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MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL
TORRE Y TOLVA DE 33 m3
Maestranza Chile
Christian Franco SnchezIn!eniero "e Estr#ct#ras
Celular: (56 9) 8294 5885
Mayo de 2014
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MEMORIA DE CLCULO ESTRUCTURAL
Torre $ Tol%a 33 m3
Maestranza Chile
La presente memoria describe y resume los parmetros ms
importantes en el
proyecto de clculo estructural reali!ado para la e"ecuci#n de
una torre de 8 m de
altura$ %ue soporta una tol&a de almacenamiento de material
con capacidad para '' m'$
estructura materiali!ada completamente en elementos y placas de
acero$ y las
undaciones aisladas$ pedestales y &ias de undaci#n de
*ormi#n armado+
I A&TECEDE&TES 'E&ERALES
()( Descri*ci+n "e la Estr#ct#ra)
,l proyecto contempla la e"ecuci#n de una estructura soporte$
compuesta por 4
columnas de acero y una altura de 8 m$ con arriostramientos
&erticales$ la cual cumplir
la unci#n de sostener una tol&a de almacenamiento de '' m '
de capacidad+ La
estructura y tol&a$ ocupan una supericie en planta de
4$5-4$5 m2$ y la tol&a se proyectacon una altura m-ima de '$8
metros$ de los cuales 1$0 metros corresponden a pared
&ertical en la parte superior$ y los 2$8 metros restantes de
altura de tol&a$ se proyectan
en el cono cuadrado de descara$ el cual contempla un nulo de
placas de '0.
respecto a la componente &ertical+ /oda la estructura$ sus
elementos y placas
componentes$ y las dierentes cone-iones y atiesadores
riidi!adores$ se proyectan en
acero calidad /M '6 o e%ui&alente+
,l ancla"e y soportaci#n de la estructura en el terreno$ se
proyecta con
undaciones aisladas cuadradas$ las cuales se unirn entre ellas a
tra&s de &ias de
undaci#n$ y pedestales de apoyo y ancla"e para las columnas$
todas las anteriores
materiali!adas en *ormi#n armado+
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(), &ormas #tiliza"as)
3ara el Clculo de la estructura se utili!aron las
recomendaciones de las
siuientes normas &ientes+
c* 4'2 o+2010 cci#n del &iento sobre Construcciones c* 2'69
o+200' ise7o smico de ,structuras ndustriales
c* 4'1 o+2010 Construcci#n obrecara de nie&e
c* 15'; o+2009 Construcci#n obrecaras de
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II MODELACI.& DE LA ESTRUCTURA
3ara el clculo de la estructura$ se reali!# una modelaci#n en el
sotFare de
anlisis estructural 3 2000 &15+ ,n este tem se describe como
se reali!# la
modelaci#n de la estructura$ la orma en %ue ueron aplicados cada
uno de los estadosde cara antes mencionados y el anlisis dinmico
reali!ado+
,)( 'eometr/as "e los elementos Asi!na"os en la Mo"elaci+n)
3ara la modelaci#n de la estructura en la *erramienta
computacional$ se
proyect# la resistencia aportada por los elementos de acero$
aplicando la descara de
la tol&a y el material sobre los marcos de acero
soportantes+
3ara el dise7o de los elementos estructurales$ se asinaron las
respecti&as
secciones %ue permanecern como elementos resistentes$ como
pilares$ &ias$ etc+ ,n
los planos de clculo ad"untos$ se pueden apreciar los elementos
resistentes
componentes de la ediicaci#n$ cuyas propiedades ueron las mismas
consideradas en
la modelaci#n en la *erramienta computacional+
,l dise7o y &eriicaci#n completa de todos los elementos
estructurales y las
placas de acero$ se e"ecut# con los comandos de dise7o del
sotFare 32000 &15$
considerando para ello las recomendaciones del mtodo LEG
H99+
,), Esta"os "e Car!a)
2.2.1 Peso Propio (Anlisis Esttico)
,ste estado de cara representa el peso de todos los elementos
presentes
en la estructura y tol&a deiniti&a$ incluyendo todos los
elementos %ue no aportenresistencia a la estructura$ como la cama
de piedras en el piso de la tol&a+ ,n esta
cateora estn incluidos los pilares$ &ias$ arriostramientos
&erticales$ placas de
acero$ entre otros+ ,l prorama computacional los reconoce al
incorporarle las
masas del material (acero)+
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Las solicitaciones estticas de la cama de piedras$ se aplicaron
en las
placas de piso del modelo$ a tra&s de caras uniormemente
repartidas$ en donde
