DISEO CORREASDISEO DE CORREA (TUBO LAC RECTANGULAR) - BLOQUE 01Ver: Estructura en Esquema 02DETERMINACION DE CARGAS PARA DISEOCarga Muerta (DEAD)DESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Peso Cubierta Teja Andina10.23kg/m21.0010.23Ver: Esquema 01 (sistema de apoyo)Peso Acabado Cielo Raso (Baldosa)5.51kg/m21.005.51Ver: Esquema 03 (sistema de sujecin)Peso Acabado Cielo Raso (Accesorios de suspensin)7.00kg/m21.007.00Ver: Esquema 03 (sistema de sujecin)Peso de Accesorios de Ins. Elctricas, ductos y otros10.00kg/m21.0010.00D =32.74ESQUEMA 011 pa1 N/m2269Mpa2742.0998980632310Mpa3160.0407747197ESQUEMA 02L1 =2.70mL2 =1.00mESQUEMA 03Carga Viva (LIVE)Segn Reglamento Nacional de Edificacion NTE N.020, para techos con inclinacin mayor a 3 con respecto a la horizontal reducir 5 kg/m2 por cada grado, a partir de 100kg/m2, hasta un mnimo de 50kg/m2, NTE-E.020 Artculo 7.1Inclinacin del techoInlcinacin referencialInlcinacin q excedeCargareducidaCarga consideradaTecho Servicios Generales17.003.0014.0030.00 kg/m250.00 kg/m2Techo Servicios Generales22.003.0019.005.00 kg/m250.00 kg/m2Techo Residencia21.003.0018.0010.00 kg/m250.00 kg/m2Techo Residencia24.003.0021.00-5.00 kg/m250.00 kg/m2En este caso particular de techo de cercha metalica con cobertura liviana se considera que la carga viva sobre ella es consecuencia del proceso del mantenimiento de la estructura metalica, se espera a una persona con un peso promedio de 75 Kg por rea de 3.0 m2DESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Sobre carga de montaje25.00kg/m21.0025.00L =25.00Carga de Lluvia (RAIN)El material de la cubierta va absorber humedad, si consideramos un 30% de absorcin de humedad, la carga de lluvia ser igual a:R = % de Absorcin x Peso de la Cubierta% Absorcin =30%Peso de Cubierta =10.23kg/m2R =0.3x10.23=3.07kg/m2NOTA: los valores desprendidos de dicha estimacim, sern considerados en el calculo de los elementos de la cubierta.DESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Carga de Lluvia3.00kg/m21.003.00R =3.00Carga de Nieve o Granizo (SNOW)Para calcular la carga de granizo o nieve, se considera lo estipulado en el RNE - E.020 Artculo 11 (11.2, 11.3b), cabe sealar que la caida de granizo es un suceso espordico.En nuestro caso no se cuenta con informacion estadistica para establecer la carga bsica.Por lo tanto, trabajando con el valor mnimo, usaremos la siguiente frmula:Qs = Peso especfico del Granizo x Altura de AcumulacinValor mnimo de la carga bsica de granizo sobre el suelo, se traduce en:Altura de Acumulacin =0.05mGranizo compactadoPeso espcifico del Granizo =200kg/m3Qs =200x0.05=10kg/m2Para techos a una o dos aguas con inclinaciones comprendidas entre 15 y 30, la carga de diseo (Qt) sobre la proyeccin horizontal ser:Qt = 0.80 QsQt =0.8x10=8kg/m2DESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Carga de Granizo8.00kg/m21.008.00S =8.00Carga de Viento (WIND)Para calcular la carga de Viento, se considera lo estipulado en el RNE - E.020 Artculo 12La clasificacion de la edificacin, corresponde a la de TIPO 1 (de poca altura y esbeltez, con cobertura capaz de soportar las cargas de