techo depende del material por usar y del modo como se lo coloca, Un material liviano, fuertemente afirmado sobre la infraestructura, puede admitir la pendiente mxima a (90) y el techo se convierte en una pared: tal el caso de las chapas onduladas de fibrocemento, hierro o aluminio, capaces de formar techo y paramentos. Un material muy liviano, dbilmente afirmado sobre su base, resulta peligroso bajo la accin de fuertes vientos. Es sabido que la accin del viento en Ias reas de sotavento provoca una succin y lo mismo ocurre, o puede ocurrir, en Ias de barlovento, de poca pendiente; si la cubierta es muy liviana, la contrapresin tendera a levantarla; este suele ser el punto dbil de los techos de chapas lisas y delgadas y de las Carpas y cubiertas colgantes.

Aumentando la pendiente, se aumenta tambin la superficie de los faldones y con ello la cantidad de piezas necesarias para cubrirlos. Hay, por ese motivo, un importante incremento en el peso del techo y como resultado un mayor costo de la infraestructura de sostn. De aqu que con aquellos elementos muy pesados, por ejemplo las tejas. Francesas, no puedan usarse con techos de fuerte pendiente.

Cubiertas con muchas juntas poco hermticas son muy peligrosas en lugares de temporales fuertes, porque el viento puede hacer que el agua suba en contrapendiente y filtre a travs de las juntas. En estos casos, ese fenmeno se evita con pendientes mas pronunciadas, con el calafateo de las juntas y con el aumento de la superposicin o solape de los elementos del techo. Todos los techos conocidos tienen una gran libertad de movimientos, provenientes de su propia elasticidad (fieltros y lminas metlicas) o de la gran cantidad de juntas (tejas). Pueden seguir dentro de lmites muy grandes los movimientos propios de la obra o los producidos por la temperatura.

Elementos de Cubiertas

Unin de cerchas: Es la unin de las cuerdas inferior y las superiores que dan lugar a los asientos para el apoyo.

Cuerdas superiores o pares: Es la parte que va sobre los conjuntos de elementos.

Cuerdas inferiores o tirantes: Es la parte que va bajo el conjunto de elementos.

Cumbrera: Es el nudo central que va en la parte superior de la cercha.

Goussett o cartela: Es la plancha de refuerzo y que es parte del ncleo que sirve para sacar diagonales o tirantes de unas cerchas.

Nudo: es la unin de perfiles que va sobre o entre una plancha apernada, remachada o soldada.

Costaneras o correas: son los travesaos que van sobre la cercha para sostener o apoyar la cubierta.

Cubierta: es la parte superior que cubre la estructura, y esta cubierta puede ser de pizarreo, zinc, plstico, etc.

Contraventacin: Son los tirantes de amarres 1que se colocan diagonalmente y longitudinalmente para fijar paredes de cerchas y tienen por objeto trabajar contra el viento para evitar las separaciones o movimientos de la estructura.

Arrostramientos: Es un elemento estructural que sirve para amarrar los pilares para que mantengan su forma vertical los cuales van unidos por perfiles diagonales en forma triangular.

Tipos de cubiertas para paredes y techos

Chapas y Planchas

1. Conformado: la produccin de planchas o chapas de acero para revestimientos exteriores se hace a partir de bobinas de lminas de acero que pueden ser recubiertas en zinc o aluminio-zinc, que son conformadas en frio.

2. Tipos: existe una gran variedad de chapas o planchas conformadas que combinan y optimizan bsicamente las siguientes variables: el ancho de la plancha conformada, el ancho til de la plancha (esto es deduciendo el traslape de ondas que se deben efectuar para asegurar la estanqueidad y revestimiento) y la resistencia que permite determinar el distanciamiento mnimo de los apoyos, para lo cual puede conjugarse aun el espesor de la chapa a conformar.

Tradicionalmente las planchas o chapas conformadas que fueron inicialmente desarrolladas fueron las planchas onduladas. Sin embargo, aun en esta variante, existen diferentes tipos de ondulados posibles.

3. Planchas conformadas en obras: en proyectos de grandes luces y/o muy bajas pendientes, la instalacin de planchas o chapas conformadas en frio de largo limitado suele no ser eficiente, especialmente porque los multiples traslapes longitudinales en bajas pendientes longitudinales en bajas pendientes son zonas de riesgo de infiltracin de agua.

