MEMORIA DE
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CALCULO ESTRUCTURAL
CALCULO ESTRUCTURAL
PROYECTO:
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DEPARTAMENTO:
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LA LIBERTAD
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PROVINCIA:
TRUJILLO
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TRUJILLO
DISTRITO:
TRUJILLO
DISTRITO:
TRUJILLO
JUNIO - 2018
JUNIO - 2018
CONTENIDO
1. GENERALIDADES - Objetivo
- Descripción de la estructura a instalar - Normatividad
2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN - Análisis de Desplazamiento - Verificación de esfuerzos
3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA - Característica de los materiales.
- Resumen del tipo de refuerzo 4. ESTADOS DE CARGAS
- Cargas por peso propio - Cargas Vivas
- Cargas de Viento
5. ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA 5.1. Introducción de datos al SAP
5.2. Analisis
6. ANALISIS Y DISEÑO DE ARCOS METALICOS 6.1 Datos generales de la Estructura
6.2 Diseño de Arco Metalico AM-01 6.2.1 Predimensionamiento 6.2.2 Estados de carga 6.2.3 Metrados de Carga 6.2.4 Combinaciones de Carga 6.2.5 Analisis
6.2.6 Diseño de Elementos de acero
Diseño de elementos en compresión Diseño de elementos en tracción 6.3 Diseño de Arco Metálico AM-01
6.3.1 Predimensionamiento 6.3.2 Estados de carga 6.3.3 Metrados de Carga 6.3.4 Combinaciones de Carga 6.3.5 Analisis
6.3.6 Diseño de Elementos de acero
Diseño de elementos en compresión Diseño de elementos en tracción
1. GENERALIDADES
Objetivo: La finalidad del presente documento es realizar los cálculos justificativos del diseño estructural de las Estructuras Metálicas.
Descripción de la Estructura: La estructura a calcular es una vigueta metalica de 9.00m de
luz, 0.50m de peralte, 0.20m de ancho.
NORMATIVIDAD
Se considera en la VERIFICACION ESTRUCTURAL la normatividad:
o RNE 2009, Capítulo E020 Cargas. o RNE 2009, Capítulo E090 ACERO
2. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Análisis de desplazamientos: Se verificará los desplazamientos obtenidos en el programa
SAP2000 V15.01 tomando como referencia los establecidos en la Norma correspondiente.
Verificación de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en la VERIFICACIÓN
ESTRUCTURAL se encuentran la resistencia al corte, flexión, carga axial en los perfiles de la cobertura. Se ha considerado para su diseño cargas propias, cargas vivas, cargas de viento.
3. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA
Características de los materiales:
o Módulo de Elasticidad del concreto E = 2173700.0 Kg/cm2 o Resistencia a la fluencia del acero grado 60, fy = 4200 Kg/cm2 o Perfiles Laminados, ASTM A36, Fy= 36 KSI
Elementos de Acero:
Vigueta de L1”x1”x3/16”, tejido de Ø1/2”, bridainferior Ø5/8”
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:
Análisis de las cargas producidas por la acción de ráfagas de viento sobre la estructura metálica. P=Cq x Cr x q (Kg/m2)
Donde:
Cp= Coeficiente de presión Cr= coeficiente de ráfaga q= presión dinámica Cp= Cpe - Cpi q= 0.005 v2 (kg/m2) j A B C D E F 0° 0.9 -0.5 -0.7 -0.7 * -0.7 90° -0.1 -0.7 0.9 -0.5 -1 -1 q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Cpe -1 -0.8 -0.4 0 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 * Coef. Presión Cpe para la cubierta de barlovento E
j=0 j=90 n ±0.3 ±0.4 0% 0.8 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 n= porcentaje de abertura en el muro
>30% Coeficiente de Presión interior: Cpi
Abertura uniformemente distribuidas Abertura predominantes en el lado A Abertura predominantes en el lado B Abertura predominantes en el lado C Abertura predominantes en el lado D
Resumen de Cargas: oCargas Muertas (WD): Cobertura = 3.35 kg/m2. Sistema de Luminarias = 1 Kg
.
oCargas Vivas (WL): Sobrecarga de cobertura = 30 Kg/m2 oCargas de Viento (W):Se toma de referencia la Norma E.020 y ASCE 7-98.
5.ANALISIS Y DISEÑO DE VIGUETA METALICA 5.1.Introducción Gráfica de Cargas al SAP2000:
Debido a que el programa SAP2000 hace la distribución automática de las cargas muertas de perfiles, se introdujeron las cargas vivas por metro cuadrado sobre la cobertura.
Se aprecia en las siguientes figuras las cargas sobre la cobertura.
Carga Viva Distribuida de Cobertura 0.030Tn/m2 (4.5 Kg por nudo de Vigueta)
Carga de Viento para una velocidad de 65 kmph 4Kg por Nudo en barlovento
5.2.Analisis
De acuerdo al estudio realizado, se observaron algunos puntos críticos en la estructura, los cuales serán analizados en esta sección para determinar que se cumpla con lo exigido en el Reglamento Nacional de Edificaciones.
Geometría de la Vigueta 1
Modelo Estructural
5.3.Introducción 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 L COMB3, COMB4 : 1.25 D + 1.60 L ± 0.8W COMB5, COMB6 : 1.25 D + 0.5 L ± 1.3W COMB7, COMB8 : 0.9D ± 1.3W Donde: D: Carga permanente. L: Carga Viva. W: Viento.
5.4.Verificación de Estructuras Metálicas
CARACTERISTICAS DE MATERIALES
Las propiedades mínimas para los materiales considerados en este estudio son los siguientes:
Acero Estructural
Perfiles Laminados, ASTM A36 Fy= 36 kip
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO
La selección de los elementos se hizo considerando el método de Diseño LRFD considerado
en AISC 2005, Manual of Steel Construction Allowable Stress Design. American Institute of Steel Construction.
Para el cálculo estructural con la geometría en 3D de la planta, se utilizó el software
Reporte L1”x1”x3/16”:
Se presenta el reporte del elemento más esforzado.
El elemento es adecuado tiene un ratio de 0.874 Reporte tejido varilla lisa de Ø1/2”
1Ø5/8”
1Ø5/8”
Reporte brida inferior varilla lisa de Ø5/8”
6. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES.- Es recomendable hacer una verificación de las Soldaduras entre las uniones de cada
miembro de las estructuras (Arcos, Vigas Metalicas, Viguetas, Columnas Metalicas) verificando que estas cumplan el espesor minimo E= 3/16”.
Aunque los factores de Seguridad de los diseños del Proyecto original pueden cubrir en un
amplio margen alguna distorsión o alteración en el comportamiento real de la Estructura respecto al Proyecto, es recomendable ejecutar el proyecto según el diseño establecido y de manera correcta, a fin de evitar sobrereforzamientos que puedan alterar perjudicialmente el comportamiento real de la Estructura.
