Memoria Calculo - Cobertura Parabolica

Esc. 1/50 .70 A .55 .70 B .50 2A 2A 2B 25.70 4.82 1A 1.23 1.23

TIPICO ENTRE VIGUETAS

2.42

3.70

4.11

3.70

2.42

DISEÑO DE COBERTURAS METALICAS

CODIGOS Y ESTANDARES PARA EL DISEÑO DE COBERTURA METALICA

- Reglamento Nacional De Edificaciones (RNE)

- Norma Peruana de cargas (E-020)

- Norma Peruana De Estructuras Metálicas (E-090)

- Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI -318-02).

- AISC Specification for Structural Steel Buildings – Allowable Stress Design ASD 1989

- UBC Uniform Building Code 1997

- International Building Code (IBC 2000)

- American Institute of Steel Construction: Manual ASD 89

ESPECIFICACIONES

- Velocidad del viento: 75 km/h

- Sobrecarga (S/C): 30 kg/m2 (techo con cobertura liviana)

CARGAS

I.- Análisis por carga vertical o de servicio

- Carga viva

- Carga muerta

II.- Análisis de Viento

VIII.3.1 DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS EN PATIO DE FORMACION

DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

-

eje A rc o eje A rc o ELEVACION

DETALLE VIGUETA METALICA VC-1 (DE COMPRESION) ESC. 1/ 25 PLANTA DETALLE 2 DETALLE 3 DETALLE 1 DETALLE 1 Esc: 1/10. CORTE A .30 .10 .25 .60

PLANTA

CORTE B

DETALLE VIGUETA METALICA VT-1 (VIGUETA DE TRACCION)

ej e A rc o

ELEVACION

-

-

CARGA DINAMICAS PUNTUALES EN LA ESTRUCTURA

Cargas Muerta: peso de la estructura metálica más cobertura (peso de cobertura aprox. 2.16 kg/m2)

Wd=10.16 kg/m2

Carga Viva reducida: 30 Kg/m2 Wlr=30.00 kg/m2

Carga de viento:

Se calcula según la expresión: Ph= 0.005.c.V2 (kg/m2)

Velocidad de diseño: 45 km/h (Ver mapa eólico- Zona: Cajamarca) Angulo de inclinación de superficie (θ): 9.36° (zona de Baja pendiente) 29.31º (Zona de alta pendiente)

Determinación de factor de forma C:

DESCRIPCION BARLOVENTO SOTAVENTO

Arcos +0.8 -0.5

Determinación de cargas de presión y succión Ph (Kg/m2):

DESCRIPCION Presión Succión

Barlovento Sotavento

22.50

-14.06

1a

CUADRO DE ARMADURAS AM-02

2a

2b BRIDA INF. - tipo a - tipo b 2"x2"x1/8" BRIDA SUP. - tipo a

ACERO A36 / G°60 (fy= 4200 kg/cm2)

3"x2"x1/4" 2"x2"x1/8"

3a DIAGONALES - tipo a

4 Ø 3/8" - liso COLGADORES 5 Ø 3/4 "- liso TENSORES

6b Ø 3/8" - liso ARRIOSTRES - tipo b

7a CUERDA SUP.- tipo a

1"x1"x1/8"

1"x1"x1/8"

7b 1"x1"x1/8" CUERDA INF.- tipo b MONTANTES - tipo a ESTRUCTURACION

Especificaciones – materiales empleados:

ACERO: Arcos metálicos: Fy = 36 KSI λc = 7.85 Tn/m3, Ec =_{2, 000,000 Kg/cm2}

Fu = 58 KSI u = 0.30

Corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, λc = 7.85 Tn/m3, Ec =2, 100,000 Kg/cm2

SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso) (en varillas)

_{Fexx = 70 KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)}

COBERTURA: _{Pu = 2.16 kg/m}2 _{(Planchas Tipo Onda; catalogo}

fabricante)

ARCOS METALICOS: El tipo de miembros estructurales empleados son perfiles tipo

ángulo y varillas de acero liso, con las siguientes características:

