MEMORIA DE CALCULO

DESCRIPCION DEL PROYECTO

El trabajo consiste en el análisis y diseño estructural de la estructura metálica

tipo pórtico empleada para proteger la zona adoquinada en el área de Stacker.

Dicha estructura cubre un área de 272.45 m2 y perímetro de 80.51m.

Un elemento típico (en elevación) se muestra a continuación.

En planta, la disposición es la siguiente:

.90 3.12 3.12 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 3.53 3.71 3.71 .90

.14

1.03

1.04

1.04

1.07

1.07

1.04

1.0

41

.03

.14

.14 1.021.04

1.041.07

1.071.04

1.041.02.15

.903.713.713.533.533.533.533.533.533.532.912.91.90

Se puede observar que está compuesta por 10 pórticos unidos mediante 10

correas longitudinales.

Los pórticos están separados a 3.71m, 3.53m y 3.12m. Para el análisis se

tomará el más desfavorable (3.71m).

Tanto los elementos verticales (columnas), horizontales (vigas) y correas serán

de tubos estructurales de acero.

NORMAS EMPLEADAS

Para el análisis y diseño se hace uso del Reglamento Nacional de

Edificaciones y del AISC a través de las siguientes normas:

Norma E.020: Cargas

Norma E.090: Estructuras Metálicas

Norma AISC-LRFD-360-05

GEOMETRIA DE LA ESTRUCTURA

Nudo X Y Z Piso Rígido [m] [m] [m] 1 0.00 0.00 0.00 0 2 0.00 3.0013 0.00 0 3 -0.5625 2.9093 0.00 0 4 3.75 3.615 0.00 0 5 7.50 0.00 0.00 0 6 7.50 3.0013 0.00 0 7 8.0628 2.9093 0.00 0 8 -0.4146 2.9335 0.00 0 9 0.6108 3.1013 0.00 0 10 1.65 3.2713 0.00 0 11 2.6867 3.441 0.00 0 12 3.7252 3.6109 0.00 0 13 7.9158 2.9333 0.00 0 14 6.8892 3.1013 0.00 0 15 5.85 3.2713 0.00 0 17 3.7748 3.6109 0.00 0 18 4.8124 3.4411 0.00 0

CARGAS DE DISEÑO

Las correas reparten la carga sobre 10 puntos.

Carga Permanente:

Constituido por el peso de la cobertura de calamina además del peso

propio de los elementos constituyentes del pórtico.

Carga muerta por Cobertura Metálica

Cercha crítica @ 3.71 m.

Plancha de calamina: 2.40 mx0.83 m – 2.54 kgf/m2.

Área tributaria: 3.53 x 8.63 = 30.5 m2

Peso total de la calamina: 30.5 x 2.54 = 77.5 kg

Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue:

4PD = 77.5 PD = 19.4 kg (en número de 3)

0.5PD = 9.7 kg (uno a cada lado)

Peso propio de elementos constituyentes

El software utilizado (RAM Elements de Bentley) lo considera en

forma automática

Carga de Viento:

De acuerdo al RNE tenemos que la velocidad de viento está dada por la

fórmula:

0.22( /10)hV V h

Donde:

Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h.

V: Velocidad de diseño hasta 10 m de altura en Km/h.

h: Altura sobre el terreno en metros.

La presión exterior ejercida por el viento es, de acuerdo al RNE:

20.005h hP C V

Donde:

Ph: Presión ejercida por el viento a una altura h, en Km/m2.

C: Factor de forma adimensional igual a 0.3.

Vh: Velocidad de diseño a la altura h en Km/h, definida anteriormente.

Con estos datos, tenemos los siguientes resultados:

Vh = V(h/10)^^0.22 = 85(1)^^0.22 = 85 km/hora

Ph = 0.005 C Vh^^2 = 0.005(0.3)(85)^^2 = 10.8 kgf/m2

Luego la fuerza distribuida perpendicular a la cercha será de 10.8 x

30.5 = 329.4 kgf

Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue:

4Pv = 329.4 Pv = 82.4 kg (en número de 3)

0.5Pv = 41.2 kg (uno a cada lado)

Como estas fuerzas son perpendiculares al techo (el techo tiene

inclinación de 9 grados) los descomponemos en fuerzas verticales y

horizontales:

Pv en Y = 82.4 * 0.998 = 81.41 kg

Pv en X = 82.4 * 0.156 = 12.41 kg

Sobrecargas:

Carga Viva

Constituido por el peso de las personas y equipos durante las etapas de

montaje y mantenimiento.

