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1. INTRODUCCIN.
El diseo de estructuras metlicas es una prctica ingenieril que en los ltimos aos ha tenido
una muy buena aceptacin por su versatilidad y tiempo de construccin en especial para la
construccin de cerchas con perfiles de acero laminado en caliente, las cuales se pueden
observar en un gran nmero de aplicaciones como coliseos, prticos, mesaninis, bodegas etc. .
A continuacin se mostrara el procedimiento para el diseo de una estructura metlica con
acero laminado en caliente mediante el mtodo desarrollado en el curso y con la ayuda del
programa algor, la cubierta a disear est basada en la estructura que se encuentra en el
coliseo del colegio Inmaculado Corazn de Mara "Franciscanas" del cual se obtuvieron las
medidas de la locacin para el diseo de la cubierta.
Se tendrn en cuenta las normas y cdigos que reglamentan la construccin y el diseo de
estructuras metlicas en acero, de manera que la estructura pueda soportar las cargas para las
cuales ser diseada en condiciones normales de uso. Se analizaran las diferentes
combinaciones de carga a las cuales estar sometida la estructura y se diseara para la mas
critica, adems se tendrn en cuenta los costos de material y mano de obra.
2. OBJETIVOS.
2.1. OBJETIVO GENERAL.
Aplicar lo aprendido en el curso de estructuras metlicas mediante el diseo de la cercha que
se encuentra en el coliseo de las pachas ubicado en la va a la vereda mundo nuevo.
2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.
Determinar las cargas que actan en cada uno de los elementos de la cercha mediante la
utilizacin del programa Algor.
Calcular y determinar las diferentes cargas (muertas, vivas, de viento, de sismo) que
actan sobre una estructura metlica mediante las combinaciones de carga que se
especifican en el cdigo de construccin de estructuras metlicas.
Utilizando las combinaciones de carga ms criticas, realizar el diseo de cada elemento
para que soporte de manera efectiva esta carga teniendo en cuenta los diferentes
parmetros desarrollados durante el curso.
Hacer uso de los catlogos de las empresas que fabrican los perfiles de acero utilizados en
el mercado nacional para el diseo de esta estructura.
Realizar el anlisis de costos y de mano de obra correspondientes a la realizacin del
proyecto.
3. DESCRIPCIN DEL PROYECTO.
3.1. UBICACIN.
Las instalaciones de la localidad a la que se le realizara el diseo de la cubierta, estn
ubicadas en el colegio Inmaculado Corazn de Mara "Franciscanas", el cual se encuentra
ubicado en la va a la vereda mundo nuevo.
3.2. UTILIZACIN.
Esta estructura se utilizara para la cubierta de un coliseo deportivo, el cual tiene la funcin de
albergar una gran cantidad de personas para presenciar actos deportivos y culturales, por lo
tanto es de vital importancia el diseo de esta cubierta ya que cualquier error dentro de los
parmetros admitidos para el desarrollo del proyecto tendran consecuencias nefastas con la
integridad de los usuarios de este coliseo.
3.3. DESCRIPCIN
La estructura deber de cubrir un rea que se compone de 39.25 m de ancho por 40.8 m de
largo, para lo cual se utilizaran cinco cerchas tipo Howe con una cuerda inferior de una
longitud de 42.46 m y una altura de 6 m lo cual nos proporciona un pendiente de 27% con una
ngulo de 150; a lo largo del terreno, las cerchas se apoyaran en columnas de concreto
distanciadas entre si 6.8 m medidos desde los centros de cada columna.
Planos del rea para cubrir: (medidas en metros)
Cercha a utilizar: (medidas en metros)
Esta cubierta se compondr de las cinco cerchas referenciadas anteriormente en las cuales se
posicionaran 27 vigas de techo sobre las cuerdas superiores, las vigas de techo estarn
distanciadas entre si 1.69 m, y entre cada una de las cerchas se pondrn 2 tirantillos
igualmente espaciados.
Vista superior de la cubierta:
4. DISEO DE LAS VIGAS DE TECHO Y TIRANTILLO.
4.1. BARRA INFERIOR DE VIGA DE TECHO.
Wt = 18 [Kg/m2] peso de las tejas
Wcr = 17 [Kg/m2] peso del cielo raso
Wvt = 5 [Kg/m2] peso viga de techo
D = Wt + Wcr + Wvt carga muerta
Lv = 35 [Kg/m2] carga viva
Wvp = 10 [Kg/m2] carga viento a presin
Wvs = 30 [Kg/m2] carga viento a succin
h = 0,3 [m] distancia entre las varillas superiores y la inferior
Lu = 1,69 [m] longitud de teja
L = 6,8 [m] distancia entre cerchas
B = 15 ngulo de elevacin de la cercha
Combinacin 1
Pt1 = 1,4*D*p
Combinacin 2
Pt2 = ((1,2*D) + (1,6*Lv) + (0,8*Wvp/cos (B)))*p
Combinacin 3
Pt3 = ((1,2*D) + (1,6*Lv) - (0,8*Wvs/cos (B)))*p
Combinacin 4
W = D*Lu*L peso correa
Pt = W*0,625 0,625 es el factor de sismo
Ps = Pt/3 carga por varilla
R = 1 factor de disipacin para vigas de techo
E = Ps/R
Pt4 = (1,2*D*p) + E
Ya que la combinacin ms critica es la 2, Pt2 = 3531 Kg, se diseara en base a esta carga.