Nro Diametro (Ø) Peso Area Perimetro

Barra # pulg. cm Kg/m cm2 cm 2 1/4 0.6350 0.2483 0.3167 1.99 3 3/8 0.9525 0.5586 0.7126 2.99 4 1/2 1.2700 0.9931 1.2668 3.99 5 5/8 1.5875 1.5518 1.9793 4.99 6 3/4 1.9050 2.2346 2.8502 5.98 7 7/8 2.2225 3.0415 3.8795 6.98 8 1 2.5400 3.9726 5.0671 7.98

DISEÑO DEL ARCO METÁLICO (MODELO TRIDIMENSIONAL):

MODELAMIENTO EN SAP2000 V.15.0

DE LA ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL

NORMAS EMPLEADAS

- Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) - Normas Técnicas de Edificación (N.T.E):

- N.T.E E-020: CARGAS - N.T.E E-060: CONCRETO ARMADO

- N.T.E E-030: DISEÑO SISMORRESISTENTE - N.T.E E-090: ESTRUCTURAS METALICAS

- N.T.E E-050: SUELOS Y CIMENTACIONES - A.C.I 318 -2008 (American Concrete Intitute) - Building code Requirements for Structural Concrete - AISC - LRFD 99 MATERIALES EMPLEADOS ACERO: fy = = Fu = = ɣs = µ = Es =

SOLDADURA: Electrodos: Fexx = (E70 XX - AWS)

COBERTURA: Pu = (Perfil CURVO CU-6, catalogo del fabricante )

ESTRUCTURACION

7.85 Tn/m3

DISEÑO DE COBERTURA METALICA PARABOLICA

36.00 Ksi 58.00 Ksi 2530.00 kg/cm2 4080.00 kg/cm2 0.3 2040000.00 kg/cm2 70.00 Ksi 5.500 kg/m2

ESTADOS DE CARGA

CARGA MUERTA: El valor de las cargas muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos (cerchas metalicas, viguetas, arriostres, columnas, planchas,etc), según carácterísticas de los materiales.

- estructura metálica (a verificar) =

- luminarias =

- cobertura (catálogo del fabricante) = D =

CARGA VIVA: el valor de la carga viva empleada es de 30 kg/m2 (coberturas), según especificaciones de la NTP E-020 - 7.1

- SOBRECARGA =

L =

CARGA VIVA: el valor de la carga vica empleada es de 50 kg/m2 (coberturas), según especificaciones de la NTP E-020 - 7.1

- SOBRECARGA =

L =

- VELOCIDAD DE DISEÑO

Vh = Velocidad de Diseño en la altura h (km/h)

V = Velocidad de Diseño hasta 10m (Mapa Eolico) =

h = altura sobre el terreno =

Vh =

= (E.020 - 12.3)

- PRESION DEL VIENTO

Ph = Presión del viento a una altura h (kg/m2) C = factor de Forma

(Barlovento) (Sotavento)

Vh = velocidad de diseño en la altura h

BARLOVENTO

- considerando presion Ph = Barlovento

- considerando succion Ph = Barlovento

SOTAVENTO

- Se tiene succion Ph = Sótavento

viento en arcos metalicos

θ = (angulo promedio en zona en baja pendiente)

θ = (angulo promedio en zona en alta pendiente)

9.36° 29.31° 6.000 kg/m2 2.000 kg/m2 2.160 kg/m2 10.160 kg/m2 30.000 kg/m2 30.000 kg/m2 75.00 Km/h Vhmin 50.000 kg/m2 50.000 kg/m2 45.00 Km/h 10.65 m 45.63 Km/h 0.80 -0.50 22.50 kg/m2 -14.06 kg/m2 -22.50 kg/m2

CARGAS EN LOS NUDOS

Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior, según el caso mas critico en cada direccion

A = ancho tributario entre arcos

B = ancho tributario entre nudos de brida superior n = numero de bridas superiores comprendidas en "A"

CARGA MUERTA (PD) PD =

CARGA VIVA DE TECHO (PLr) PLr =

CARGA DE VIENTO (W) - ARCOS Pw = ( ρh)(A)(B)/n =

BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:

Pwx = Pw*sen( θ) Pwx = Pw*cos( θ)

θ = Pwx = (zona de baja pendiente)

