proyecto 97-2003
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UNIVERSIDAD SANTIAGO MARIO
INGENIERA CVIL
BARQUISIMETO LARA
GALPON INDUSTRIAL
ESTRUCTURA DE ACERO
Estudiantes
Ricardo Da SilvaV.19263197Profesor: Ing. Mirian RagonesiMateria: Estructura de Acero
Barquisimeto, 18 de Agosto del 2014Estructuras de Acero
Diseo y Clculo de la Estructura de un Galpn de Acero.BASE DEL CLCULO
El modelo matemtico se realiza mediante los valores de carga permanente y sobrecarga sobre la estructura CP, CV, VIENTO.
Una vez tenido esto, se procede a modelar las correas y vigas en el software RAM ADVANSE v9.0
Luego se ensamblan los elementos aportados en la primera modelacin, pero ahora modelando toda la estructura completa: correas, vigas y columnas en el software RAM ADVANSE v9.0 para generar los valores de diseos necesarios.
METODOLOGA DEL PROYECTO
Normas utilizadas para los clculos de carga
CARGAS PERMANENTES Y VARIABLES
Criterios para Proyectos. NORMA COVENIN 2002 88
CARGAS DE VIENTO:
Cargas de Viento. NORMA COVENIN 2003 86
CARGAS SISMICAS
Articulado. Edificaciones Sismo resistentes. COVENIN 1756 1
MATERIALES UTILIZADOS (GRADO DE ACERO):Para perfiles rectangulares CONDUVEN el acero es A500 grado C.
Para perfiles I, HEA, el acero es A36
ESTRUCTURA DEL CLCULO1. Calcular las cargas suministradas por la norma criterios para proyectos, segn carga muerta y carga viva. Norma Covenin 2002 88.
2. Calcular las cargas suministradas por la norma Cargas de Viento. Norma Covenin 2003 86.
3. Calcular los parmetros necesarios en el estudio ssmico mediante la norma sismo resistente. Norma Covenin 1756-1:2002
4. Introducir la estructura en el programa Ram Advanse versin 9.0
5. definir los estados de cargas
6. definir los elementos a analizar (columnas, vigas y correas)
7. cargar la estructura con las fuerzas anteriormente citadas
8. revisar los diagramas flectores, cortantes y axiales de la estructura
Caractersticas:
Sistema de entrepiso:
Sofito metlico
Cobertura de techo:
Teja Criolla
Ubicacin de la Estructura:
Estado Mrida
Estudio Geotcnico:
Velocidad de Onda Ssmica: 270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts
Parmetros a calcular:a) Para vientos: Clasificacin de la construccin segn su uso, Factor de importancia elica, Caracterstica de respuesta, Tipo de exposicin, Velocidad bsica del viento, Factor de respuesta, Coeficiente de empuje y succin, Presin dinmica.
b) Para sismos: Parmetros ssmicos, Valores espectrales de diseo, Coeficiente ssmico, Corte basal y Fuerza de tope, Fuerzas y cortantes ssmicos
c) Combinacin de cargas y acciones sobre la estructura. Esto incluye: acciones permanentes, variables, de sismo y de viento y otras acciones que correspondan sobre la estructura.Planos del Galpn
Planta Baja
Planta Alta
Fachadas
DETALLES GALPON
Consta de 6 prticos de 6 metros de alto en sus columnas
Con una zona de oficinas de gerente y secretaria, cuarto de basura, deposito, cuarto de tableros, kitchenet, y habitaciones.
Una segunda planta a altura 2.72m con habitaciones, cocina, sala de estar.
Pendiente del techo de: 12.77
Zona Anterior del galpn con 4 porticos de altura 6metros (espacio hueco para deposito)Zona Posterior del galpn con 2 prticos constituidos por 2 pisos (oficinas / habitaciones).
Zona adyacente a las oficinas: Terraza, de altura h = 2.55m con voladizo y escalera.