viento sin variar su geometra)VELOCIDAD DE DISEODel mapa elico, podemos determinar que la velocidad del viento "V" es 60 km/h a 10 m. sobre el suelo, en un periodo de retorno de 50 aos.V =60km/hSegn recomendacin 12.3, la velocidad de diseo del viento hasta 10m de altura ser como mnimo 75 km/h75V =75km/hLa altura de la edificacin "h" sobre el suelo se determina sumado al nivel de piso terminado NPT del 1 nivel, la altura (hv) desde el NPT hasta la parte superior de las vigas horizontales.h = NPT + hvServicios Generalesh =0.15+3.20=3.35 m3.35 mPor lo tanto:Vh =59.0km/hResidenciah =0.15+6.40=6.55 m6.55 mPor lo tanto:Vh =68.3km/hCARGA EXTERIOR DEL VIENTOLa carga exterior (presin o succin) es supuesta esttica y perpendicular a la superficie sobre la cual acta, determinada mediante la formula:El factor de forma (Tabla 4), ser determinado para una cubierta con superficie inclinada a dos agua, entre 15 y 60Inclinacin (q) =17.00en Servicios GeneralesInclinacin (q) =22.00en Servicios GeneralesInclinacin (q) =21.00en ResidenciaInclinacin (q) =24.00en ResidenciaPor lo tanto, tenemos el factor de forma adimensional "C"Servicios GeneralesDIREC.FACTOR "C"CARGA EXTERIOR DE VIENTOOBS.BARLOVENTO0.712.17 kg/m2PRESION-0.3-5.21 kg/m2SUCCIONSOTAVENTO-0.6-10.43 kg/m2SUCCIONResidenciaDIREC.FACTOR "C"CARGA EXTERIOR DE VIENTOOBS.BARLOVENTO0.716.34 kg/m2PRESION-0.3-7.00 kg/m2SUCCIONSOTAVENTO-0.6-14.01 kg/m2SUCCIONPara efectos del clculo de las estructuras metlicas, consideraremos la presin mxima ocurrida en Barlovento, segn la disposicin de la estructura.La succin mxima ser considerada para el clculo de los fijadores de la cobertura (Teja Andina)Servicios GeneralesDESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Carga eventual de Viento12.17kg/m21.0012.17W =12.17ResidenciaDESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Carga eventual de Viento16.34kg/m21.0016.34W =16.34RESUMEN DE CARGAS ACTUANTES SOBRE LA CUBIERTAEn este clculo se han determinado las cargas en (kg/ml), segn ancho tributario por correa de Tubo cuadrado LAC 2"x2"DESCRIPCIONP.U.UnidadAncho Trib.P.U. (kg/m)Cdigo CargaP.U. (kg/m)CARGA MUERTA "D"Peso Cubierta Teja Andina10.23kg/m21.0010.23DEAD "D"32.74Peso Acabado Cielo Raso (Baldosa)5.51kg/m21.005.51Peso Acabado Cielo Raso (Accesorios de suspensin)7.00kg/m21.007.00Peso de Accesorios de Ins. Elctricas, ductos y otros10.00kg/m21.0010.00CARGA VIVA "L"Sobre carga de montaje25.00kg/m21.0025.00LIVE "L"25.00CARGA EVENTUAL DE LLUVIA "R"Carga de Lluvia3.00kg/m21.003.00RAIN "R"3.00CARGA EVENTUAL DE GRANIZO "S"Carga de Granizo8.00kg/m21.008.00SNOW "S"8.000.008CARGA EVENTUAL DE VIENTO "W"Carga eventual de Viento (1 NIVEL)12.17kg/m21.0012.17WIND "W"12.170.210.09CARGA EVENTUAL DE VIENTO "W"0.1Carga eventual de Viento (2 NIVEL)16.34kg/m21.0016.34WIND "W"16.340.19Segn el Art. 1.4 "Cargas y Combinaciones de Carga", 1.4.1. Para la aplicacin del metodo LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas:0.008ESCALERACMACABADO0.10.1PASOS0.0480.2968164416COMBINACION DE CARGACARGA ULTIMACARGA MAXIMA0.161711.4 D45.84 kg/m83.29 kg/m0.261.2 D + 1.6 L + 0.5 S83.29 kg/mLIVE1.2 D + 1.6 L + 0.5 