Memoria de Calculo Tijerales

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MUNICIPALIDAD PROVINCIAL FRONTERIZA DE SULLANA

Memoria de Cálculo Estructural.

MEMORIA DE CÁLCULO

I. DATOS GENERALES. 1.1. Proyecto.

El proyecto es estudio se denomina “CONSTRUCCION Y MEJORAMIENTO DE LAS AREAS TECNICAS DEL COLEGIO CARLOS AUGUSTO SALAVERRY – SULLANA”.

El presente estudio consiste en el diseño y evaluación estructural de todos los tijerales que conforman la estructura de techo en el proyecto denominado:

“Construcción y Mejoramiento de las Áreas Técnicas del Colegio Carlos Augusto Salaverry”.

1.2. Ubicación.

- Sector : Barrios Buenos Aires.

- Distrito : Sullana. - Provincia : Sullana. - Departamento : Piura.

1.3. Metas.

Una de las metas del proyecto es el diseño estructural de la estructura de techo en un área de 13.90m x 26.00 m., a dos aguas con una altura de 4.80m.

II. NORMAS DE DISEÑO.

ASTM Norma de acero estructural

AISC American Institute of Steel Construction

III. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. Acero.

Las propiedades básicas del acero son: Propiedades básicas del acero de refuerzo

Nº Propiedad del material Unidad Magnitud

01 Masa específica Tn/m3 0.7981

02 Peso específico Tn/m3 7.8334

03 Módulo de elasticidad Kg/cm2 2,038,902

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Memoria de Cálculo Estructural. Acero Estructural: G36.

Utilizado en las estructuras tijerales para proporcionar coberturas de bajo costo y poco peso, su resistencia a la tracción es de 36 Ksi ó 2,530 Kg/cm2., Las propiedades de cada perfil dependen de su geometría, así:

Esfuerzo de fluencia del acero

A-36 kg/cm2 fy= 2.530,00

Modulo de elasticidad del

acero kg/cm2 E= 2.100.000,00

Modulo de rigidez del acero kg/cm2 G= 807.000,00

GEOMETRIA 2L1" x1 "x 1/ 8" L1"x1"x1/8" Barra 3/8" Fe 1/2 " 2L2" x2 "x 1/ 8" 2L21/2"x21/2"x 3/ 16 " 1L11/2"x11/2"x 3/ 16 " 1L2"x2"x3/16 " L2"x2"x1/4"

Area del perfil a probar cm2 Ag= 3,02 1,51 0,71 1,27 6,25 11,87 3,40 4,61 6,05 radio de giro en x cm rx= 0,770 0,770 0,950 0,320 1,590 1,980 1,160 1,570 1,550 radio de giro en y cm ry= 1,588 0,770 0,950 0,320 2,147 2,673 1,160 1,570 1,550 radio de giro en z cm rz= 0,498 0,500 0,950 0,320 0,000 0,000 0,740 1,000 0,990

IV. PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES. 4.1. Tijerales metálicos.

- Para tijerales rectangulares, en un primer tanteo, se puede asumir que el peralte será suficiente, cuando es equivalente un veinteavo (120) de la luz libre entre apoyos.

- Pare tijerales triangulares, se recomienda que la pendiente se encuentre entre los 8 y 15, dependiendo de la intensidad de las precipitaciones de la zona.

V. CARGAS

Se determinará los tipos de cargas que soportará la estructura, sus alternancias de carga viva, sus amplificaciones y combinaciones de las mismas según las exigencias del RNC, buscando en todo momento idealizar la situación más critica a la que pudiera encontrarse la edificación sin llegar al sobredimensionamiento.

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Memoria de Cálculo Estructural. 5.1. Cargas Muertas – DL.

Corresponden al peso propio de todos los elementos tanto estructurales como no estructurales, así tenemos:

Cargas Muertas

Nº Descripción Und Magnitud _(Tn.) 06 Cobertura ligera M2 0.015 Notas:

- No incluye el peso de los perfiles metálicos, estos valores son asumidos por el software SAP2000.

5.2. Cargas Vivas – LL

Corresponden al peso proveniente de las personas que pudieran circular por encima de la cobertura, ya sea en el momento de la construcción, como en las reparaciones y mantenimientos, para el caso de estructuras de techo de esta naturaleza, la carga viva será de 50 Kg/m2.

Cargas vivas en una vigueta típica (la más crítica en carga)

Cargas vivas en el tijeral típico (el más crítico en carga)

5.3. Cargas de Sismo - QL

Debido a que la masa de esta estructura es de menores proporciones, se presume que las cargas por sismo no tendrán efectos de consideración.

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5.4. Cargas de Viento - LW

Se aplicarán las cargas de viento para el caso de las estructuras livianas a base de tijerales metálicos, se utilizará la siguiente metodología.