GEOMETRIA DEL GALPON
Techo
Material de la cubierta de techo: Teja Criolla
Mxima separacin de las correas: 190cm= 1,90m
Peso: 50 kg/m2Pendiente del techo: 12.77 (GRADOS) = 22.66% (PORCENTAJE)
Separacin de las correas:
Longitud de techo (Li): = 3.85m 3.9m
Nsep: Li/ScMax = 3.85m / 1.75m = 2.2
Por lo tanto son 2 correas
Y 4 en total con la correa del extremo y cumbrera.S= 3.9m/3= 1,3m 1,75m Cumple.
Lo que quiere decir que se tomaran 2 correas separadas cada 1,3
Colocacin de las Correas en el Techo a cada 1.3 metros c/u
Detalle Mitad de Techo Inclinado
Colocacin de las Correas en el Entrepiso a cada 1.3 metros c/u
TECHOCARGAS PERMANENTES
Cobertura de Techo: Teja Criolla
Correas de techo: Tubo estructural IPN 80, con un peso de 6.10 kg/m, ubicadas cada 1.3m.
Segn norma Covenin criterio para proyectos 2002-88 se tiene:
Por lo tanto escogeremos la teja curva de arcilla sin mortero de asiento que tiene un peso de:
Teja Curva de Arcilla sin mortero ( 50 kgf/m2
La colocacin de las correas del techo sern espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la carga por peso lineal de la teja criolla ser:
Peso Lineal de Teja Curva de Arcilla con mortero ( 50 kgf/m2 * 1.3m = 65 kgf/m
Instalaciones
Se toma un peso de instalaciones estimado de ( 20 kgf/m2
La colocacin de las correas del techo sern espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la carga de las instalaciones sern:
Peso Lineal por Instalaciones ( 20 kgf/m2 * 1.3m = 26 kgf/m
TOTAL CP TECHO: 65 kgf/m + 26 kgf/m + 6.70 kg/m = 97.70 kg/ml
CARGA VIVA
Techo segn norma Criterio Para Proyectos 2002 88 ( 100 kgf/m2
Segn ancho tributario de las correas = 1.3 m
Carga lineal techo 100 kgf/m2 * 1.3m ( 130 kgf/m
TOTAL CV TECHO: 130 Kg/m
ENTREPISOSistema del Entrepiso: Sofito Metlico
Lmina corrugada de acero que sirve como encofrado inferior en losas de concreto del tipo construccin mixta. Apropiadamente conectada o adherida, puede servir como refuerzo del concreto despus que ha endurecido; "steel deck, metal deck" que tiene un peso de 7.45 kg/m2.
LOSETA DE CONCRETO
Se vaca con un espesor mnimo de 12 cm para formar el piso propiamente dicho. La loseta posee una armadura de acero (malla electrosoldada SIDETUR 10x10 15x15) como proteccin contra el agrietamiento por efectos de retraccin y temperatura.
El peso de la loseta de concreto que se vaciar sobre el entrepiso y tiene un peso de 220 kg/m2
7.45 kg/m2 + 220 kg/m2 = 227.45 kg/m2
Sofito Metlico (227.45 kg/m2
La colocacin de las correas del techo sern espaciadas S = 1.3 m por lo tanto
Peso Lineal de Sofito Metlico ( 227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m
Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m.