En nuestro caso:

Considerando una carga viva de 30 kgf / m2 (techos livianos

cualquiera sea su inclinación), tendremos que:

4PL = (30 x 30.5) = 915 kgf PL = 228.75 kgf

0.5PL = 114.38 kgf

MATERIALES

Los perfiles de acero serán de acero estructural según la Norma ASTM A-

36: fy = 2,500 kgf / cm2.

CALCULO DE LAS FUERZAS ACTUANTES EN LA ESTRUCTURA

Para el cálculo estructural se utilizó las siguientes combinaciones de cargas:

Condiciones de carga Estado Descripción Comb. DS1 1.4CM Si DS2 1.2CM+1.6CV Si DS3 1.2CM+0.8CW Si DS4 1.2CM+1.6CW Si DS5 1.2CM+CV+1.6CW Si DS6 0.9CM+1.6CW Si

El resumen del diseño por resistencia para todos los estados de carga es el

siguiente:

Estados de carga considerados : DS1=1.4CM DS2=1.2CM+1.6CV DS3=1.2CM+0.8CW DS4=1.2CM+1.6CW DS5=1.2CM+CV+1.6CW DS6=0.9CM+1.6CW Descripción Sección Miembro Ec. ctrl Ratio Estatus Referencia COL1 STube 5x3x3_16 1 DS1 en 100.00% 0.10 Bien (H1-1b) DS2 en 100.00% 0.80 Bien (H1-1b) DS3 en 100.00% 0.14 Bien (H1-1b) DS4 en 100.00% 0.20 Bien (H1-1b) DS5 en 100.00% 0.65 Bien (H1-1b) DS6 en 100.00% 0.18 Bien (H1-1b) 4 DS1 en 100.00% 0.10 Bien (H1-1b) DS2 en 100.00% 0.80 Bien (H1-1b) DS3 en 100.00% 0.15 Bien (H1-1b) DS4 en 100.00% 0.21 Bien (H1-1b) DS5 en 100.00% 0.66 Bien (H1-1b) DS6 en 100.00% 0.19 Bien (H1-1b) VIG1 2 DS1 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b) DS2 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b) DS3 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b) DS4 en 100.00% 0.02 Bien (H1-1b) DS5 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b) DS6 en 100.00% 0.02 Bien (H1-1b) 3 DS1 en 0.00% 0.10 Bien (H1-1b) DS2 en 0.00% 0.84 Bien (H1-1b) DS3 en 0.00% 0.15 Bien (H1-1b) DS4 en 0.00% 0.22 Bien (H1-1b) DS5 en 0.00% 0.69 Bien (H1-1b) DS6 en 0.00% 0.20 Bien (H1-1b) 5 DS1 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b) DS2 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b) DS3 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b) DS4 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b) DS5 en 100.00% 0.03 Bien (H1-1b) DS6 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b) 6 DS1 en 0.00% 0.10 Bien (H1-1b)

DS2 en 0.00% 0.84 Bien (H1-1b) DS3 en 0.00% 0.15 Bien (H1-1b) DS4 en 0.00% 0.22 Bien (H1-1b) DS5 en 0.00% 0.69 Bien (H1-1b) DS6 en 0.00% 0.20 Bien (H1-1b)

Los máximos desplazamientos se producen en:

Nodo 12 Dy = -1.79 cm con la combinación DS2=1.2CM+1.6CV

Nodo 7 Dy = 0.572 cm con la combinación DS5=1.2CM+CV+1.6CW

CONCLUSIONES

Del análisis de la estructura se concluye lo siguiente:

Los elementos estructurales (columnas y vigas) serán tipo tubo estructural:

5” x 3” x 5/16”

Las correas serán tipo tubo estructural: 2” x 2” x 3/16”