CERVECERIA NACIONAL

MEMORIA DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE CUBIERTA DEL CANOPY

INDICE

Página

1. REFERENCIAS .............................................................................................................................. 1

2. DIMENSIONES Y DATOS APLICABLES ................................................................................. 1

2.1 DIMENSIONES FISICAS ........................................................................................................... 1

2.2 DATOS DEL SUELO .................................................................................................................. 1

2.3 CODIGOS DE DISEÑO APLICADOS ....................................................................................... 1

3. ANALISIS ESTRUCTURAL DESARROLLADO ...................................................................... 1

4. CARGAS ASUMIDAS Y SUS COMBINACIONES .................................................................. 2

4.1 CARGA MUERTA ...................................................................................................................... 2

4.2 CARGA VIVA 2

4.3 CARGA DE SISMO ..................................................................................................................... 2

4.4 CARGA DE VIENTO .................................................................................................................. 2

5. ANALISIS DESARROLLADOS ................................................................................................... 2

5.1 MODELO DE CELOSIA TIPO CORREA .................................................................................. 2

5.2 MODELO DE CELOSIA PRINCIPAL ....................................................................................... 3

6. COMPROBACION DE COMPORTAMIENTO DE LAS COLUMNAS ................................. 4

ANEXOS

Figuras de Modelos Estructurales

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1. REFERENCIAS

El diseño arquitectónico del área de Canopy planea disponer de espacios amplios, tipo hangar que permita el movimiento de camiones, sin paredes en ninguna dirección. En este diseño se fija una altura mínima de 6.70 m como requerimiento. Esta obra esta localizada en la parte central de las edificaciones que forman la planta industrial de Cervecería Nacional en Cumbayá.

2. DIMENSIONES Y DATOS APLICABLES

Se plantea una estructura de cubierta metálica de forma curva bien proporcionada y con apoyos sobre columnas de hormigón.

2.1 DIMENSIONES FISICAS

El recinto lo constituye dos vanos de 23.8 m y 22 m en el sentido de mayor longitud y de 18.50 m en el sentido transversal. Se prevé además voladizos en la cubierta, de 3.30 m en el un extremo y de 1.2 m en el otro. La altura de las columnas es de 7.1 m en el frente y de 9.6 m en el fondo.

2.2 DATOS DEL SUELO

Según análisis de suelo que se ha realizado en el sitio, se conoce que la resistencia admisible del suelo es de 25 Ton/m2; con estos datos se ha realizado el diseño de la cimentación de plintos aislados, con una altura para ubicación de las zapatas de -1.5 m.

2.3 CODIGOS DE DISEÑO APLICADOS

Se hace referencia a los códigos que norman sobre la resistencia y capacidad de los materiales, como también de regulaciones aplicables para combinaciones de carga y factores que se utilizan en su empleo. Al igual que para factores de reducción aplicables por esbeltez, se tomó en cuenta los siguientes códigos:

CEC Código Ecuatoriano de la construcciónACI Para diseño de hormigonesSRFC Ábacos de diseño en hormigónAISC Pata los diseños en acero del aceroAASHTO Regulaciones de construcciónCEC Código Ecuatoriano de sismos

3. ANALISIS ESTRUCTURAL DESARROLLADO

Se procedió a efectuar un análisis exhaustivo de varias conformaciones de las estructuras en celosías metálicas, que se ajustaban lo más satisfactoriamente a la conformación de la cubierta considerada. Se prepararon varios modelos estructurales, con los mismos se logró determinar una conformación óptima de utilización de las armaduras, siempre tratando de optimizar su disposiciónPara desarrollar los varios modelos estructurales se empleo el programa SAP2000 de análisis estructural.

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4. CARGAS ASUMIDAS Y SUS COMBINACIONES

4.1 CARGA MUERTA

Se hace intervenir el peso propio de los miembros de la estructura, que resulta de la conformación estructural. La carga resultante estará considerada en el cálculo efectuado por el programa.

4.2 CARGA VIVA

Se adopta la carga recomendada por el CEC, correspondiente a 100 kg/m2. La carga viva se factoriza por un factor de reducción según el área de la cubierta. Para el caso se tiene una carga equivalente de 60 kg/m2. Adicionalmente se emplea carga viva correspondiente a acumulación de granizo o ceniza. La misma se la adopta con un valor de 50 kg/m2, considerando la forma que presenta la cubierta, no proclive a acumulación de esta carga.

4.3 CARGA DE SISMO

Aplicando regulaciones del código correspondiente y considerando la zonificación del sitio, se determina un valor de aceleración de 0.15g.