Fy = 2500 [Kg/cm2] esfuerzo de fluencia acero A36
= 0,9
Pt2 = Fy**Ag
Se requiere de una varilla de un rea mnima Ag = 1,57 cm2 para la barra inferior de la viga
de techo.
4.2. BARRAS SUPERIORES VIGA DE TECHO.
Lu = 1,69 [m] longitud teja
L = 6,8 [m] distancia entre cerchas
hx = 0,12 [m] distancias entre las barras sometidas a compresin de la viga
de techo
WD = 40 [Kg/m2] carga muerta
WL = 35 [Kg/m2] carga muerta
D = WD*Lu
Lv = WL*Lu
B = 15,78 ngulo de inclinacin de la cercha
qx = ((1,2*D) + (1,6*Lv))*sin (B)
Mmax = (1/32)*qx*(L^2)
Pc = Mmax/hx
Pt2 = 3531 Pt2 = 3531 combinacin mas critica en el diseo de la barra
inferior
Pci = Pt2/2
Pcmax = Pci + Pc
E = 1,5 E = dimetro de la varilla a utilizar en [cm]; asumo varilla de 15 mm de
dimetro"
Ag = (pi/4)*E^2 rea de la barrilla asumida
rxx = E/4
K = 1
Log = 34 distancia entre puntos de unin barras diagonales viga de techo
T = K*Log/rxx
Lamda = (T/pi)*(36/29000)^(1/2)
Fcr = (0,658^(Lamda^(2)))*2500 utilizamos esta formula de Fcr ya que lamda = 0.95, es
menor a 1,5
= 0,9
Pcres = *Fcr*Ag
Ya que Pcres = 2579 Kg que es la carga que puede soportar la barra, es mayor que Pcmax =
2313 Kg que es la carga mxima a la que esta sometida la barra, podemos concluir que la
varilla que se asumi sirve para soportar las cargas de diseo, y tambin la puedo utilizar para
la barra inferior ya que tiene un rea A = 1.767 cm2 mayor a la requerida segn el diseo que
es de A = 1.57 cm2, por lo tanto se utilizaran varillas de 15 mm de dimetro para las tres
barras principales de la viga de techo.
4.3. BARRAS TRANSVERSALES VIGA DE TECHO.
WD = 40 [Kg/m2] carga viva
WLv = 35 [Kg/m2] carga muerta
Wv = 10 [Kg/m2] carga de viento
Lu = 1,69 [m] longitud teja
L = 6,8 [m] distancia entre cerchas
h = 30 [cm] distancia entre barras sup. e inf. de viga techo
Lt = 34 [cm] distancia entre uniones barras trasversales viga techo
B = 15
D = WD*Lu
Lv = WLv*Lu
v = Wv*Lu
qv = ((1,2*D)+(1,6*Lv))*cos(B)+(0,8*v)
Vcort = (qv*L)/2
G = 60,46 tan G = 30/17; G=60,46 es el ngulo entre la barra inferior
y la transversal de la viga de techo
Pe = Vcort/(sin(G))
Lb.t.vt = ((h^2)+((Lt/2)^2))^(1/2) longitud barras transversales viga techo
K = 4
r = 1
T = (K*Lb.t.vt)/r
Lamda = (T/pi)*(36/29000)^(1/2)
Fcr = 0,877*(2500/(Lamda^2))
Fi = 0,9
E = 1,2 E es el dimetro de la varilla a utilizar en cm, asumo varilla de 12 mm
Ag = ((pi/4)*E^2)
Pe.res = Fi*Fcr*Ag
Ya que con la varilla asumida se obtiene una resistencia de Pe.res = 932.7 Kg, suficiente para
soportar la carga a la cual esta sometida la barra que es de Pe = 716.3 Kg, utilizaremos
varillas de 12 mm de dimetro para esta seccin de la viga de techo.
En conclusin, para la viga de techo se utilizaran varillas lisas de 15 mm de dimetro para las
tres barras principales de esta y de 12 mm de dimetro para las barras transversales de la viga
de techo, de acero A36.
