Memoria Calculo Tijeral

download Memoria Calculo Tijeral

of 23

Embed Size (px)

Transcript of Memoria Calculo Tijeral

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

Proyecto: Nuevas Oficinas Gerencia de Mantenimiento

Cliente: Empresa Siderurgica del Per SIDERPERU

Contratista: EPINSAC.

Ubicacin: Chimbote, Del Santa, Region Ancash

Enero - 2013

CONTENIDO

GENERALIDADES Objetivo Descripcin de la estructura a instalar Normatividad

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN. Anlisis de Desplazamiento Verificacin de esfuerzos

CARACTERSTICAS DE LA ESTRUCTURA. Caracterstica de los materiales. Resumen del tipo de refuerzo

ESTADOS DE CARGAS. Cargas por peso propio Cargas Vivas Cargas de Viento

ANALISIS Y DISEO DE VIGUETA METALICA. Introduccin de datos al SAP Anlisis

ANALISIS Y DISEO DE TIJERAL METALICO.6.1 Datos generales de la Estructura6.2 Diseo de Tijeral Metlico M-016.2.1 Predimensionamiento6.2.2 Estados de carga6.2.3 Metrados de Carga6.2.4 Combinaciones de Carga6.2.5 Anlisis 6.2.6 Diseo de Elementos de aceroDiseo de elementos en compresinDiseo de elementos en traccin

1. GENERALIDADES

Objetivo: La finalidad del presente documento es realizar los clculos justificativos del diseo estructural de las Estructuras Metlicas: COLUMNA, TIJERAL y VIGUETA de la COBERTURA. Comment by Windows User: Arco???. Uniformizar si lo llaman arco o tijeral en todo el documento

Descripcin de la Estructura La estructura a calcular es: Un tijeral plano de tubo de 2x2,e=2.5cm, con una luz de L=12.33m Vigueta metlica de 5.74m de luz, 0.40m de peralte, 0.125m de ancho, con perfil de 1x1x3/16, con tejido de varilla de D=1/2, brida inferior de D=5/8.Comment by Windows User: Las medidas son otras

NORMATIVIDADSe considera en la VERIFICACION ESTRUCTURAL la normatividad:

RNE 2009, Captulo E020 Cargas. RNE 2009, Captulo E090 ACERO

2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN

Anlisis de desplazamientos: Se verificar los desplazamientos obtenidos en el programa SAP2000 V15.00 tomando como referencia los establecidos en la Norma correspondiente.

Verificacin de esfuerzos: Entre los parmetros que intervienen en la VERIFICACIN ESTRUCTURAL se encuentran la resistencia al corte, flexin, carga axial en los perfiles de la cobertura.

Se ha considerado para su diseo cargas propias, cargas vivas, cargas de viento.

3. CARACTERSTICAS DE LA ESTRUCTURA

Caractersticas de los materiales:

Resistencia mecnica del concreto fc = 210 Kg/cm2 Mdulo de Elasticidad del concreto E = 2173700.0 Kg/cm2 Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2 Perfiles Laminados, ASTM A36, Fy= 36 KSIComment by Windows User: Usar mismo tipo de letra

Elementos de Acero:

Vigueta de L1x1x3/16, tejido de 1/2, brida inferior 5/8Comment by Windows User: Y el tijeral, columnas que???

4. ESTADOS DE CARGAS Cargas por peso propio:Son cargas provenientes del peso de los materiales, luminarias, instalaciones, etc. Cargas vivas:Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, y de montaje. Cargas producidas por viento:Anlisis de las cargas producidas por la accin de rfagas de viento sobre la estructura metlica.

P=Cq x Cr x q (Kg/m2)

Donde:

P = Presin del vientoCp= Coeficiente de presinCr= coeficiente de rfagaq= presin dinmica

Cp= Cpe - Cpiq= 0.005 v2 (kg/m2)Coeficiente de presin exterior CpeF+

E

A

Resumen de Cargas:

Cargas Muertas (WD):

Peso propio de concreto armado=2400Kg/m3Comment by Windows User: Concreto armado???????. El acero donde esta?.Cobertura = 5 kg/m2.Sistema de Luminarias cenital = 1 Kg.