Vigas: de carga: HEA 140 Vigas de Amarre HEA 160
CARGA VIVA
ENTREPISO:
POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE QUE:Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios) ( 300 kgf/m2
Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m ( 390 kgf/m
Terraza ( 100 kgf/m2
Carga lineal terraza 100 kgf/m2 * 1.3m ( 130 kgf/m
CUADRO RESUMEN CARGAS ESTIMADASEN KG/M2
ClasificacinCARGA VARIABLE
Planta Alta
Terraza
Techo
Total CV
CARGA PERMANENTE
TechoInstalacionesBloque de Cemento
Sofito Metlico
Total CPCarga (kgf/m2)300 Kgf/m2
100 Kgf/m2 100 Kgf/m2
500 Kg/m2
50 Kgf/m2
20 kgf/m2
270 kgf/m2
227.45 kgf/m2
567.45 Kg/m2
CARGAS DEL VIENTO
NORMA COVENIN 2003-86 CARGAS DE VIENTO
Estado Mrida: Velocidad Bsica del Viento 70 km/h
TABLA 5.1
Clasificacin de la Construccin segn su uso: Grupo BClasificacin segn El Tipo Estructural:
Tipo Prtico
Clasificacin segn El Nivel del Diseo:
Nivel de Diseo 3
Especificaciones de las acciones del viento sobre la estructura:
Factor de importancia elica: = 1
Tipo de exposicin
Tipo B
1.- Clasificacin segn la caracterstica de respuesta:
Altura de Columnas: 6m
Ancho de Galpn: 7.5m
Relacin Esbeltez: 6/7,5= 0,8 < 5
La construccin se clasifica como tipo 1
2.- Acciones del Viento
2.1.- Acciones sobre el sistema resistente al viento
Segn la tabla 6.2.2 (a) Acciones en sistema resistentes al viento
Tipo de Construccin I: cerrada
Barlovento Sotavento
Pz = qzGhCp Ph = qhGhCp
2.1.1.- Coeficiente GCpi (Subseccion 6.2.5.3)
Supongamos condiciones de permeabilidad tales que
GCpi = 0,25
2.1.2.- Factores de Respuesta ante Rfagas (seccin 6.2.4)
De la tabla 6.2.4 (a) para tipo de exposicin B y altura h = 5,53 m
h = 6 m Gh = 1,588
2.1.3.- Coeficiente Cp (Subseccion y tabla 6.2.5.1)
Cp: coeficiente de empuje y succin para los techos
2.4.- Viento TRANSVERSAL a la Cumbrera:
ZONA DE FACHADAS
Relacin L/b = 7,5/18.5 = 0,40
Entramos a la tabla de COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION CP PARA LAS FACHADAS (transversal a cumbrera)
Con >> Relacin L/b = 7,5/18.5 = 0,40Obtenemos los valores de Cp:Barlovento: Cp = 0,8 (Todas)
Sotavento: Cp = -0,5 (0 1)
Laterales: Cp = -0,7 (todas)
TRANSVERSAL A CUMBRERA:
ZONA DE TECHO
L: ancho del galpn
H: altura de columnas + (1/2) altura cumbrera
Relacin L/h = 7,5/6.43 = 1,16Angulo = 12.77
Barlovento: Cp = -0,9
Sotavento: Cp = -0,7
2.5.- Viento Paralelo a la Cumbrera
FACHADAS
L: Largo 18.5mB: ancho 7.5m
Relacin L/b = 2,5
Barlovento: Cp = 0,8 (Todas)
Sotavento: Cp = -0,3 (2 Y 3)
Laterales: Cp = -0,7 (todas)
TECHOS
Barlovento y Sotavento: Cp = - 0,7
2.6.- Presin Dinmica
Se calculara segn la forma genrica
q = 0,00485KV2 donde K = 0,413
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera
Segn el artculo 6.2.2.1 con respecto a las acciones mnimas, se tiene que la accin del viento en condiciones de servicio para los sistemas resistentes al viento no ser menor de 30 kgf/m2. Es por ello que en las acciones que se indican en la tabla contigua se puede ver que existen acciones menores a la mnima, es por ello que se tomara la accin mnima y se colocara en la estructura.
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mnima por norma venezolana)
Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mnima por norma venezolana)
ANALISIS SISMICO SOBRE LA ESTRUCTURA
Edificaciones Sismo Resistentes (requisitos). Norma Covenin 1756- 1: 2002
Zona Ssmica:
Para El Estado Mrida, segn estudios realizados y la eventualidad ssmica se normaliza en Zona: 5Movimientos de Diseo
Peligro ssmico:
Elevada
Zona ssmica: 5
Coeficiente de aceleracin horizontal
Ao=. 0.30
Coeficiente de aceleracin vertical
0.30*0.7=0.21
Formas Espectrales Tpicas de los Terrenos de Fundacin
MATERIAL: SUELOS DUROS O DENSOS
Vsp (velocidad promedio de la onda de corte en el perfil geotcnico):
270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts
se selecciona un suelo duro o denso
H = 40 ( entre 15 - 50 por lo tantoZona Sismica 5
Forma espectral:
S2
= 0.90
Clasificacion Segn su Uso:
Se selecciona el grupo: B2
Factor de Importancia = 1
Clasificacion segn el nivel de diseo:
NIVEL DE DISEO SELECCIONADO: 2
Por ser un galpn que alcanza los 6 metros y los 2 pisos en la zona de oficinas.