se consider# una densidad del material de 2$0 tAm'$ y un nulo de
material en
reposo de 45.+
2.2.2 Sobrecargas de Uso del Material
,sta sobrecara de uso$ corresponde a la cara del material a
&olumen
completo de la tol&a$ considerando para ello '' m'de
capacidad y una densidad de
2$0 tonAm'+ /ambin se considera a%u las caras por roce del
material en las
paredes &erticales de la tol&a$ contemplando %ue el 20I
del total de la cara de
material e"erce eecto por uer!a de roce en las paredes$ con un
coeiciente de roce
entre las placas de acero y el material de: J K 0$5+
2.2.3 Sismo
3ara el presente estado de cara$ se reali!a un anlisis dinmico
al modelo
reali!ado en el sotFare 32000 &15$ con el %ue se procede de
la siuiente orma:
e obtiene el periodo undamental de la estructura$ (/o K 0+1;0
se+) del
prorama$ en el cual s#lo incide el peso propio de la misma$ su
eometra$ la
cara por camas de piedra$ y el 100I de la sobrecara de uso+ dems
se
obtienen los periodos en cada direcci#n de anlisis+
e reali!an los espectros de dise7o seBn la norma c*ilena c* 2'69
o+200'$
los cuales se aplican en los dos sentidos principales de
anlisis$ ( e D)+
mbos espectros de dise7o calculados$ se inresan al prorama en
ambos
sentidos de anlisis$ con los %ue se obtienen los esuer!os
producidos por estos
dos nue&os estado de cara+
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III CALCULO Y DISE0O ESTRUCTURAL
3)( Com1inaciones "e Car!a)
3ara el dise7o de cada elemento se utili!# la combinaci#n de
cara
correspondiente seBn el material utili!ado$ estas son las
siuientes:
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COLUM&AS SECCI.& -EA ,2 o e4#i%alente
Las columnas$ presentan en su dise7o inal una interacci#n a-ial
le-i#n
e%ui&alente a 0$910 N 1$ por lo cual se &eriica su
dise7o+ ,n la iura a continuaci#n se
presenta la iura con la m-ima ra!#n de interacci#n de
resistencia$ el cual
corresponde a la combinaci#n ' con la cara de sismo aplicada+
Los esuer!os
m-imos de la tabla$ corresponden a la columna con lnea continua
en ro"o+
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VI'AS Y ARRIOSTRAMIE&TOS VERTICALES Secci+n Ca5+n
(67(678
Las &ias y arriostramientos &erticales con secci#n ca"#n
cuadrado 150-150-4$
presentan en su dise7o inal una interacci#n a-ial le-i#n
e%ui&alente a 0$111 N 1$ porlo cual se &eriica su dise7o+
,n la iura a continuaci#n se presenta la iura con la
m-ima ra!#n de interacci#n de resistencia$ el cual corresponde a
la combinaci#n ' con
la cara de sismo aplicada+ Los esuer!os m-imos de la tabla$
corresponden al
arriostramiento con lnea continua en ro"o+
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VI'AS Y &ERVIOS 9AREDES TOLVA Secci+n Ca5+n (7(78
Las &ias y ner&ios de las paredes de la tol&a con
secci#n ca"#n cuadrado
100-100-4$ presentan en su dise7o inal una interacci#n a-ial
le-i#n e%ui&alente a0$569 N 1$ por lo cual se &eriica su
dise7o+ ,n la iura a continuaci#n se presenta la
iura con la m-ima ra!#n de interacci#n de resistencia$ el cual
corresponde a la
combinaci#n 4 con la cara de sismo aplicada+ Los esuer!os m-imos
de la tabla$
corresponden al elemento con lnea continua en ro"o+
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9LACAS 9AREDES TOLVA es*esores 2 mm $ : mm
Las placas de las paredes de la tol&a$ se proyectan en 6 mm
de espesor para las
&erticales$ y 8 mm de espesor las diaonales en la !ona de
descara+ eBn eldiarama de esuer!os presentado en la iura$ los
m-imos se encuentran en una
manitud de 1+2;4 OAcm2N 2+5'0 OAcm2$ por lo cual$ se &eriica
la proyecci#n de las
placas en 6 mm de espesor para paredes &erticales$ y 8 mm de
espesor para placas
diaonales en cono cuadrado de descara+
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Uni+n A*erna"a Secciona"o "e Tol%as
3or eectos constructi&os y de transporte a aenas$ se
secciona la tol&a en 4
tramos$ los cuales se unen a tra&s de lanes de nulo laminado
de 100-100-12$ yconectados con pernos de dimetro 'A4@ y calidad /M
'25+ ,n la iura a
continuaci#n se puede apreciar en &ertical al centro de las
caras de la tol&a$ el sistema
de cone-i#n con lanes dispuesto+