CALCULO DE LAS PRESIONES INTERNAS PRODUCIDAS POR EL VIENTO EN UNA NAVE INDUSTRIAL

A) CUANDO ESTA CERRADA SIN ABERTURAS A,1)VIENTO TRANSVERSAL A LA

CONSTRUCCION

Vv= 55,00 km/h Velocidad del viento

q= 15,00 kg/m2 Presion dinamica q=0,005Vv^2 >15kg/m2 B= 12,00 Long. Menor de la nave

A= 24,00 Long. Mayor h= 6,00 Altura de muros

f= 3,00 Altura de tijeral H= 9,00 Altura total = f+h

θº= 26,56 deegres θº=Angulo de elevacion de la cobertura = arctan(f/(0,50*B)) Coeficientes de Presion Cpe Cp (1) Cp (2) Cp Cp1= 0,90 0,60 1,20 1,20 Muro a Barlovento Cp2= -0,70 -1,00 -0,40 -1,00 Muros laterales Cp3= -0,50 -0,80 -0,20 -0,80 Muro a Sotavento

Cp4= -0,14 -0,44 0,16 -0,44 Para el techo en barlovento Cp5= -0,70 -1,00 -0,40 -1,00 Para el techo en sotavento

Cpi (1)= 0,30 El mas desfavorable

Cpi (2)= -0,30

Calculo de las presiones pi=c*q p1= 18,00 kg/m2 .+ Presion p2= -15,00 kg/m2 .- Succion p3= -12,00 kg/m2 p4= -7,00 kg/m2 p5= -15,00 kg/m2

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Memoria de Cálculo Estructural. Fefecto de las Fuerzas de Viento sobre las estructuras

Jose Escalante UNI

Cpe Cp (1) Cp (2) Cp

Cp6= 0,90 0,60 1,20 1,20 Muro a Barlovento Cp7= -0,70 -1,00 -0,40 -1,00 Muros laterales Cp8= -0,50 -0,80 -0,20 -0,80 Muro a Sotavento

Cp9= -1,00 -1,30 -0,70 -1,30 Para el techo ambos inclinados

Calculo de las presiones pi=c*q

p6= 18,00 kg/m2 .+ Presion p7= -15,00 kg/m2 .- Succion p8= -12,00 kg/m2

p9= -20,00 kg/m2

Por seguridad se tomará una carga de viento de 30 Kg/cm2, tanto en presión como en succión.

5.5. Combinaciones de Carga y envolvente de esfuerzos.

Atendiendo a las exigencias de las normas de diseño, utilizaremos la siguiente combinación de cargas: Combinación Nº 01 : 1.40 DL. Combinación Nº 02 : 1.40 DL + 1.60 LL. Combinación Nº 03 : 1.20 DL + 0.50 LL + 1.30 WL. Combinación Nº 04 : 1.20 DL + 0.50 LL - 1.30 WL.. Combinación Nº 05 : 0.90 DL + 0.00 LL + 1.30 QL. Combinación Nº 06 : 0.90 DL + 0.00 LL - 1.30 QL.

Posteriormente determinaremos la envolvente de esfuerzos en base a la superposición de las combinaciones antes mencionadas.

VI. ANALISIS ESTRUCTURAL.

6.1. Consideraciones estructurales básicas.

Las consideraciones estructurales e idealizaciones parten de lo siguiente:

- Las bridas superiores e inferiores son elementos continuos, por lo que en sus uniones se considerarán perfectamente empotrados.

- Las montantes y diagonales se unirán con soldadura, por ello se considerarán perfectamente articuladas en cada uno de sus extremos.

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6.2. Análisis Estructural.

El cálculo estructural se ha efectuado utilizando el método del análisis infinitesimal mediante el cálculo de elementos finitos, para ello, se ha utilizado el software denominado: “Structural Analysis Programs”, conocido como SAP, en la versión 2000.

Se han verificado los resultados para asegurarse que estos se encuentren dentro los márgenes de error tolerables en relación al cálculo manual.

6.3. Esfuerzos Resultantes.

De manera general, se muestran en vistas frontales de perspectiva, las envolventes de todos los casos de esfuerzos, así:

6.3.1. Diagrama de Envolvente de Esfuerzos Axiales.

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6.3.4. Diagrama de Envolvente de Esfuerzos Flectores 2-2.

6.3.5. Diagrama de Envolvente de Esfuerzos Flectores 3-3.

6.4. Deformaciones.

Las deformaciones obtenidas según las fuerzas sísmicas de es la siguiente:

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VIII. DISEÑO DE ELEMENTOS EN CONCRETO. 8.1. Diseño de Aligerados.

8.1.1. Características de los la vigueta:

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