Clasificacion segn el tipo de estructura:
Tipo de sistema estructural resistente al sismo: Tipo I
Combinacin de sistema estructural R:FACTOR DE REDUCCION: R
Para un nivel de diseo 2 (ND2), R = 4.5
Coeficientes Ssmicos y Espectro de Diseo
Forma Espectral:
S2
T* = 0.7
= 2.6
p = 1
valores de T+
Si R < 5 entonces T+ = 0.1 (R-1)
T+ = 0.1 (4.5 1) = 0.35
Mtodo de Anlisis: mtodo de anlisis esttico
Valores espectrales de diseo:
Para una formas espectral S2 obtenemos un T*= 0.7 seg , =2.6 , P=1
Para un R< 5 obtenemos un T+= 0.1(R-1)
0.1(4.5-1) = 0.35
Fuerza de Corte basal
Corte Basal:
Vo= *Ad*W
Calculo de :
El mayor entre 1 y 2
N : Numero de niveles
T: Periodo Fundamental
T* = Maximo periodo en el intervalo donde los espectros normalizados tienen un valor constante (tabla 7.1)
De la ecuacin (9,2)
1 = 1.4 * ((2+9)/(2*2+12))
1= 0.96
se puede tomar T = Ta (DADO POR NORMA SISMO RESISTENTE)Ta=Ct*(hn)^0.75
Para edificaciones de acero se toma un Ct=0.08 de la subseccion 9.3.2.2
Hn: altura de la edificacion medida desde el ultimo nivel, hasta el primer nivel cuyos desplazamientos estan restringidos total o parcialmente
Hn= 6
T=0.08*6^(0.75)=0.31
De la ecuacin (9,3)
2= 0.8 +(1/20)*((T/T*)-1)
2= 0.8 +(1/20)*((0.31/0.7)-1) = 0.77
se toma el mayor valor de , en este caso 1=0.96
Ad=(***Ao)/(R)
Ad=(1*0.90*2.6*0.30)/(4.5) = 0.16
W peso total de la edificacin por encima del nivel base
Para la losa de concreto del sofito metlico se tiene con e=0.12
VOLUMEN DE LA LOSA
V = 6.5m*11.75m*0.12m volumen de la losa: 9.165 m3
Peso especfico del concreto: 2400 kg/m3
Peso losa concreto = 2400 kg/m3 *9.165 m3= 21996 kg
Sofito Metlico (227.45 kg/m2 * 6.5m * 11.75m = 17371.5 kg
Peso Total Losa + Sofito = 21996 kg + 17371.5 kg = 39367.5 kg
Para el techo de teja criolla = 50 kg/m2
Atecho total= 3.9 * 18.5 = 72.15 m2
La carga del techo Nivel +6.0 W ser:
W = 50 kgf/m2 x (3.9 * 18.5)m2 + 6.7 kgf/m x 8 (correas) x 18.5m ( W = 7326 kgf
Vo = 0.96 x 0.16 x 7326 kgf = 1125.27 kgf
Peso nivel +2.55m W= Peso del techo + peso total de la losa
W=7326 kgf + 39367.5 kg = 46690.5 kg
Corte Basal:
Vo= *Ad*W
Vo=0.96*0.16*46690.5 kg
Vo= 7171.7 kg
Coeficiente ssmico
C=Vo/W
C=(7171.7 kg)/( 46690.5 kg) = 0.15
Fuerza tope:
Ft=((0.06*T/T*)-0.02)*Vo
Ft=(((0.06*0.31)/0.7)-0.02)* 7171.7 kg = 47.13 kg
Acotando entre los lmites:
0.04Vo Ft 0.10 Vo