Cargas Vivas (WL):

Sobrecarga de cobertura=30Kg/m2

Cargas de Viento (W): Se toma de referencia la Norma E.020 y ASCE 7-98.

5. ANALISIS Y DISEO DE VIGUETA METALICA5.1 Introduccin Grfica de Cargas al SAP2000:Debido a que el programa SAP2000 hace la distribucin automtica de las cargas muertas de perfiles, se introdujeron las cargas vivas por metro cuadrado sobre la cobertura.Comment by Windows User: Muerta y vivas de la cobertura

Se aprecia en las siguientes figuras las cargas sobre la cobertura

Carga Muerta 5 kg/m2 (0.85 Kg por Nudo de vigueta)

Carga Viva Distribuida de Cobertura 0.030Tn/m2 (4.5 Kg por nudo de Vigueta)

Carga de Viento para una velocidad de 65 kmph4Kg por Nudo en barlovento6Kg por Nudo en sotavento5.2 Analisis

De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos crticos en la estructura, los cuales sern analizados en esta seccin para determinar que se cumpla con lo exigido en el Reglamento Nacional de Edificaciones.

Geometra de la Vigueta 1

Modelo Estructural 5.3 Introduccin de datos al SAP2000 Combinaciones de Cargas Empleadas:Las combinaciones de cargas usadas para encontrar la envolvente de esfuerzos sobre los elementos de la estructura son las siguientes:

COMB1:1.4 D COMB2 :1.25 D +1.60 LCOMB3, COMB4:1.25 D + 1.60 L 0.8WCOMB5, COMB6 :1.25 D + 0.5 L 1.3WCOMB7, COMB8 :0.9D 1.3WDonde:D: Carga permanente.L: Carga Viva.W: Viento.

5.4 Verificacin de Estructuras Metlicas

CARACTERISTICAS DE MATERIALESLas propiedades mnimas para los materiales considerados en este estudio son los siguientes:

Acero Estructural Perfiles Laminados, ASTM A36Fy=36 kipComment by Windows User: Kip o ksi ??

CONSIDERACIONES PARA EL DISEO La seleccin de los elementos se hizo considerando el mtodo de Diseo LRFD considerado en AISC 2005, Manual of Steel Construction Allowable Stress Design. American Institute of Steel Construction.

Para el clculo estructural con la geometra en 3D de la planta, se utiliz el software SAP2000.

Reporte L1x1x3/16:

Se presenta el reporte del elemento ms esforzado.

El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.102

Reporte tejido varilla lisa de 1/2

El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.761

Reporte brida inferior varilla lisa de 5/8

El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.338

6. ANALISIS Y DISEO DE COMPONENTES DE ARCOS METALICOS6.1 DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

CONFIGURACION GENERAL - TECHO METALICO

6.1.1 ESPECIFICACIONES- MATERIALES EMPLEADOS:

6.1.2 ESTRUCTURACION

ARCOS METALICOS: El tipo de miembros estructurales empleados son varillas de acero liso y corrugado, con las siguientes caracteristicas:

NroDiametro ()PesoAreaPerimetro

Barra pulg. cm. kg/m cm2 cm# 2 1/4" 0.64 0.2483 0.32 1.99# 3 3/8" 0.95 0.5586 0.71 2.99# 4 1/2" 1.27 0.9931 1.27 3.99# 5 5/8" 1.59 1.5518 1.98 4.99# 6 3/4" 1.91 2.2346 2.85 5.98# 7 7/8" 2.22 3.0415 3.88 6.98# 8 1" 2.54 3.9726 5.07 7.98# 9 1 1/8" 2.86 5.0278 6.41 8.98# 10 1 1/4" 3.18 6.2072 7.92 9.97# 11 1 3/8" 3.49 7.5107 9.58 10.97# 12 1 1/2" 3.81 8.9383 11.40 11.97# 13 1 5/8" 4.13 10.49 13.38 12.97# 14 1 3/4" 4.45 12.166 15.52 13.96# 15 1 7/8" 4.76 13.966 17.81 14.96# 16 2" 5.08 15.89 20.27 15.96# 17 2 1/8" 5.40 17.939 22.88 16.96# 18 2 1/4" 5.72 20.111 25.65 17.95