4.4 CARGA DE VIENTO

Para estado de carga, que tome su acción se tendrá un valor de 40 k/m2, actuando sobre superficie vertical.

5. ANALISIS DESARROLLADOS

5.1 MODELO DE CELOSIA TIPO CORREA

Se llega a la definición de una estructura de altura uniforme de 1.0 m conformada por secciones tubulares, tanto para los cordones como para las diagonales.

Las secciones que cumplen satisfactoriamente según los análisis desarrollados se conforman por tubos rectangulares de 80 x 80 x 3 en cordones y de 40 x 40 x 3 en diagonales. Se considera estructuras en celosía, con apoyo empotrado en costado interior y apoyo móvil en el costado exterior incluyéndose los tramos de cubierta en volado.

Se efectúa análisis según método elástico, combinaciones de carga requeridas; para el caso de acción de carga accidental se mayorán los esfuerzos admisibles, con el coeficiente de 1.33 que permite el código.

Se anexan gráficos de los casos analizados

Figura Descripción

1. Conformación geométrica de la celosía o viga secundaria, tipo correa.

2. Estado de carga asumido, para caso de carga viva y carga accidental.Para la disposición geométrica conformada se tendrá una carga por nudo en cordones superiores de:Área contribuyente 2 x 2 m

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Carga por nudo 4 x 80 kg/m2 = 320 kg/m2

La carga aplicada resulta de 60 k/m2 (carga viva aplicada) + 50 (carga accidental) = 110 kg/m2

Carga equivalente reducida por coeficiente 1.33 dando un valor de 80 kg/m2.

3 Indica coeficientes de eficiencia que corresponde a cada elemento. Se aprecia que los esfuerzos que se producen son satisfactorios.

4 Reacciones en los extremos de la celosía, correspondientes a apoyos móvil y fijo.

5.2 MODELO DE CELOSIA PRINCIPAL

Se considera una estructura de altura constante de 1.30 metros, compuesta por 2 tubos en cordones superior e inferior, unidos por una sección igualmente en tubo que conforman las diagonales.

Se considera igualmente por razones de dilatación térmica y reducción de momentos en cabezas de columnas, un sistema de apoyo móvil en el apoyo en columna de mayor altura y apoyo fijo en apoyo en columna más corta.

Las secciones que cumplen satisfactoriamente para el análisis considerado corresponden a 2 tubos de 200 x 150 x 6 en los cordones y unidos por una sección en tubo de 80 x 60 x 4 para la celosía principal central.

Las secciones correspondientes para las celosías principales laterales, se conforman con: Perfiles de menor sección, correspondientes a 2 tubos de 200 x 120 x 4 y diagonales compuestas por tubo de 80 x 60 x 4. La carga considerada aplicada en los nudos del cordón superior e inferior de estas celosías corresponden a las reacciones obtenidas de las resoluciones de las celosías transversales.

Se anexan gráficos de los casos analizados

Figura Descripción

1 Conformación geométrica de la celosía principal, con las consideraciones de apoyo indicadas.

2 Consideración de carga viva aplicada, correspondiente a valores de reacciones obtenidas para las celosías transversales. Aplicándose un valor correspondiente de total de 4 Ton en los nudos correspondientes a apoyos de las vigas transversales.

3 Indica coeficientes de eficiencia que corresponde a cada elemento. Se aprecia que los esfuerzos que se producen son satisfactorios.

4. Reacciones en los extremos de la celosía, correspondientes a apoyos móvil y fijo.

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6. COMPROBACION DE COMPORTAMIENTO DE LAS COLUMNAS

Con los valores de las reacciones deducidas para los apoyos en las columnas se verifica el comportamiento de las columnas que se consideran. Las columnas que cumplen satisfactoriamente son de 50 cm de diámetro. Estas se chequean a cargas verticales y laterales de sismo.

Los valores correspondientes de esbeltez que se determinan corresponden a: klu

------ r

Para un valor de lu = 1.5L y r = 0.25d

Resultan una esbeltez de 90 para la columna baja y de 120 para las columnas largas. Estos valores se toman en cuenta para efectuar cálculos de desplazamientos máximos para las cabezas de las columnas, tomándose en cuenta el alargamiento de columnas para el cálculo efectuado; tanto para cargas normales como de sismo, las columnas presentan valores admisibles, tanto para comportamiento a solicitaciones de cargas, como a máximos desplazamientos.Los valores de resistencia que tienen las columnas son de Pu = 200 Ton y Mu = 39,0 T- m

Las reacciones resultantes con afectación por esbeltez corresponden a 40 Ton presentando por tanto buen comportamiento.

Realizado por,

Ing. Fernando Yépez S.RP: 17-074

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