0.04 * 7171.7 kg = 286.9 kg
0.10 * 7171.7 kg = 717.17 kg
286.9 kg < 47.13 kg < 717.17 kg
No cumple por lo tanto se toma el menor valor ft = 286.9 kg
Vo Ft = 7171.7 kg - 286.9 kg = 6884.8 kg
NivelHi(m)Wi(Kgf)wihiWihi/wihififtvi
167326 439560.26961856.14286.97171
22.5546690.5119060.780.73035027.963585.85
54016.516301616884.11
ESPECTRO DE DISEO
Perodo Aceleracin
0.0000.27000
0.1000.21478
0.2000.18186
0.3000.16281
0.4000.15600
0.5000.15600
0.6000.15600
0.7000.15600
0.8000.13650
0.9000.12133
1.0000.10920
1.1000.09927
1.2000.09100
1.3000.08400
1.4000.07800
1.5000.07280
1.6000.06825
1.7000.06424
1.8000.06067
1.9000.05747
2.0000.05460
2.1000.05200
2.2000.04964
2.3000.04748
2.4000.04550
2.5000.04368
2.6000.04200
2.7000.04044
2.8000.03900
2.9000.03766
3.0000.03640
Combinaciones de CargasCombinaciones de carga son utilizadas para calcular la resistencia requerida segn lo especifican las normas de diseo. Todas las combinaciones de carga aplicables deben ser evaluadas.
1.4*CM
1.2*CM+1.6*CV
1.2*CM+1.6*CV-0.8CWpc + S1.2*CM+1.6*CV-0.8CWtc + S1.2*CM+1.6*CV+0.8CWpc + S1.2*CM+1.6*CV+0.8CWtc + S1.2*CM+1.6*CV-0.5CWpc + S1.2*CM+1.6*CV-0.5CWtc + S1.2*CM+0.5CV-1.3CWpc + S1.2*CM+0.5CV-1.3CWtc + S0.9CM-1.3CWpc 0.9CM-1.3CWtc Variables
a) CM Carga Muerta
b) CV Carga Viva
c) CWpc Carga de Viento Paralelo Cumbrera
d) CWtc Carga de Viento Transversal Cumbrera
e) S Sismo
PREDIMENSIONADOTECHO DEL GALPON
CORREAS:
IPN 80 peso propio 6.10 kg/ml separacin de correas c/1.30mCARGA PERMANENTE:
Peso teja criolla: 50 kg/m2 x 1.30m = 65 kg/ml
Peso por instalaciones: 20 kg/m2 x 1.30 kg/m = 26 kg/ml
Peso propio correa: 6.10 kg/ml
Tabiqueria: 0
Total:
CP = 97.10 kg/ml
CARGA VIVA
Cv: 100 kg/m2 x 1.30m = 130 kg/ml
Cmy = WCp x Cosx = 97.10 kg/m x Cos (12.77) = 94.69 kg/ml
Cmx = Wcp x Senx = 97.10 kg/m x Sen (12.77) = 21.46 kg/ml
CMx = 21.46 kg/ml
CMy + Cv = 94.69 kg/m + 130 kg/m = 224.69 kg/m
Mayoracin de Cargas:
Wux = 1.4 CMx = 1.4 x 21.46 kg/ml = 30 kgm
Wuy = 1.2 CMy + 1.6 CV = 1.2 x 94.69 kg/m + 1.6 x 130 kg/m = 321.63 kg/ml
Momento ultimo mayorado:
Mux = (Wuy x L2) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgmMuy = (Wux x L2) / 8 = 30 x (4)2 / 8 = 60 kgmDonde:
Sx = Mr/Fy
Sx = 64326 kgcm / (0.6x3515) = 30.50 cm3
Por catlogo UCAB IPN 80LB= 4m
Mn = 206 Kg*m kgm
Sx = 19.6 cm3NO SATISFACE NI LA Sx NI EL Mn de esa correa.