4.4. TIRANTILLOS.
Fy = 2500 [Kg/cm2] Esfuerzo de fluencia del acero A36
Wt = 18 [Kg/m2] peso de las tejas
Wcr = 17 [Kg/m2] peso del cielo raso
Wvt = 5 [Kg/m2] peso viga de techo
D = Wt + Wcr + Wvt carga muerta
V = 35
Lu = 1,69 [m] longitud de teja
L = 6,8/3 [m] distancia entre tirantillos
B = 15 [m] ngulo de elevacin de la cercha
PD = D*Lu*L
PV = V*Lu*L
P = 1,2*PD+1,6*PV
P_pri = P*sin (B)
P_pritot = P_pri*13 en cada costado de la cuerda superior se encuentran 13 vigas de techo
FLUENCIA EN EL AREA TOTAL
P_pritot = 0,9*Fy*Ag
FRACTURA AREA NETA EFECTIVA
diam = 1,2 dimetro de la varilla asumida en cm, se asumi varilla de 12 mm de
dimetro
A = (pi/4)*(diam^2) rea de la varilla asumida
res = 0,75*4000*A carga que resiste la varilla
La varilla estar sometida a una carga mxima de P_pritot = 1340 Kg para lo cual se
necesitara de una varilla de una rea mnima de 0.5958 cm2, por lo tanto se utilizara una
varilla de 12 mm de dimetro que tiene un rea de 1.131 cm2 de acero A36, que posee una
resistencia de res = 3393 Kg segn el anlisis de fractura del rea neta efectiva.
5. ANALISIS DE CARGAS PARA LA CERCHA
5.1. CARGA MUERTA Y SISMO.
Wt = 18 [Kg/m2] peso tejas
Wcr = 17 [Kg/m2] peso cielo raso
Wvt = 5 [Kg/m2] peso viga techo
WD = Wt + Wcr + Wvt peso carga muerta
Lt = 1,69 [m] longitud teja
Lvt = 6,8 [m] longitud viga techo
QD = WD*Lt carga muerta
RD = (QD*Lvt)/2 reaccin carga muerta en los nodos
ngulos exteriores que se asumen inicialmente b*t = 75 mm * 6 mm; a = 872 mm2
Lext = 174,6
Wext = 6,85
Qwext = Wext*Lext peso de los ngulos externos
ngulos interiores que se asumen inicialmente b*t = 38 mm * 3 mm; a = 222 mm2
Lint = 419,484
Wint = 1,74
Qwint = Wint*Lint peso de los ngulos internos
n = 27 nmero de nodos
PD = (RD*2) + ((Qwext+Qwint)/n) Carga muerta a ubicar en cada nodo de la estructura