COLUMNAS METALICAS: Los miembros estructurales empleados son tubos cuadrados huecos. En el clculo se interactua probando diversas secciones del grupo definido en el cuadro "Auto Selection Sections " mostrado abajo. En el cuadro "Box/Tube Section " se muestra las propiedades de una de las secciones de dicho grupo.

6.2 DISEO DE TIJERAL METALICO "T - 01"

6.2.1 PRE-DIMENSIONAMIENTO :

Se asume en todos los elementos: A = 10.00 cm2

6.2.2 ESTADOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en cada direccion de la Estructura:

CARGAS GRAVITACIONALES:CARGA MUERTA (D):Comment by Windows User: El peso de cobertura es 5 o 5.5 kg/m2

NTE E.020 - TABLA 1::CARGA VIVA DE TECHO (Lr):

WLr = 30.00 kg/m2

CARGAS LATERALES (SENTIDO LONGITUDINAL): CARGAS DE VIENTO (W):

NTE E.020 - Art. 12 : V h = V(H/10)

Viento en Arcos metalicos:

V = 50.00 km/h H 5.00 m (alt. prom. desde terreno) VH = 50.00 km/h = 12.940 (pendiente promedio de la superficie - zona de baja pendiente)

= 36.950 (pendiente promedio de la superficie - zona de alta pendiente)

NTE E.020 - TABLA 4 Ph = 0.005(C) (V h 2 )

donde:Ph = Presin o succin del viento a una altura h perpendicular a la superficie, para "h"> 10m (kg/m2)C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)

BARLOVENTO:Considerando presion:C =0.8h = 10.00 kg/m2(en arcos)

Considerando succion:C =-0.8h = -10.00 kg/m2(en arcos)

SOTAVENTOSe tiene succion:C =-0.5h = -6.25 kg/m2(en arcos)

CARGAS LATERALES (SENTIDO TRANSVERSAL): CARGAS DE SISMO (E):

SISMO DINAMICO: CALCULO DEL ESPECTRO (NTE E.030 2006

6.2.3 METRADOS DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior, segn el caso mas critico en cada direccion

CARGA MUERTA (PD):P D = (W D )(A)(B)/n ,PD =60.00kg

CARGA VIVA DE TECHO (PLr):P Lr = (W Lr )(A)(B)/nPLr =180.00kg

CARGA DE VIENTO (W) - ARCOS:P W = ( h )(A)(B)/n

CARGA DE SISMO (E) - COLUMNAS:

SISMO DINAMICO: Se aplica el Espectro de Seudo Aceleraciones definido en el Item anteriorSISMO ESTATICO: repartiendo la carga total V = 525.20 kg proporcionalmente a cada columna:V = 262.60 kg (en columnas de extremos)

6.2.4 COMBINACIONES DE CARGAS:Especificacion A-4.1 LRFD - 99:

(se entiende que "W" y "E" correspondena los casos mas criticos de Viento y Sismo respectivamente)

6.2.5 ANALISIS ESTRUCTURAL:

NUMERACION DE NUDOS Y BARRAS

ESTADO - CARGA MUERTA (PD)Comment by Windows User: Porque no cae en todos los nudos????.

ESTADO - CARGA VIVA DE TECHO (PLr)

ESTADO - CARGA DE VIENTO (PWp-s)

ESTADO - CARGA DE VIENTO (S-S)

ESTADO DISEO DE SECCION

ESTADO MOMENTOS POR ENVOLVENTE

ESTADO FUERZAS CORTANTES POR ENVOLVENTE

REPORTE DE DISEO DE TIJERAL TUBO 2X2X2.5MM

REPORTE DE DISEO DE COLUMNA TUBO 4X4X4MM