Por lo tanto, asumiremos otro perfil para el predimensionado:
CORREA:
HEA 100 Fy: 2530 kg/cm3Momento ultimo mayorado:
Mux = (Wuy x L2) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgm
Donde:
Sx = Mr/Fy
Sx = 64326 kgcm / (0.6x2530) = 42.38 cm3
DONDE Sx = 72.8 cm3 (catalogo) > 42.38 cm3 (calculo) OKMn=1620 kgm > Mr: 643.26 kgm (calculo) OKSatisface la correa de techo.HEA 100
VIGAS DE TECHO:
CARGA MUERTA
HEA 140 peso propio 24.70 kg/ml
Ancho tributario de vigas de carga 4m/2=2mVigas de Carga en techo: ejes A-B-C-D
Sobre las vigas = (70 kg/m2*2m) + (peso propio 24.70 kg/m) = 164.7 kg/m Fuerzas puntuales sobre nodos en viga de carga por efecto de correa: 16.6kg/ml x 18.5m = 307.10 kgfCARGA VIVA
Cv: 100 kg/m2 x 2m = 200 kg/ml
Wservicio: Cp + CV = 164.7 kg/m + 200 kg/m = 364.7 kg/mCombinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 164.7 kg/m = 230.58 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 164.7 kg/m + 1.6 * 200 kg/m = 517.64 kg/m
Mr = 517.64 kgm (RAM)Donde:
Sx = Mr/Fy
Sx = 51764 kgcm / (0.6x2530) = 34.10 cm3
Chequeamos catlogo de UCAB
HEA 140
Sx = 155 cm3 (catalogo) > 34.10 cm3 (Calculo) OKMn = 3470 kgm > 517.64 kgm (calculo) OKPor lo tanto el perfil soporta la carga aplicada.
VIGA HEA 140
CORREAS DE ENTREPISO
Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m.
Sofito Metlico (227.45 kg/m2
La colocacin de las correas del techo sern espaciadas S = 1.3 m por lo tanto
Peso Lineal de Sofito Metlico ( 227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m
CARGA PERMANENTE: 295.7 kg/m
CARGA VIVA
ENTREPISO:
POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE QUE:
Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios) ( 300 kgf/m2
Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m ( 390 kgf/m
ANALISIS DE CORREA EN AREA OFICINA
Wservicio: CP + CV = 295.7 kg/m + 390 kg/m = 685.70 kg/m
Combinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 295.7 kg/m = 413. 98 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 295.7 kg/m + 1.6 * 390 kg/m = 978.84 kg/m
Mr = 999.23 kgm (RAM)
Donde:
Sx = Mr/Fy
Sx = 99230 kgcm / (0.6x2530) = 65.82 cm3
Sx =72.9 cm3 (catalogo) > Sx = 65.82 cm3 (calculo) OKMn = 1670 kgm (catalogo) > Mr: 999.23 kgm (calculo)
EL PERFIL CUMPLE. CORREA HEA 100
VIGA DE ENTREPISO
Viga: HEA 140 con un peso de 24.70 kg/mCARGA PERMANENTESobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m/2 + 3.75m/2 = 3.75m (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 2DEF
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m + 24.70 kg/ml = 952.64 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 952.64 kgf/m
CARGA VARIABLE:Carga viga 2DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
Wservicio: Cp + CV = 952.64 kg/m + 1125 kg/m = 2077.64 kg/m
Combinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 952.64 kg/m = 1333.69 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 952.64 kg/m + 1.6 * 1125 kg/m = 2943.17 kg/m
Mr = 2943.17 kgm
Sx = 155 cm3
Mn = 3580 kgm
Donde:
Sx = Mr/Fy
Sx = 294317 kgcm / (0.6x2530) = 193.88 cm3 Mn = 3580 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OK
Sx = 155 cm3 (catalogo) < 193.88 cm3 (calculo) NO CUMPLE!POR LO TANTO, AUNQUE CUMPLA EL MOMENTO NOMINAL (Catalogo) > Momento resistente, no cumple el Sx, se aproxima un perfil superior, escogemos HEA 160.