R = 2 factor de disipacin de energa para las cerchas
2,5*a*I = 0,625; a = 2,5 en Pereira; I = 1
E = (PD*0,625)/R Carga de sismo a ubicar en cada nodo de la estructura para
analizarla
Resultados
PD = 531 Kg = 5210 N
E = 165.9 Kg = 1630 N
5.2. CARGA VIVA.
WL = 35 [Kg/m2] carga viva para una pendiente mayor a 20%
Lt = 1,69 [m] longitud teja
Lvt = 6,8 [m] longitud viga techo
QL = WL*Lt carga viva por metro
RL = (QL*Lvt)/2 reaccin carga viva en los nodos
PL = (RL*2) Carga viva a ubicar en cada nodo de la estructura para
analizarla
Resultados
PL = 402.2 Kg = 3950 N
5.3. CARGA DE VIENTO.
Lt = 1,69 [m] longitud teja
Lvt = 6,8 [m] longitud viga techo
VIENTO A PRESIN
Wvp = 10 [Kg/m2] carga viento a presin
Qvp = Wvp*Lt carga viento a presin por metro
Rvp = (Qvp*Lvt)/2 reaccin viento a presin en los nodos
Pvp = (Rvp*2) carga de viento a presin a ubicar en cada nodo de la
estructura perpendicular a la cercha
Pvpx = sin (15)*Pvp cargas horizontales y verticales a ubicar en los nodos
Pvpy = cos (15)*Pvp
VIENTO SUCCIN
Wvs = 30 [Kg/m2] carga viento a succin
Qvs = Wvs*Lt carga viento a succin por metro
Rvs = (Qvs*Lvt)/2 reaccin viento a succin en los nodos
Pvs = (Rvs*2) carga de viento a succin a ubicar en cada nodo de la
perpendicular a la cercha
Pvsx = sin (15)*Pvs cargas horizontales y verticales a ubicar en los nodos
Pvsy = cos (15)*Pvs
Resultados
Pvpx = 310 N viento a presin en x
Pvpy = 1090 N viento presin en y
Pvsx = 920 N viento succin en x
Pvsy = 3260 N viento succin en y
6. ANALISIS EN ALGOR.
Para el anlisis en Algor se utilizaron cuatro grupos distintos, segn el tipo de carga a los que
estaba siendo sometido el elemento para de esta manera utilizar una seccin de acero que
soporte efectivamente estas cargas. Inicialmente se adoptaron las siguientes caractersticas de
los grupos:
Grupo 1: Angulo de alas iguales de 75 mm x 6 mm; a = 872 mm2 (VERDE)
Grupo 2: Angulo de alas iguales de 75 mm x 6 mm; a = 872 mm2 (ROJO)
Grupo 3: Angulo de alas iguales de 38 mm x 3 mm; a = 222 mm2
(MARRON)
Grupo 3: Angulo de alas iguales de 38 mm x 3 mm; a = 222 mm2
(AZUL)
Todos los ngulos que se van a utilizar para este diseo son de acero A36.
6.1. CARGAS DE LA CERCHA.
Carga muerta PD = 5210 N
Carga viva PL = 3950 N
Carga de sismo E = 1630 N
Carga de viento a presin Pvpx = 310 N
Pvpy = 1090 N
Carga de viento a succin Pvsx = 920 N
Pvsy = 3260 N
6.4. RESULTADOS DE CARGA DEL ANALISIS EN ALGOR.
Las tablas con los resultados del anlisis se adjuntaran en el ANEXO 1 debido a la extensin
de estas.
Luego de haber obtenido los resultados de la carga axial a la cual esta sometido cada elemento
de la cercha debido a las cargas (muerta, viva, sismo y de viento) que se cargaron con el
Algor en la cercha, se proceder a realizar todas las combinaciones de carga especificadas en
el cdigo sismo resistente para cada uno de los elementos que conforman la cercha y
posteriormente se pasara a disear el miembro que presente la mayor carga para cada grupo
obtenida de las combinaciones de carga aplicadas.
Combinaciones de carga:
Combinacin Formula
1 1,4D
2 1,2D+1,6L+0,5*LR
3 1,2D+1,6LR+0,5L
4 1,2D+1,6LR+0,8WP
5 1,2D+1,6LR+0,8WS
6 1,2D+1,3WP+0,5L+0,5LR
7 1,2D+1,3WS+0,5L+0,5LR
8 1,2D+1*E.DER+0,5*L
9 1,2D+1*E.IZQ+0,5*L
10 0,9D+1,3WP
11 0,9D-1,3WS
12 0,9D-1*E.DER
13 0,9D-1*E.IZQ
Resultados de las combinaciones de carga:
Cargas soportadas
Grupo
Max tracc.
[N]
Max comp.
[N]
1 380153 -28086
2 399 -297591
3 138928 -189295
4 262040 -71778
Segn lo obtenido con las combinaciones de carga, podemos observar:
El grupo 1 esta sometido principalmente a cargas de tensin, por lo tanto los elementos que conforman este grupo se disearan a traccin y se chequearan a compresin con las
cargas criticas obtenidas en las combinaciones de carga analizadas.
El grupo 2 esta sometido principalmente a cargas de compresin, por lo tanto los elementos que conforman este grupo se disearan a compresin y se chequearan a traccin
con las cargas criticas obtenidas en las combinaciones de carga analizadas.
El grupo 3 esta sometido a ambos tipos de carga, pero la ms crtica es la carga de compresin; por lo tanto los elementos que conforman este grupo se disearan a
compresin y se chequearan a traccin con las cargas crticas obtenidas en las
combinaciones de carga analizadas.
El grupo 4 esta sometido principalmente a cargas de tensin, por lo tanto los elementos que conforman este grupo se disearan a traccin y se chequearan a compresin con las
cargas criticas obtenidas en las combinaciones de carga analizadas.
7. DISEO DE LOS ELEMENTOS DE CADA GRUPO.
Los grupos que conforman la cercha que se esta diseando estarn conformados por dos
ngulos de alas iguales formando una u, de acero A36 obtenidos de los catlogos
proporcionados por Diaco.
Geometra de la disposicin de los ngulos para el diseo.
7.1. DISEO GRUPO 1.
DISEO A TRACCIN
Angulo 75 x 6
b 75 cm
t 0,6 cm
I 45,8 cm4
A 8,72 cm2
X-barra 2,05 cm
Y-barra 2,05 cm
r zz 1,43 cm
Long. Elem. 163 cm
E 2030000 Kg/cm2
G 784000 Kg/cm2
Fy 248 MPa
Tu = 380153 N
Tu = 0,9*Fy*Ag
Ag = 8.52 cm2 OK, El rea del ngulo seleccionado es mayor a la requerida
CHEQUEO A COMPRESIN
Rn = 0,85*Fcr*(2*A)*9,80665 Rn = 278466 N > 28100 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
7.2. DISEO GRUPO 2.
DISEO A COMPRESIN
Angulo 75 x 9
b 75 cm
t 0,9 cm
I 65,38 cm4
A 12,77 cm2
X-barra 2,18 cm
Y-barra 2,18 cm
r zz 1,43 cm
Long. Elem. 169 cm
E 2030000 Kg/cm2
G 784000 Kg/cm2
Fy 248 MPa
b/t = 8.33 < 12 Son ngulos no esbeltos.
