JAVIER N. COLINA POZO
INGENIERO CIVIL REG CIP 76289
DISEO ESTRUCTURAL DE COBERTURA - ESTRUCTURA METLICACOBERTURA DEL COLISEOMEMORIA DE DISEO
1. GENERALIDADES: En la presente memoria de clculo se especifica el procedimiento seguido para realizar el diseo de las estructuras metlicas que forman parte de la estructura de la obra: El proyecto estipula una cobertura simple en el segundo nivel a base de Tubos de acero laminado al carbono (secciones circulares) y cobertura tipo perfil Calaminon Cu - 6 (0.3mm de espesor).
Esquema del Proyecto
2. REFERENCIAS: - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Tcnica de Edificacin E-020 - Cargas - 2006 - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Tcnica de Edificacin E-030 - Diseo Sismo Resistente - 2006 - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Tcnica de Edificacin E-090 - Estructuras Metlicas - 2006
JAVIER N. COLINA POZO3. CARGAS: Para el anlisis de la estructura se tuvo en cuenta las siguientes cargas: A) Cargas a asignar a Tijeral
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3.1. Carga Muerta (D): La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000 Se consider el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometra de los elementos. La cobertura que estar apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm Ancho Tributario = Longitud superior de arco = Peso de Cobertura = Nmero de correas = Peso correa = Pendiente= Nmero de nudos superiores = Cobertura = Correas (8 correas Tubo 40 x 40 x 1.8 mm) (8 x 2.25Kg/ml x AT / Long. Tijeral) Acabados: Luminarias Falso cielo raso 5.30 ml 43.46 ml 2.60 kg/m2 24.00 8.24 kg/ml 10.00% 51.00 13.78 kg/ml 24.12 kg/ml
2.00 kg/m2 0.00 kg/m2
10.60 kg/ml 0.00 kg/ml 48.50 kg/ml 41.33 kg 45.00 kg
Carga muerta por nudo: (80.53 * AT /nmero de nudos) : Carga muerta adicional a aplicar al modelo =
3.2. Carga Viva (L): Se considera que habr oficinas sobre la losa en una futura ampliacin y as tenemos en la Norma E-020: Sobrecarga (Oficinas): Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /nmero de nudos) : Carga viva a aplicar al modelo = 30.00 kg/m2 135.49 kg 140.00 kg
3.3. Carga Viento (W): Se considera que habr oficinas sobre la losa en una futura ampliacin y as tenemos en la Norma E-020: Velocidad de viento = q (presion de viento Kg/m2) (Presion lateral) = q minimo = Carga Repartida viento vertical = Carga de Viento por nudo = Carga mnima de vienta a aplicar = B) Cargas a asignar a correas Nota: Se diseo en funcin a la luz mayor de correas y de esta manera se uniformiz la seccin (Correa entre ejes B y C). 3.4. Carga Muerta (D): La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000 Se consider el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometra de los elementos. La cobertura que estar apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm Ancho Tributario = Longitud de correa = Peso de Cobertura = Pendiente= Nmero de nudos superiores de correa = Cobertura = Acabados: Luminarias y elementos de confinamiento = Falso cielo raso 1.90 ml 6.00 ml 2.60 kg/m2 10.00% 5.00 4.94 kg/ml 65.00 Km/hora 21.13 Kg/m2 25.00 Kg/m2 0.25 Kg/m2 1.13 kg 10.00 kg
3.00 kg/m2 0.00 kg/m2
5.70 kg/ml 0.00 kg/ml 10.64 kg/ml 12.77 kg 13.00 kg
Carga muerta por nudo: (10.24 * AT /nmero de nudos) : Carga muerta a aplicar al modelo =
3.5. Carga Viva (L): Se considera que habr oficinas sobre la losa en una futura ampliacin y as tenemos en la Norma E-020: Sobrecarga (Oficinas): Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /nmero de nudos) : Carga viva a aplicar al modelo = 30.00 kg/m2 68.40 kg 70.00 kg
3.6. Carga Viento (W): Se considera que habr oficinas sobre la losa en una futura ampliacin y as tenemos en la Norma E-020: Velocidad de viento = q (presion de viento Kg/m2) (Presion lateral) = q minimo = Carga Repartida viento vertical = Carga de Viento por nudo = Carga mnima de vienta a aplicar = 65.00 Km/hora 21.13 Kg/m2 25.00 Kg/m2 0.25 Kg/m2 0.57 kg 2.00 kg