Chequeamos catlogo de UCAB
HEA 160
Sx = 220 cm3 > 193.88 cm3
Mn = 5170 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OKSx = 220 cm3 (Catalogo) > Sx = 193.88cm3 (calculo) OKPor lo tanto, escogemos la viga HEA 160 para entrepiso en PREDIMENSIONADO
MODELACIN DE LA ESTRUCTURA Y COLOCACIN
DE LAS CARGAS SOBRE LA MISMA.
Asumidos el predimensionado, de esta manera procedemos a modelar en RAM la estructura.
COLOCACION DE CARGA PERMANENTE SOBRE EL GALPON1- AREA DE TECHO
En el Techo (galpn + oficinas)
Correas de techo
Teja Criolla 50 kgf/m
Instalaciones 20 kgf/m2
Total ( 70 kgf/m2CP para el techo del galpn colocada sobre las correas las cargas siguientes:Se tiene un ancho tributario de 1.3m (separacin entre correas)En modelacin con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendr: Sobre las correas = (70 kg/m2*1.3m) = 91 kg/m
Carga muerta de 91 kgf/m sobre el techo
2. AREA DE ENTREPISOEntrepiso de: Sofito Metlico 227.45 kgf/m2
Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm: 20kg/m2.
VIGA 4DEFEn modelacin con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendr:
Sobre la viga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 4DEF
Sobre la viga de carga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 4.25m = 1051.66 kgf/m
Carga muerta de 1051.66 kgf/m sobre la viga de carga 4DEF
VIGA 3DEF
En modelacin con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendr:
Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 3DEF
Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 4m = 989.8 kgf/mCarga muerta sobre la viga 3DEF de 989.8 kgf/m
VIGA 2DEF
En modelacin con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendr:
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 2DEF
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 927.94 kgf/m
VIGA 1DEF
En modelacin con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendr:
Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cermica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 1DEF
Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 1DEF de 927.94 kgf/m
Contribucin de carga permanente en el entrepiso de las paredes de mezaninna
PARED APOYADA EN VIGA 3DEF
Sobre la viga 3DEF se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga 3DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 3DEF = (270 kgf/m2 * 15.8m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
Carga por efecto de paredes sobre la viga 3DEF de 656.31 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 989.8 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA 2DEF
Sobre la viga 2DEF se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga de carga 2DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 2DEF = (270 kgf/m2 * 21.32m2) / 6.5 m = 885.6 kgf/m
Carga por efecto de las paredes de 885.6 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA 1DEF
Sobre la viga 1DEF se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga 1DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 1DEF = (270 kgf/m2 * 15.8 m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
Carga por efecto de las paredes de 656.3 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA F
Sobre la viga F se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga F = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga F = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga F de 770.8 kg/m
PARED APOYADA EN VIGA E
Sobre la viga E se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga E = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga E = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga E de 770.8 kg/m
PARED APOYADA EN VIGA D
Sobre la viga D se tiene un peso por mampostera de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga D = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga D = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga D de 770.8 kg/m
CARGA VARIABLE1- ZONA TECHO
Para el techo del galpn:
Como la construccin es un galpn con techo de teja criolla no visitable, se considera una carga variable de 100 kgf/m2, ya que aunque no es un techo visitable, se debe tomar en cuenta el peso que pudiera soportar durante el montaje. Segn la norma para techo con Cp>50 kg/m2 y pendiente u ( 2.22cm > 0.32cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 100 como correa de techo.
Viga de techo de todo el galpn
Longitud no arriostrada de la correa Lb = 4m.
Se ingresa la carga del techo en posicin perpendicular a la correa y se obtiene del software RAM los esfuerzos del perfil, ellos son:
Momento Flector
Mu = 3981.18 kgf*m
Cortante
Vu = 3382.04 kgf
El perfil usado es:
HEA 140
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve:
Mn = 3470 kgf*m
Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR.