Rn = 0,85*Fcr*(2*A)*9,80665 Rn = 396787 N > 297600 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
FLEXO TORSION
RnFT = 0,85*(2*A)*FcrFT*9,80665 RnFT = 373915 N > 297600 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
CHEQUEO A TRACCIN
Tu = 399 N
Tu = 0,9*Fy*Ag
Ag = 0.0089 cm2 OK, El rea del ngulo seleccionado es mayor a la requerida
7.3. DISEO GRUPO 3.
DISEO A COMPRESIN
Angulo 50 x 6
b 5 cm
t 0,6 cm
I 12,89 cm4
A 5,68 cm2
X-barra 1,45 cm
Y-barra 1,45 cm
r zz 0,95 cm
Long. Elem. 78,05 cm
E 2030000 Kg/cm2
G 784000 Kg/cm2
Fy 248 MPa
b/t = 8.33 < 12 Son ngulos no esbeltos.
Rn = 0,85*Fcr*(2*A)*9,80665 Rn = 205535 N > 189300 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
FLEXO TORSION
RnFT = 0,85*(2*A)*FcrFT*9,80665 RnFT = 210490 N > 189300 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
CHEQUEO A TRACCIN
Tu = 138928 N
Tu = 0,9*Fy*Ag
Ag = 3.112 cm2 OK, El rea del ngulo seleccionado es mayor a la requerida
7.4. DISEO GRUPO 4.
DISEO A TRACCIN
Angulo 63 x 6
b 6,3 cm
t 0,6 cm
I 26,57 cm4
A 7,27 cm2
X-barra 1,76 cm
Y-barra 1,76 cm
r zz 1,2 cm
Long. Elem. 301 cm
E 2030000 Kg/cm2
G 784000 Kg/cm2
Fy 248 MPa
Tu = 262040 N
Tu = 0,9*Fy*Ag
Ag = 5.87 cm2 OK, El rea del ngulo seleccionado es mayor a la requerida
CHEQUEO A COMPRESIN
Rn = 0,85*Fcr*(2*A)*9,80665 Rn = 85224 N > 71800 N OK, La seccin seleccionada resiste la carga a la que esta sometida
NOTA
Luego de tener los ngulos que soportan las cargas segn los anlisis realizados, se realiza de
nuevo el anlisis de fuerzas para cargar en Algor, lo que nos arroja los siguientes resultados:
PD = 5836 N
E = 1824 N
PL = 3950 N
Pvpx = 310 N
Pvpy = 1090 N
Pvsx = 920 N
Pvsy = 3260 N
En vista de que el la cercha diseada es un elemento determinado, las cargas no varan en
funcin de las nuevas areas que se tienen, y la variacin en las cargas muerta y de sismo
debido al cambio en el peso de los ngulos no es significativa ya que las cargas nuevas solo
aumentan en 820 N entre las cargas muerta y de sismo, por lo tanto no se considera necesario
cargar de nuevo la estructura.
8. DISEO DE CONEXIONES.
8.1. DISEO DE ENLACES.
Para las varillas de enlace, se diseara la del elemento que tiene mayor resistencia para
homogenizar las varillas de enlace en toda la estructura utilizando una longitud de enlace de
28,87 cm y un ngulo de unin de 60 grados.
= 60 F = 397800 [N]
F = 40564 [Kg]
Fenl = (0,02*F)/(2*sin()) fuerza que debe de soportar el enlace
D = 1 dimetro de la varilla que se asume [cm]
K = 1
L = 28,87 longitud de la varilla de enlace [cm]
r = D/4
A = (pi*(D^2))/4
Fy = 2500 [Kg/cm2]
Resb = (K*L)/r Resb = 115.5 < 140
lamda = (Resb/pi)*(36/29000)^(1/2)
Fcr = (0,658^(lamda^2))*Fy
Rn = 0,85*Fcr*A OK, La seccin seleccionada resiste ya que la carga a la que esta sometida Fenl = 468,4 Kg < Rn = 827.1 Kg