R80.79 kg/mS/C0.21.2 D + 1.6 S + 0.5 L64.59 kg/m0.21.2 D + 1.6 S + 0.8 W61.83 kg/m1.2 D + 1.6 R + 0.5 L64.09 kg/m1.2 D + 1.6 R + 0.8 W53.83 kg/m1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 S71.61 kg/m1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 R69.11 kg/m0.9 D + 1.3 W45.29 kg/m0.9 D - 1.3 W13.65 kg/mDeterminacin del Momento Ultimo "Mmax", segn carga mxima:Longitud mas desfavorable entre tijerales:L =2.70mCarga mxima linealWu =0.08tn/mMmax =0.076tn-mDISEO DE CORREAS (CUBIERTA)Se van a disear las correas, que son los elementos pristicos que formarn parte del sistema de techo y sern el apoyo primario de la coberturaSeccin Tubular Rectangular LAC 2"x2"AnchoB =5.08cmAlturaH =5.08cmEspesore =3.30mmMomento Inercial eje ZIz =21.98cm4Momento Inercial eje YIy =21.98cm4Calculo de las componentes del momento vertical "M", segn los ejes principales (y,z)a =22.00Mz = M cosa =0.070tn-mMy = M sina =0.028tn-mEcuacin del eje neutro (Pendiente de la Recta)Tan b =0.37x21.98=0.40b =22.000.9321.98El esfuerzo mximo se produce en los vertices mas alejados del Eje Neutro (puntos C y D), y se calcula mediante la frmula siguiente:sc =-1141.93kg/cm2(Compresin Mxima)VERIFICACION A LA FLEXION (Segn LRFD y ASD)1 El Esfuerzo de Fluencia para aceros laminados en caliente, fabricados segn la Norma Tcnica ASTM A-513Fy =2530kg/cm27.857850Fy =247.94MPa2 Determinamos si la seccin es considerada como Compacta o No Compacta, para lo cual nos referimos a la Tabla 2.5.1 (Elementos Rigidizados)Comprobacin de Seccin CompactaCORRESPONDE A UNA SECCION COMPACTACondicin 1:Limite de seccion compactalP =31.75Relacin Ancho/espesorb/t =15.39Por lo tanto :b/tLOK!Comprobacin de Seccin No CompactaNO ES NECESARIO REALIZAR ESTA COMPROBACIONCondicin 1:3 Determinamos el esfuerzo admisible para secciones Compactas (Segn ASD):4571.4285714286Fb =1669.8kg/cm2>sc =1141.93kg/cm2(Compresin Mxima)LA SECCION ES RESISTENTE AL ESFUERZO ACTUANTE (cumple Mtodo ASD)4 Determinamos las Propiedades Geomtricas y Mecnicas de la Seccin:Esfuerzo de fluencia segn tipo de Acero:Fy =25.30kg/mm226.725PERFILPROPIEDADES GEOMETRICASPESOB(mm)H(mm)r0(mm)ri(mm)e(mm)A(mm2)AzAjIzzIjjG(kg/m)50.8050.806.603.303.30598.969.352.340.330.084.70ejes yyhzhjIy*10^4(mm4)Wely*10^3(mm3)Wply*10^3(mm3)iy(mm)Avy(mm3)102000pa1kg/cm223.9321.3621.988.6510.4919.16291.720.00000980392637.2549019608ejes zz7.85g/cm3hzhjIz*10^4(mm4)Welz*10^3(mm3)Wplz*10^3(mm3)iz(mm)Avz(mm3)78500.00059895584.701803281123.9321.3621.988.6510.4919.16291.727.850.8002038736hAhKRcCt*10^3(mm3)It*10^4(mm4)2692637.254901960826.3725490196181.502235.2281.284.9513.0936.55RESISTENCIA DE LAS SECCIONEScomp/tracc(KN)Flexion Elastica eje yy(KNm)Flexion Plastica eje yy(KNm)Flexion Elastica eje zz(KNm)Flexion Plastica eje zz(KNm)Cortanteeje yy(KN)Cortanteeje zz(KN)148.512.152.602.152.6041.7641.765 La verificacin por flexin por el Mtodo LRFD, ser determinada segn el estado lmite de fluencia para viga compacta arriostrada, al comprobar que:Lp =2832.97mmLb =2700.00mmLbMmaxDonde:fb =0.90Eje YYEsfuerzo de fluencia segn tipo de Acero:Fy =25.30kg/mm2My =218911.2kg-mm1.5*My =328366.77kg-mmMp =265434.2kg-mmMp