Pwy =

θ = Pwx = (zona de alta pendiente)

Pwy =

BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:

Pwx = Pw*sen( θ) Pwx = Pw*cos( θ)

θ = Pwx = (zona de baja pendiente)

Pwy =

θ = Pwx = (zona de alta pendiente)

Pwy =

SOTAVENTO: se tiene succion en el sotavento

Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: Pwx = Pw*sen( θ) Pwx = Pw*cos( θ)

θ = Pwx = (zona de baja pendiente)

Pwy =

θ = Pwx = (zona de alta pendiente)

Pwy = COMBINACIONES DE CARGA especificaciones LRFD -99 -20.91 kg 29.31° -10.37 kg -18.48 kg -33.45 kg 29.31° 16.60 kg -29.56 kg 9.36° -3.45 kg -21.19 kg 16.60 kg 29.56 kg 9.36° 5.51 kg 9.36° 29.31° 5.51 kg 33.45 kg 33.90 kg 4.90 m 0.615 m 2 Barlovento Sotavento 15.31 kg 45.20 kg

COMBINACIONES DE CARGA

especificaciones LRFD -99

Se entiende que las combinaciones corresponden a los casos más críticos

De dichas combinaciones, el diseño Estructural se efectúa con la “ENVOLVENTE” definida con dichas combinaciones

CARGA VIVA

CARGA DE VIENTO SOTAVENTO

C 1.00 3 0.35 S3 1.00 1.60 1.10 8.0 8.0 La Lp 1.00 1.00 1.00 1.00 La Lp 1.00 1.00 8.0000 1.00 1.00 8.0000 1.00 C T (s) C/R ZUCS/R C/R ZUCS/R 2.50 0.00 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.02 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.04 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.06 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.08 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.10 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.12 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.14 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.16 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.18 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.20 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.25 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.30 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.35 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.40 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.45 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.50 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.55 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.60 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.65 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.70 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.75 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.80 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.85 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.90 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 0.95 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.50 1.00 0.3125 0.1203 0.3125 0.1203 2.27 1.10 0.2841 0.1094 0.2841 0.1094 2.08 1.20 0.2604 0.1003 0.2604 0.1003 1.92 1.30 0.2404 0.0925 0.2404 0.0925 1.79 1.40 0.2232 0.0859 0.2232 0.0859 1.67 1.50 0.2083 0.0802 0.2083 0.0802 1.56 1.60 0.1953 0.0752 0.1953 0.0752 1.38 1.70 0.1730 0.0666 0.1730 0.0666 1.23 1.80 0.1543 0.0594 0.1543 0.0594 1.11 1.90 0.1385 0.0533 0.1385 0.0533 1.00 2.00 0.1250 0.0481 0.1250 0.0481 0.83 2.20 0.1033 0.0398 0.1033 0.0398 0.69 2.40 0.0868 0.0334 0.0868 0.0334 0.59 2.60 0.0740 0.0285 0.0740 0.0285 0.51 2.80 0.0638 0.0246 0.0638 0.0246 0.44 3.00 0.0556 0.0214 0.0556 0.0214 0.25 4.00 0.0313 0.0120 0.0313 0.0120 Sa X-X Sa Y-Y

ESPECTRO INELASTICO DE SISMO SEGÚN NORMA SISMORESISTENTE E.030 - 2016 U

Z Tp (s)

Rx S

Concreto Armado, Porticos Categoria Edificio Zona Sísmica Tipo de Suelo Coeficicente de Red. X-X Regular factor a escalar Ry a usar =

Coeficicente de Red. Y-Y Concreto Armado, Porticos

Ry Irregular Irregular TL (s) Direccion X Direccion Y Regular Rx a usar = 0. 00 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 10 0. 12 0. 14 0. 00 1. 00 2. 00 3. 00 4. 00 5. 00 6. 00 7. 00 8. 00 9. 00 10.00 Z U C S /R PERIODO T

ESPECTRO DE SISMO NORMA SISMORESISTENTE E.030 - 2016

Sa X-X Sa Y-Y

SECCIONES EN EL ARCO

se chequea lo mismo para todos los elementos

CHEQUEO DE SECCIONES