8.2. DISEO DE LAS SOLDADURAS.
Segn las especificaciones del los ngulos seleccionados para cada uno de los grupos, y
teniendo en cuenta que la soldadura debe de soportar la mitad de la carga a la cual esta
sometida la seccin. Se chequearon todos los grupos a los siguientes estados lmites:
Diseo de los cordones de soldadura
Rn Lw1 = 0,75 * 0,707 * TW * 0,6 * FEXX * LW1
Rn Lw2 = 0,75 * 0,707 * TW * 0,6 * FEXX * LW2
FExx = 490 [MPa]
Fluencia en el rea total:
Rn Fluencia = 0,9*Fy*Ag un-ngulo
Fractura en el rea neta efectiva:
Rn Fractura = 0,75*Fu*Ae Ae = Ag real-utilizar*U
Ruptura del bloque de cortante:
Rn Bloque-cortante = 0,75*(com1+(Fy*Ant)) porque Tu*Anv > Fu*Ant
Fractura por cortante en el rea adyacente al cordn de soldadura
Rn ady-cordon = 0,75*(t*(L_W1+L_W2))*0,6*Fu
Resultados
Grupo 1
A 872 [mm2]
Tw1 6 [mm]
Tw2 6 [mm]
Lw1 148 [mm]
Lw2 55,67 [mm]
Tu/2 190500 [N]
A Fluencia 853,5 [mm2]
Rn Fractura 225364 [N] Rn Bloque-cortante 221962 [N] Rn ady-cordon 219958 [N]
Grupo 2
A 1277 [mm2]
Tw1 6 [mm]
Tw2 6 [mm]
Lw1 113 [mm]
Lw2 46,3 [mm]
Tu/2 149000 [N]
A Fluencia 667,6 [mm2]
Rn Fractura 309189 [N] Rn Bloque-cortante 260561 [N] Rn ady-cordon 258061 [N]
Grupo 3
A 568 [mm2]
Tw1 6 [mm]
Tw2 6 [mm]
Lw1 72,11 [mm]
Lw2 29,45 [mm]
Tu/2 95000 [N]
A Fluencia 425,6 [mm2]
Rn Fractura 136136 [N] Rn Bloque-cortante 110751 [N] Rn ady-cordon 109690 [N]
Grupo 4
A 727 [mm2]
Tw1 6 [mm]
Tw2 6 [mm]
Lw1 101,3 [mm]
Lw2 39,28 [mm]
Tu/2 131500 [N]
A Fluencia 489,2 [mm2]
Rn Fractura 180212 [N] Rn Bloque-cortante 153248 [N] Rn ady-cordon 151834 [N]
9. COSTOS DEL PROYECTO
9.1. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIO PARA CERCHA.
1. EQUIPO DESCRIPCIN TIPO TARIFA/HORA RENDIMIENTO VALOR UNITARIO
Andamios y torre ESTRUCTURAL $ 10.000,00 16 $ 160.000,00
Herramienta menor VARIA $ 1.000,00 6 $ 6.000,00
Equipo soldadura elctrica VARIA $ 3.025,00 16 $ 48.400,00
SUB-TOTAL $ 214.400,00
2. MATERILAES EN OBRA DESCRIPCIN UNIDAD COSTO UNITARIO CANTIDAD VALOR UNITARIO
Angulo (75 x 6) mm ML $ 18.011,70 85 $ 1.530.991,66
Angulo (75 x 9) mm ML $ 25.216,70 90 $ 2.269.500,00
Angulo (50 x 6) mm ML $ 11.208,30 173 $ 1.972.666,66
Angulo (63 x 6) mm ML $ 14.800 248 $ 3.670.400,00
Varilla lisa 10 mm ML $ 1.208,33 2057 $ 2.485.534,81
Soldadura WA-6013 3/32" Kg $ 5.870 18 $ 105.660,00
SUB-TOTAL $ 12.034.753,13
2. MANO DE OBRA TRABAJADOR JORNAL TOTAL PRESTACIONES RENDIMIENTO VALOR UNITARIO
Cuadrilla ensamble y montaje $ 106.357,00 0,00% 0,5 $ 212.714,00
SUB-TOTAL $ 212.714,00
TOTAL COSTO DIRECTO $ 12.461.867,13
PRECIO UNITARIO TOTAL APROXIMADO AL PESO $ 12.461.867,00
9.2. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS PARA VIGA DE TECHO.