Procedemos a subir de perfil a
HEA 160
Momento Flector HEA 160
Mu = 3734.14 kgf*m
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve:
Mn = 5030 kgf*m
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante HEA 160
Vu = 3504.88 kgf
Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rtula Plstica
Chequeo por rotula plstica los perfiles que hemos tomado de la bibliografa de la UCAB son compactos por lo tanto la condicin acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m
6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plstica.
Chequeo por Deflexin
(Maxima)u por RAM = 0.98 cm por lo tanto como Max > u ( 2.22cm > 0.98cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como viga de techo.
Correa del Entrepiso
HEA 100
Mu = 21.37 kgf*m
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve con un Lb de 3.5m
Mn = 1670 kgf*m
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante HEA 100
Vu = 38.68 kgf
Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rtula Plstica
Chequeo por rotula plstica los perfiles que hemos tomado de la bibliografa de la UCAB son compactos por lo tanto la condicin acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 83cm3 = 207500 kgf*cm = 2075 kgfm
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 72.8cm3 = 273000 kgf*cm = 2730 kgfm
2075 kgfm < 2730 kgfm OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plstica.
Chequeo por Deflexin
(Maxima)u por RAM = 0.32 cm por lo tanto como Max > u ( > 0.03cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 100 como correa de entrepiso.
Viga de Amarre del Entrepiso
HEA 140
Mu = 4289.76 Kgf*m
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve con un Lb de 3.5m
Mn = 3580 kgf*m
Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR.
Subiremos un perfil ms llevndola a HEA 160
Mu = 4418.61 kgf*m
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve con un Lb de 3.5m
Mn = 5170 kgf*m
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante
Vu = 7210.83 kgf
Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rtula Plstica
Chequeo por rotula plstica los perfiles que hemos tomado de la bibliografa de la UCAB son compactos por lo tanto la condicin acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m
6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plstica.
Chequeo por Deflexin
(Maxima)u por RAM = 0.57 cm por lo tanto como Max > u ( 1.94cm > 0.57cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como viga de amarre de entrepiso.
Viga de Carga de EntrepisoHEA 160
Momento Flector
Mu = 1374.53 kgf*m
Chequeo por flexin
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexin como se ve con un Lb de 4m
Mn = 5030 kgf*m
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante HEA 160
Vu = 2067.84 kgf
Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rtula Plstica
Chequeo por rotula plstica los perfiles que hemos tomado de la bibliografa de la UCAB son compactos por lo tanto la condicin acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgfm
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgfm
6125 kgfm < 8250 kgfm OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plstica.
Chequeo por Deflexin
(Maxima)u por RAM = 0.21 cm por lo tanto como Max > u ( > 0.21cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como Viga de Carga de entrepiso.
Columnas
Perfil HEA 200
Carga Axial Pu = 21808.94 kgf
Datos
Pu = 21808.94 kgf (Por RAM)
Ag = 53.8 cm2
r = ry = 4.98 cm
L = 2.75 m
K= 1
Tipo de Acero = A36
fy = 2500 kg/cm2
E = 2.1x106 kg/cm2
Fu = 4078 kg/cm2
U = 0.85
Chequeo de esbeltez:
( ( 55.22 < 200 ok Cumple la Esbeltez
Chequeo de la FlexoCompresin:
Datos dados por RAM
Mux = 853.36 kgf*m
Muy = 29.56 kgf*m
Pu = 21808.94 kgf
De los valores de la Tabla UCAB tenemos de la HEA 200:
Mny = 4580 Kgm, Mnx = 9770 kgm, Pn = 99010 kgf
Ok Cumple FLEXOCOMPRESION
Chequeo del Pandeo local
Comparando
Pu *Pn Kg OK!
Se escoge el perfil HEA 200 como Columna del galpn.
PLACA BASE
COLUMNAS HEA 200
Pu = Kg
Dimensiones del perfil
bf = 20 cm
d = 19 cm
A1 = bf * d = 20 * 19 = 380 cm2
A2: Area de la Zapata
A2 = 30 cm x 30 cm = 900 cm2
1.54