Memoria de cálculo Tijeral

JAVIER N. COLINA POZO INGENIERO CIVIL REG CIP 76289

1. GENERALIDADES:

En la presente memoria de cálculo se especifica el procedimiento seguido para realizar el diseño de las estructuras metálicas que forman parte de la estructura de la obra:

El proyecto estipula una cobertura simple en el segundo nivel a base de Tubos de acero laminado al carbono (secciones circulares) y cobertura tipo perfil Calaminon Cu - 6 (0.3mm de espesor).

2. REFERENCIAS:

- Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-020 - Cargas - 2006

- Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-030 - Diseño Sismo Resistente - 2006 - Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica de Edificación E-090 - Estructuras Metálicas - 2006

DISEÑO ESTRUCTURAL DE COBERTURA - ESTRUCTURA METÁLICA

COBERTURA DEL COLISEO

MEMORIA DE DISEÑO

3. CARGAS:

Para el análisis de la estructura se tuvo en cuenta las siguientes cargas: A) Cargas a asignar a Tijeral

3.1. Carga Muerta (D):

La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000

Se consideró el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometría de los elementos. La cobertura que estará apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm

Ancho Tributario = 5.30 ml

Longitud superior de arco = 43.46 ml

Peso de Cobertura = 2.60 kg/m2

Número de correas = 24.00

Peso correa = 8.24 kg/ml

Pendiente= 10.00%

Número de nudos superiores = 51.00

Cobertura = 13.78 kg/ml

Correas (8 correas Tubo 40 x 40 x 1.8 mm) 24.12 kg/ml (8 x 2.25Kg/ml x AT / Long. Tijeral)

Acabados:

Luminarias 2.00 kg/m2 10.60 kg/ml

Falso cielo raso 0.00 kg/m2 0.00 kg/ml

48.50 kg/ml Carga muerta por nudo: (80.53 * AT /número de nudos) : 41.33 kg Carga muerta adicional a aplicar al modelo = 45.00 kg 3.2. Carga Viva (L):

Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020:

Sobrecarga (Oficinas): 30.00 kg/m2

Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /número de nudos) : 135.49 kg

Carga viva a aplicar al modelo = 140.00 kg

3.3. Carga Viento (W):

Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020:

Velocidad de viento = 65.00 Km/hora

q (presion de viento Kg/m2) (Presion lateral) = 21.13 Kg/m2

q minimo = 25.00 Kg/m2

Carga Repartida viento vertical = 0.25 Kg/m2

Carga de Viento por nudo = 1.13 kg

Carga mínima de vienta a aplicar = 10.00 kg

B) Cargas a asignar a correas

Nota: Se diseño en función a la luz mayor de correas y de esta manera se uniformizó la sección (Correa entre ejes B y C). 3.4. Carga Muerta (D):

La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000

Se consideró el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometría de los elementos. La cobertura que estará apoyada sobre el techo se encuentra conformada por CALAMINON TIPO CU 3mm

Ancho Tributario = 1.90 ml

Longitud de correa = 6.00 ml

Peso de Cobertura = 2.60 kg/m2

Pendiente= 10.00%

Número de nudos superiores de correa = 5.00

Cobertura = 4.94 kg/ml

Acabados:Luminarias y elementos de

confinamiento = 3.00 kg/m2 5.70 kg/ml

Falso cielo raso 0.00 kg/m2 0.00 kg/ml

10.64 kg/ml Carga muerta por nudo: (10.24 * AT /número de nudos) : 12.77 kg

Carga muerta a aplicar al modelo = 13.00 kg

3.5. Carga Viva (L):

Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020:

Sobrecarga (Oficinas): 30.00 kg/m2

Carga viva por nudo: (30 x AT x Ltijeral /número de nudos) : 68.40 kg

Carga viva a aplicar al modelo = 70.00 kg

3.6. Carga Viento (W):

Se considera que habrá oficinas sobre la losa en una futura ampliación y así tenemos en la Norma E-020:

Velocidad de viento = 65.00 Km/hora

q (presion de viento Kg/m2) (Presion lateral) = 21.13 Kg/m2

q minimo = 25.00 Kg/m2

Carga Repartida viento vertical = 0.25 Kg/m2

Carga de Viento por nudo = 0.57 kg

JAVIER N. COLINA POZO INGENIERO CIVIL REG CIP 76289

4. ANALISIS ESTRUCTURAL:

La resistencia requerida de los elementos y sus conexiones fueron determinadas mediante un análasis elástico - lineal teniendo en cuenta las cargas que actuan sobre la estructura definidas anteriormente y con las combinaciones de carga correspondientes. 4.1. Combinaciones de Carga:

Se tuvieron en cuenta las combinaciones de carga factorizadas recomendadas por la Norma E-090 (aplicando el método LRFD) para determinar la resistencia requerida de los elementos que conforman la estructura. Así tenemos:

Diseño: Combinación 1: 1.4 D Combinación 2: 1.2 D + 1.6 L Combinación 3: 1.2 D + 1.6 L + 0.8 W Combinación 4: 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L Combinación 5: 1.2 D + 0.5 L Combinación 6: 0.9 D + 1.3 W

Envolvente : Comb1 + Comb2 + Comb3 + Comb4+ Comb5 + Comb6 Servicio:

Control de deflexión:

Dflx1 : D

Dflx2 : D + L + W

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MODELO ESTRUCTURAL CON CARGAS APLICADAS SELECCIÓN DE ELEMENTOS Y NORMATIVIDAD

Elemento Estructural

Descripción

Fy

Fu

Norma

Observaciones

1.0 Tijeral Principal

Elementos Estructurales

Tubo LAC

310 Mpa

228 Mpa

Astm A500

Medidas de acuerdo a Planos

Anclaje

Platinas

Plancha de

Acero

Estructural

250 Mpa

400 Mpa

Astm A36

Medidas de acuerdo a Planos

Barra Roscada

HILTI - HAS

Anclada con Sikadur 32 HI -

Mod Gel - Similar - Ver ficha

técnica

Soldadura General

E-70XX

Soldadura general

2.0 Correas

Elementos Estructurales

Tubo LAC

310 Mpa

228 Mpa

Astm A500

Medidas de acuerdo a Planos

Anclaje

Plancha de

Acero

Estructural

(Canal Doblado)

250 Mpa

400 Mpa

Astm A36

Medidas de acuerdo a Planos

Soldadura General

E-70XX

Soldadura general

3.0 Templadores

Elementos Estructurales

Barra lisa

415 Mpa

515 Mpa

Astm A706

Medidas de acuerdo a Planos

Soldadura General

E-70XX

Soldadura general

4.0 Cobertura

En laterales se deberá ejecutar

solución con Policarbonato el

cual estará sobre el calaminon

con pendiente hacia el interior.

Propiedades Mecánicas

Cobertura

Calimon Curvo

Cu-6 / Espesor

= 0.30mm - 25%

Traslúcido

1.0 TIJERAL

MODELO ESTRUCTURAL DE TIJERAL

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ASIGNACIONES DE CARGA A) Muerta

C) VIENTO

RESULTADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL

1. Desplazamientos: d z = 2.625 cm

2 Verificación de esfuerzos

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Se observa Carga axial = 6.93 Tn Compresión Diseño de Elemento Estructural

Sección asumida: ø3" x 3.0 mm Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2 Solicitaciones de carga: Pu = -6930 kg Propiedades de la Sección: K = 1 A = 6.90 cm2 L = 1.70 m rx = 2.59 cm ry = 2.59 cm Verifiación de esbeltez: K*L/rx = 65.64 < 200 OK K*L/ry = 65.64 < 200 OK Función de esbeltez: lc = 0.706 Q = 1 lc* Q^0.5 = 0.706 <=1.5 Si ==========> Si ==========> Por lo tanto : Fcr = 1887.55 kg/cm2 Øc Pn = 11068.9 kg

Øc Pn > Pu OK Usar sección asumida

E

Fy

r

KL

c

*

*



l







l





l

Fcr

Ag

cPn



0

.

85

*

*



1.0 CORREAS MODELO Y SECCIONES

ASIGNACIONES DE CARGA

RESULTADOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL

JAVIER N. COLINA POZO INGENIERO CIVIL REG CIP 76289

Carga axial = 759.28 Kg Tracción

Sección asumida: ø1.5" x 3.0 mm Fy = 2325 kg/cm2 E = 2040000 kg/cm2 Solicitaciones de carga: Pu = 759 kg Propiedades de la Sección: K = 1 A = 3.31 cm2 L = 1.00 m rx = 1.25 cm ry = 1.25 cm Verifiación de esbeltez: K*L/rx = 80.32 < 200 OK K*L/ry = 80.32 < 200 OK Función de esbeltez: lc = 0.864 Q = 1 lc* Q^0.5 = 0.864 <=1.5 Si ==========> Si ==========> Por lo tanto : Fcr = 1701.63 kg/cm2 Øc Pn = 4784.6 kg

Øc Pn > Pu OK Usar sección asumida

Conclusiones:

- Con la configuración geometrica, se han asumido secciones tubulares comerciales, las cuales asumen las fuerzas axiales sin mayor problema. El criterio para sumir secciones tubulares, al margen de las cargas pequeñas, es el peso para la trabajabilidad y el espesor para que las uniones puedan ser soldadas.

- Se observa que el tijeral es lo suficientemente rígido y que soporta ampliamente la deflexión máxima admisible (L/200).

E

Fy

r

KL

c

*

*



l







l





l

Fcr

Ag

cPn



0

.

85

*

*