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4. ANALISIS ESTRUCTURAL: La resistencia requerida de los elementos y sus conexiones fueron determinadas mediante un anlasis elstico - lineal teniendo en cuenta las cargas que actuan sobre la estructura definidas anteriormente y con las combinaciones de carga correspondientes. 4.1. Combinaciones de Carga: Se tuvieron en cuenta las combinaciones de carga factorizadas recomendadas por la Norma E-090 (aplicando el mtodo LRFD) para determinar la resistencia requerida de los elementos que conforman la estructura. As tenemos: Diseo: Combinacin 1: Combinacin 2: Combinacin 3: Combinacin 4: Combinacin 5: Combinacin 6: Envolvente : Servicio: Control de deflexin: Dflx1 : Dflx2 : | MODELO ESTRUCTURAL CON CARGAS APLICADAS SELECCIN DE ELEMENTOS Y NORMATIVIDAD
1.4 D 1.2 D + 1.6 L 1.2 D + 1.6 L + 0.8 W 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L 1.2 D + 0.5 L 0.9 D + 1.3 W Comb1 + Comb2 + Comb3 + Comb4+ Comb5 + Comb6
D D+L+W
Elemento Estructural 1.0 Tijeral Principal
Descripcin
Fy310 Mpa
Propiedades Mecnicas Fu Norma228 Mpa Astm A500
ObservacionesMedidas de acuerdo a Planos
Elementos Estructurales Tubo LAC Anclaje Plancha de Acero Platinas Estructural
250 Mpa
400 Mpa
Astm A36
Medidas de acuerdo a Planos Anclada con Sikadur 32 HI Mod Gel - Similar - Ver ficha tcnica Soldadura general
Barra Roscada HILTI - HAS Soldadura General E-70XX
2.0 CorreasElementos Estructurales Tubo LAC 310 Mpa Plancha de Acero Anclaje 250 Mpa Estructural (Canal Doblado) Soldadura General E-70XX 228 Mpa 400 Mpa Astm A500 Astm A36 Medidas de acuerdo a Planos Medidas de acuerdo a Planos Soldadura general
3.0 TempladoresElementos Estructurales Barra lisa Soldadura General E-70XX 415 Mpa 515 Mpa Astm A706 Medidas de acuerdo a Planos Soldadura general
4.0 CoberturaCobertura Calimon Curvo Cu-6 / Espesor = 0.30mm - 25% Traslcido En laterales se deber ejecutar solucin con Policarbonato el cual estar sobre el calaminon con pendiente hacia el interior.
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1.0 TIJERAL MODELO ESTRUCTURAL DE TIJERAL
SECCIONES
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ASIGNACIONES DE CARGA A) Muerta
B) VIVA
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C) VIENTO
RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL 1. Desplazamientos: dz=
2.625 cm
2 Verificacin de esfuerzos
Nota: Se observa que la mayor zona esfuerzada tiene un ratio de verificacin de esfuerzos de mximo 0.70, por lo tanto la estructura tiene un correcto diseo.
JAVIER N. COLINA POZO2.1 Verificacin de la zona ms esforzada
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Se observa Carga axial = Diseo de Elemento Estructural Seccin asumida:
6.93 Tn
Compresin
3" x 3.0 mm Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2
Solicitaciones de carga: Pu = -6930 kg Propiedades de la Seccin: K= 1 L = 1.70 m A = 6.90 cm2 rx = 2.59 cm ry = 2.59 cm
Verifiacin de esbeltez: K*L/rx = 65.64 K*L/ry = 65.64 Funcin de esbeltez: < 200 OK < 200 OK
lc
KL * r *
Fy E
lc = 0.706 Q= 1 lc* Q^0.5 = 0.706 ==========>
Fcr 0.658Q*lc *Q * Fy2
lc *
Q 1.5
Fcr 0.877 * Fy
lc 2
Por lo tanto :
Fcr = 1887.55 kg/cm2
cPn 0.85 * Ag * Fcrc Pn = 11068.9 kg c Pn > Pu OK Usar seccin asumida
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1.0 CORREAS MODELO Y SECCIONES
ASIGNACIONES DE CARGA
RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL
Nota: Se observa que ningn elemento est en estado crtico
JAVIER N. COLINA POZODiseo de Elemento Estructural Carga axial = Seccin asumida:
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759.28 Kg 1.5" x 3.0 mm
Traccin
Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2 Solicitaciones de carga: Pu = 759 kg Propiedades de la Seccin: K= 1 L = 1.00 m A = 3.31 cm2 rx = 1.25 cm ry = 1.25 cm
Verifiacin de esbeltez: K*L/rx = 80.32 K*L/ry = 80.32 Funcin de esbeltez: < 200 OK < 200 OK
lc
KL * r *lc = 0.864 Q= 1
Fy E
lc* Q^0.5 = 0.864 Si Si
==========>
Fcr 0.877 * Fy
lc 2
Por lo tanto :
Fcr = 1701.63 kg/cm2
cPn 0.85 * Ag * Fcrc Pn = 4784.6 kg c Pn > Pu OK Usar seccin asumida
Conclusiones: - Con la configuracin geometrica, se han asumido secciones tubulares comerciales, las cuales asumen las fuerzas axiales sin mayor problema. El criterio para sumir secciones tubulares, al margen de las cargas pequeas, es el peso para la trabajabilidad y el espesor para que las uniones puedan ser soldadas. - Se observa que el tijeral es lo suficientemente rgido y que soporta ampliamente la deflexin mxima admisible (L/200).
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