Paneles Aislados

Se utilizan tanto para paredes como techos. Existen una gran variedad de paneles aislados que dependen y varan de acuerdo a:

Tipo de material aislante: existen soluciones que van desde polietileno expandido, poliuretano en varias formulaciones, lana de roca, etc. Muchas de estas soluciones se producen, a su vez, en diferentes densidades aparentes de los materiales aislantes.

Tipo de perfil (onda) de la plancha exterior: hay una gran variedad de perfiles posibles para resolver la plancha de acero conformada en frio que actuara como la cara exterior del panel.

Tipo de revestimiento interior: los paneles aislados se producen con una cara interior en chapa o plancha de acero.

Fijacin, tipo de unin y sello entre paneles: existen diversas soluciones de empalmes y sellos entre paneles contiguos.

Solicitaciones de diseo

CV (Acciones Variables): definidas en el Capitulo 5 de la Norma COVENIN-MINDUR 2002 Criterios y acciones mnimas para el proyecto de Edificaciones.

Las acciones variables son aquellas que actan sobre la edificacin con una magnitud variable en el tiempo y que se deben a su ocupacin y uso habitual, como las cargas de personas, objetos, vehculos, ascensores, maquinarias, gras mviles, sus efectos de impacto, as como las de acciones variables de temperatura y reolgicas, y los empujes de lquidos y tierras que tengan un carcter variable.

CP (Acciones Permanentes): definidas en el Captulo 4 de la Norma COVENIN-MINDUR 2002 Criterios y Acciones Mnimas para el Proyecto de Edificaciones.

Las acciones permanentes son las que actan continuamente sobre la edificacin y cuya magnitud puede considerarse invariable en el tiempo, como las cargas debidas al peso propio de los componentes estructurales y no estructurales: pavimentos, rellenos, paredes, tabiques, frisos, instalaciones fijas, etc. Igualmente, el empuje esttico de lquidos y tierras que tengan un carcter permanente, las deformaciones y los desplazamientos impuestos por el efecto de pretensin, los debidos a movimientos diferenciales permanentes de los apoyos, las acciones reolgicas y de temperatura permanentes, etc.

S (Acciones accidentales debidas al sismo): segn la Norma COVENIN-MINDUR 1756-98, Edificaciones Sismorresistentes.

Las acciones accidentales son las que en la vida til de la edificacin tienen una pequea probabilidad de ocurrencia solo durante lapsos breves de tiempo, como las acciones debidas al sismo, al viento, etc.

Requisitos Sismorresistentes

Para estructuras de concreto armado:

a) Las longitudes de desarrollo para anclaje y empalme de las barras con resaltos de refuerzo. Para barras lisas se duplicarn las longitudes exigidas en la Norma COVENIN-MINDUR 1753.

b) Las cuantas mnimas y mximas de refuerzo, para corte, flexin y flexocompresin.

c) Los dimetros mnimos y separaciones mximas de la armadura transversal para: resistir corte, arriostrar barras comprimidas y confinar el concreto.

d) Las limitaciones de los ensayos a traccin y de doblado en frio para las barras o mallas de refuerzo, establecido en las Normas COVENIN o COVENIN-MINDUR.

Para estructuras de acero:

a) Las mximas relaciones ancho/espesor de las alas o almas de los perfiles.

b) Las mximas relaciones de esbeltez en miembros comprimidos.

c) Las limitaciones de espesor y longitudes de soldaduras y las de espaciamientos de pernos, remaches y soldaduras.

d) Los rigidizadores de las columnas en las conexiones a momentos.

e) Los arrostramientos laterales de las vigas y cerchas.

Mtodo LRFD

El Mtodo de Diseo por Factores de Carga y Resistencia (LRDF) es un mtodo que se utiliza para el diseo de estructuras de acero, este nos permite hacer de una manera ms eficaz nuestros proyectos.

ElAcero estructurales uno de los materiales bsicos utilizados en laconstruccin de estructuras, tales como edificios industriales y comerciales, puentes y muelles. Se produce en una amplia gama de formas y grados, lo que permite una gran flexibilidad en su uso. Es relativamente barato de fabricar y es elmaterial ms fuertey ms verstil disponible para laindustria de la construccin.

Ventajas del Acero

Alta resistencia: a pesar de que el puente o edificio tenga grandes magnitudes el acero ser resistente.