1. EQUIPO DESCRIPCIN TIPO TARIFA/HORA RENDIMIENTO VALOR UNITARIO
Andamios y torre ESTRUCTURAL $ 10.000,00 1,3 $ 13.000,00
Herramienta menor VARIA $ 1.000,00 1/2 $ 500,00
Equipo soldadura elctrica VARIA $ 3.025,00 1,3 $ 3.932,50
SUB-TOTAL $ 17.432,50
2. MATERILAES EN OBRA DESCRIPCIN UNIDAD COSTO UNITARIO CANTIDAD VALOR UNITARIO
Varilla lisa 15 mm ML $ 3.190,00 21 $ 66.990,00
Varilla lisa 12 mm ML $ 2.040,33 14 $ 28.564,60
Soldadura WA-6013 3/32" Kg $ 5.870 1/18 $ 326,11
SUB-TOTAL $ 95.880,70
2. MANO DE OBRA TRABAJADOR JORNAL TOTAL PRESTACIONES RENDIMIENTO VALOR UNITARIO
Cuadrilla ensamble y montaje $ 106.357,00 0,00% 6 $ 17.726,20
SUB-TOTAL $ 17.726,20
TOTAL COSTO DIRECTO $ 131.039,40
PRECIO UNITARIO TOTAL APROXIMADO AL PESO $ 131.039,00
9.3. COSTO TOTAL DEL PROYECTO.
Para obtener el costo total del proyecto se debe de tener en cuenta:
Nmero de cerchas: 5
Nmero de vigas de techo: 162
Nmero de tejas #6: 1222
AIU (Administracin, imprevistos y utilidades): (25%) Costo total directo
TOTAL COSTO DIRECTO CERCHAS $ 62.339.335,00
TOTAL COSTO DIRECTO VIGAS DE TECHO $ 21.228.318,00
TOTAL COSTOS DIRECTOS TEJAS $ 21.568.300,00
COSTO TOTAL DIRECTO $ 105.135.953,00
AIU $ 26.283.988,25
COSTO TOTAL DEL PROYECTO $ 131.419.941,25
COSTO TOTAL DEL PROYECTOAPROXIMADO AL PESO $ 131.419.941,00
Se debe de tener en cuenta que este valor es un aproximado, ya que podra variar en fusin de
los descuentos que podran hacer los proveedores debido a la compra en gran cantidad de los
materiales requeridos.
Tambin se debe de tener en cuenta que los costos del ensamble de la estructuran varan con
respecto al contratista que construya la obra, ya que estos no manejan un precio estndar.
10. LONGITUDES Y CANTIDAD DE MATERIAL A CORTAR PARA LA CERCHA.
Grupo 1 # Elemento Angulo Longitud [m]
cortar [m] Cantidad
1 75 x 6 1,633 2 2 75 x 6 1,633 2 3 75 x 6 1,633 2 4 75 x 6 1,633 2 5 75 x 6 1,633 2 6 75 x 6 1,633 2 7 75 x 6 1,633 2 8 75 x 6 1,633 2 9 75 x 6 1,633 2
10 75 x 6 1,633 2 11 75 x 6 1,633 2 12 75 x 6 1,633 2 13 75 x 6 1,633 2 14 75 x 6 1,633 2 15 75 x 6 1,633 2 16 75 x 6 1,633 2 17 75 x 6 1,633 2 18 75 x 6 1,633 2 19 75 x 6 1,633 2 20 75 x 6 1,633 2 21 75 x 6 1,633 2 22 75 x 6 1,633 2 23 75 x 6 1,633 2 24 75 x 6 1,633 2 25 75 x 6 1,633 2 26 75 x 6 1,633 2
Grupo 2 # Elemento Angulo Longitud [m]
cortar [m] Cantidad
1 75 x 9 0,345 2 2 75 x 9 0,345 2 3 75 x 9 1,69 2 4 75 x 9 1,69 2 5 75 x 9 1,69 2 6 75 x 9 1,69 2 7 75 x 9 1,69 2 8 75 x 9 1,69 2 9 75 x 9 1,69 2
10 75 x 9 1,69 2 11 75 x 9 1,69 2 12 75 x 9 1,69 2 13 75 x 9 1,69 2 14 75 x 9 1,69 2 15 75 x 9 1,69 2 16 75 x 9 1,69 2 17 75 x 9 1,69 2 18 75 x 9 1,69 2 19 75 x 9 1,69 2 20 75 x 9 1,69 2 21 75 x 9 1,69 2 22 75 x 9 1,69 2 23 75 x 9 1,69 2 24 75 x 9 1,69 2 25 75 x 9 1,69 2 26 75 x 9 1,69 2 27 75 x 9 1,69 2 28 75 x 9 1,69 2
Grupo 3
# Elemento Angulo Longitud [m] cortar [m]
Cantidad 1 50 x 6 0,7805 2
2 50 x 6 0,7805 2 3 50 x 6 1,2154 2 4 50 x 6 1,2154 2 5 50 x 6 1,6504 2 6 50 x 6 1,6504 2 7 50 x 6 2,0854 2 8 50 x 6 2,0854 2 9 50 x 6 2,5203 2