Considerando %ue la uer!a de corte en tol&a para los
sectores donde se
proyectan los lanes$ es de 4+500 O cada 10 cm$ %ue corresponde a
la distancia de
cada perno$ se tiene %ue la resistencia de cada perno
e%ui&ale a:
EpK 0$;5 - '+5'0 - '$1416 - 1$92A4 K ;+506 O
Lueo$ 4+500 N ;+506 por lo cual se &eriica el dise7o y
proyecci#n de pernos de
dimetro P@ y calidad /M '25$ cada 100 mm de distancia entre
ellos+
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IV 9ARMETROS DE FU&DACIO&ES
Los &alores de las resistencias del suelo de undaci#n$ se
obtu&ieron de &alores
estadsticos para el tipo de suelo e-istente en la ubicaci#n de
la estructura$ los cuales
contemplan las siuientes tensiones admisibles del terreno:
,//C: 2+5 OAcm2+
QMC: '+5 OAcm2+
Las dimensiones resultantes y el dise7o inal de las undaciones a
e"ecutar$ se
pueden apreciar en los planos ad"untos a la presente
memoria+
Los resultados del clculo de undaciones$ placas base y pernos de
ancla"e$ cuyo
detalle se presenta a continuaci#n del resumen$ son los
siuientes:
F#n"aciones;
e consideran 4 undaciones aisladas de dimensiones 1;5-1;5 cm 2$
y 100 cm
de altura$ con sello de undaci#n en cota =1$; metros+ e
proyectan pedestales
de secci#n 55-55 cm2$ y altura 1 metro+ ,l *ormi#n de undaciones
deber ser
de calidad mnima >=25 con 90I de i&el de Conian!a+
Las armaduras de undaciones$ se consideran con malla R 8 S 250$
en las 6
caras de la undaci#n+ ,l pedestal re%uerir 8 R 12 &erticales
de 180 cm de
lonitud$ con estribos R 8 S 150+
e proyectan &ias de undaci#n de dimensiones 20 cm de anc*o y
'0 cm de
altura$ con 6 R 12 lonitudinales y estribos R 8 S 250+
Los recubrimientos de undaciones$ sern de ;$5 cm$ y los
recubrimientos de
pedestales y &ias de undaci#n$ sern de 5 cm+
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9lacas
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() 9RO9IEDADES 'EOMETRICAS Y MECA&ICAS DE LA 9LACA
Mu 1343000:= UOVcmW XMomento mayorado en base pilarY
Pu 36100:= UOW XCara a-ial mayoradaY
bf 30:= UcmW Xnc*o de ala pilarY
d 29:= UcmW Xlto del pilarY
fc 200:= UOAcm2W X>ormi#n calidad >=25Y
Fy 2530:= UOAcm2W Xcero calidad /M '6Y
c 0.6:= XGactor de resistencia para aplastamiento del
concretoY
A1 50 50:= Ucm2W Xrea estimada placa de aceroY
A1 2500=
A2 55 55:= Ucm2W Xrea estimada concreto alrededor de la
placaY
A2 3025=
A2A1
1.21=:= XCoeiciente de coninamientoY
Fdp c 0.85 fc := UOAcm2W X/ensi#n de dise7o por aplastamiento
del concretoY
Fdp 123=
ArePu
Fdp292=:= Ucm2W Xrea mnima re%uerida de placa baseY
,) CLCULO DIME&SIO&ES DE 9LACA con acerocali"a" ASTM A32
o e4#i%alente
Au 50 50 2500=:= Ucm2W Xrea utili!ada de placa baseY
#p2 50:= UcmW Ximensi#n a utili!ar en un lado de la placaY
$p2 50:= UcmW Ximensi#n a utili!ar en el otro lado de la
placaY
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3) CLCULO ES9ESOR DE 9LACA
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6) CLCULO FUERBA E& U& 9ER&O)
Mu 1343000= UOVcmW XMomento mayorado en base pilarY
d)p 20:= UcmW Xistancia de momento en pernosY
$)uMu
d)p
:= UOW XGuer!a de /racci#n mayorada en una lnea de pernosY
$)u 67150=
$)dp$)u
4:= UOW XGuer!a de /racci#n de dise7o en un pernoY
$)dp 16788=
2) RESISTE&CIA A LA ETRACCI.& 9OR DES9LABAMIE&TO DE
LOS 9ER&OS)
$pp1.4 0.9 fc e, d+
10:= UOW XMnima uer!a de e-tracci#n resistente cada pernoY
$pp 28804=$)dp$pp
0.583= O?))))))) VERIFICA
) RESISTE&CIA A LA TRACCI.& DE LOS 9ER&OS)
$ad% 0.75 Fy
d+
10
2
4:= UOAcm2W XGuer!a admisible a la tracci#n de cada pernoY
$ad% 21633=$)dp
$ad%0.78= O?))))))) VERIFICA
:) RESISTE&CIA AL CORTE DE LOS 9ER&OS)e eriicar con 4
pernos '0; de 1 1A2
c-1 0.75:= Xactor ci!alle de pernosY
Fup1 2530:= OAcm2 Xresistencia al corte acero '0;Y
1 3.81:= cm Xdimetro pernoY
An-1 12
411.4=:= cm2 Xrea pernoY
/n1 0.6 Fup1 An-1:= O Xresistencia nominal de un pernoY
/n1 17307=
/bd1 0.75 /n1 12980=:= O Xresistencia nominal actori!ada de un
pernoY
u 20500:= O Xuer!a cortante mayorada en el empalme de la
&iaY
$PA 12:= XBmero de pernos de ancla"eY
u
$PA /bd10.13= K] O?))))) VERIFICA
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antiao$ Mayo de 2014
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