Uniformidad: el acero no cambia sus propiedades con el paso del tiempo.

Elasticidad: las magnitudes del acero pueden ser calculadas con exactitud, a comparacin del concreto reforzado que es relativamente incierto.

Durabilidad: el acero con los cuidados necesarios durara indefinidamente.

Ductilidad: tiene la capacidad de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensin.

Desventajas del Acero

Costo de mantenimiento: es susceptible a la corrosin, por tanto debe pintarse peridicamente, lo cual implica un aumento de costos.

Susceptibilidad al pandeo: cuanto mas largo y esbelto sea el acero y se someta a presin, mayor es el peligro de pandeo.

Fractura frgil: al momento de estar construyendo el peligro de que las columnas de acero se quiebren es constante si no se realiza el trabajo con exactitud.

Este mtodo se basa en dos tipos de cargas

Cargas Muertas: ocupan una posicin permanente y son de magnitud constante, incluyen el peso propio de la estructura , el peso de componentes no estructurales como recubrimientos de pisos, los muros divisorios, plafones, instalaciones, equipos mecnicos y plomera. Todas las cargas mencionadas hasta ahora son fuerzas que resultan de la gravitacin y se llaman cargas de gravedad, para su evaluacin cuentan con las dimensiones de los elementos constructivos y los pesos unitarios de los materiales.

Cargas vivas: estas se producen por el uso y ocupacin de las edificaciones, estas no son tan permanentes como las cargas muertas. Ellas pueden o no estar actuando sobre la estructura en cualquier momento y su posicin puede no ser fija (muebles, el equipo y los ocupantes de los edificios). En general, la magnitud de una carga viva no esta bien definida y usualmente debe ser estimada, pero el peso minimo de las cargas vivas que debe usarse en el diseo de edificios se especifican claramente en los reglamentos o cdigos de construccin.

Es probable que se ahorre mucho dinero con el mtodo LRFD sobre todo cuando las cargas vivas son mas pequeas que las muertas, en este mtodo se utiliza un factor de seguridad menor para las cargas muertas y mayor para las vivas, al utilizar otro mtodo de construccin los costos se elevan cuando las cargas vivas son mas grandes que las muertas.

Estados de lmite

Los estados lmites de resistencia se basan en la seguridad o capacidad de carga de las estructuras e incluyen las resistencias plsticas, de pandeo, de fractura, de fatiga, de volteo, etc.

Los estados limites de servicio de refieren al comportamiento de las estructuras bajo cargas normales de servicio y tienen que ver con aspectos asociados con el uso y agrupacin, tales como deflexiones excesivas, deslizamientos, vibraciones y agrietamientos.

Factores de Resistencia: la resistencia de una estructura depende en la resistencia de los materiales, las dimensiones, la mano de obra y no puede calcular exactamente.

Qu puede influir?

a) Imperfecciones en las teoras de anlisis.

b) A variaciones en las propiedades de los materiales.

c) A las imperfecciones en las dimensiones de los elementos estructurales para hacer esta estimacin, se multiplica la resistencia ultima terica (resistencia nominal) de cada elemento por un factor de resistencia.

Magnitud de los factores de carga: las incertidumbres que afectan a los factores de carga y resistencia son:

1. Variacin en la resistencia de los materiales.

2. Error en los mtodos de anlisis.

3. Los fenmenos naturales como huracanes, sismos, etc.

4. Descuidado durante el montaje.

5. La presencia de esfuerzos residuales y concentraciones de esfuerzos, variaciones en las dimensiones de las secciones transversales, etc.

El LRFD es el mejor mtodo para hacer estructuras de acero en todos los aspectos desde seguridad, gastos hasta lmites, confiabilidad, etc.

Conclusin

El acero es tal vez el material ms ampliamente utilizado en las grandes edificaciones actuales, muy importante en las estructuras por las caractersticas antes mencionadas. En la construccin de puentes colgantes, los hilos, las cerchas y vigas que sostienen a estos son hechas de acero. La rapidez de las construcciones lo hace el favorito de la mayora de las constructoras ya que en cuanto menor tiempo pase para la culminacin de un edificio, ms rpido se van a lograr ganancias, adems en comparacin con las construcciones de concreto las de acero son ms livianas, ofrecen espacios mucho ms amplios.