10 50 x 6 2,5203 2 11 50 x 6 2,9553 2 12 50 x 6 2,9553 2 13 50 x 6 3,3902 2 14 50 x 6 3,3902 2 15 50 x 6 3,8252 2 16 50 x 6 3,8252 2 17 50 x 6 4,2602 2 18 50 x 6 4,2602 2 19 50 x 6 4,6951 2 20 50 x 6 4,6951 2 21 50 x 6 5,1301 2 22 50 x 6 5,1301 2 23 50 x 6 5,565 2 24 50 x 6 5,565 2 25 50 x 6 6 2
Grupo 4 # Elemento Angulo Longitud [m]
cortar [m] Cantidad
1 63 x 6 1,6692 2
2 63 x 6 1,6692 2 3 63 x 6 1,81 2 4 63 x 6 1,81 2 5 63 x 6 2,0357 2 6 63 x 6 2,0357 2 7 63 x 6 2,3218 2 8 63 x 6 2,3218 2 9 63 x 6 1,995 2
10 63 x 6 1,995 2 11 63 x 6 2,6487 2 12 63 x 6 2,1915 2 13 63 x 6 2,1915 2 14 63 x 6 2,6487 2 15 63 x 6 2,392 2 16 63 x 6 2,392 2 17 63 x 6 3,0032 2 18 63 x 6 2,5955 2 19 63 x 6 2,5955 2 20 63 x 6 3,0032 2 21 63 x 6 2,8013 2 22 63 x 6 2,8013 2 23 63 x 6 3,3765 2 24 63 x 6 3,0089 2 25 63 x 6 3,0089 2 26 63 x 6 3,3765 2 27 63 x 6 1,7681 2 28 63 x 6 1,7681 2 29 63 x 6 2,205 2 30 63 x 6 2,205 2 31 63 x 6 1,9677 2 32 63 x 6 1,9677 2 33 63 x 6 2,4039 2 34 63 x 6 2,4039 2 35 63 x 6 2,1704 2 36 63 x 6 2,1704 2 37 63 x 6 2,6062 2 38 63 x 6 2,6062 2 39 63 x 6 2,3755 2 40 63 x 6 2,3755 2 40 63 x 6 2,811 2 42 63 x 6 2,811 2 43 63 x 6 2,5824 2 44 63 x 6 2,5824 2 45 63 x 6 3,0178 2 46 63 x 6 3,0178 2 47 63 x 6 2,7908 2 48 63 x 6 2,7908 2 49 63 x 6 3,2261 2 50 63 x 6 3,2261 2
11. PLANOS DE CONSTRUCCIN DEL PROYECTO.
VIGA DE TECHO:
ENLACE:
CERCHA:
Medidas en metros
DETALLES DE SOLDADURA:
DETALLE A:
Soldadura
Cartela
DETALLE B
Soldadura
Cartela
DETALLE C:
Soldadura
Cartela
DETALLE D:
Soldadura
Cartela
DETALLE E
Soldadura
Cartela
1. INTRODUCCION.
2. OBJETIVOS.
2.1. OBJETIVO GENERAL.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
3. DESCRIPCION DEL PROYECTO.
3.1. UBICACIN.
3.2. UTILIZACIN.
3.3. DESCRIPCIN.
4. DISEO DE LAS VIGAS DE TECHO Y TIRANTILLOS.
4.1. BARRA INFERIOR DE VIGA DE TECHO.
4.2. BARRAS SUPERIORES VIGA DE TECHO.
4.3. BARRAS TRANSVERSALES VIGA DE TECHO.
4.4. TIRANTILLOS.
5. ANALISIS DE CARGA PARA LA CERCHA.
5.1. CARGA MUERTA Y SISMO.
5.2. CARGA VIVA.
5.3. CARGA DE VIENTO.
6. ANALISIS EN ALGOR.
6.1. CARGAS DE LA CERCHA.
6.2. NMERO DE LOS ELEMENTOS.
6.3. NMERO DE LOS NODOS.
6.4. RESULTADOS DE CARGA DEL ANALISIS EN ALGOR.
7. DISEO DE LOS ELEMENTOS DE CADA GRUPO.
7.1. DISEO GRUPO 1.
7.2. DISEO GRUPO 2.
7.3. DISEO GRUPO 3.
7.4. DISEO GRUPO 4.
8. DISEO DE CONEXIONES.
8.1. DISEO DE ENLACES.
8.2. DISEO DE LAS SOLDADURAS.
9. COSTOS DEL PROYECTO.
9.1. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIO PARA CERCHA.
9.2. ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS PARA VIGA DE TECHO.
9.3. COSTO TOTAL DEL PROYECTO.
10. LONGITUDES Y CANTIDAD DE MATERIAL A CORTAR PARA LA CERCHA.
11. PLANOS DE CONSTRUCCIN DEL PROYECTO.
TRABAJO FINAL
ESTRUCTURAS METALICAS
HAROLD PREZ LPEZ
Cd. 1088248002
Cd. 1088248739
JULIAN AREVALO VIDAL
Cd. 1088246607
PRESENTADO A:
ING. HERNANDO CAAS
FACULTAD DE INGENIERIA MECNICA
UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA
DICIEMBRE 2007
PEREIRA