DISEÑO DE ARCO CIRCULAR BIARTICULADO

Alumno : Ing Oscar Salazar Jaime

DISEÑO DE UNA NAVE INDUSTRIAL EN ARCO BIARTICULADO

I.- DIMENSIONAMIENTO

1.1 GEOMETRIA

Luz = 40.00 m

Largo = 90.00 m

S arco = 8.18 m

S viguetas = 2.00 m

f = L / 6 = 6.67 m

2.2 CARGAS

CARGA MUERTA

Peso del arco = 10.00 Kg/m2 450*150*5/16"

Peso de cobertura = 4.30 Kg/m2 TR-4 CURVO 0.5 mm

Viguetas = 5.00 Kg/m2

Luminarias = 3.00 Kg/m2

Agua Contra Incendio = 3.00 Kg/m2

25.30 Kg/m2

S = 8.18 m

Wm = 206.95 Kg/m

CARGA VIVA

Carga Viva (RNE) = 30.00 Kg/m2

S = 8.18 m

WL = 245.40 Kg/m

- Cargas de viento (W)

Vw= 75 km/hr

qs 28.13 kg/m2

@ 8.18

Techo Barlovento cq 0.3 Ww= 69 kg/m

Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -138 kg/m

Techo Barlovento cq -0.7 Ww= -161 kg/m

Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -138 kg/m

ESTADOS DE CARGA

CM: 0.21 T/m

CV1: 0.25 T/m

CV2: 0.25 T/m

CV3: 0.25 T/m

CV4: 0.25 T/m

VIENTO 1: 69 Kg/m

-138 Kg/m

VIENTO 2: -161 Kg/m

DIAGRAMA DE FUERZAS DE CM

AXIAL CM

DMF CM

ALTERNANCIA DE CV

AXIAL DE CV

AXIAL CV1

AXIAL CV2

AXIAL CV3

AXIAL CV4

AXIAL VIENTO1

AXIAL VIENTO2

DMF CV

DMF CV1

DMF CV2

DMF CV3

DMF CV4

DMF VIENTO1

DMF VIENTO2

CORTE CV

COMBINACIONES DE CARGA

•1.4D

•1.2D + 1.6L

•1.2D + 1.6W

•0.9D +1.6W

DIAGRAMA DE FUERZAS INTERNAS 1.2D+1.6L1

DISEÑO

Detalle del Diseño de la Sección más esforzada del Arco.

II.- DISEÑO DE ESTRUCTURA

2.1 Diseño de Viga

Mu máx 12.66 T-m Combinación: 1.2D + 1.6L4

Para sección HSS 18" x 6" x 5/16" A= 86.45 cm² Sx= 934.06 cm3 rx= 15.70 cm Rectangular HSS

d = 450.00 mm Sy= 498.17 cm3 ry= 6.63 cm

Zx = 1,197.89 cm3 bf/(2*tf) = 5.97 Y

E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 44.11 cm

Fy = 2,520.00 Kg/cm2 t(des)=0.291

Ix= 21,352.67 cm4 h / tw = 50.76

Iy= 927.61 cm4 Jc = 10,697.15 cm4

bf = 15.24 cm tw = 0.88646 cm tf = 0.88646 cm

h=18 X

Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 3.32 m

RADIO DE GIRO EFECTIVO = b=6

HSS18X6X5/16

rts = 3.60 cm A = 13.4 in.^2

0.7Fy/E = 0.0008647 h = 18 in.

Jc/Sxho = 0.26 b = 6 in.

E/0.7Fy = 1156.46 t(des) = 0.291 in.

FL = 0.7Fy wt./ft. = 48.87 plf.

Longitud máx. Sin soporte Lr = 58.52 m Ix = 513 in.^4

Longitud sin soporte lateral Lb = 20.000 m OK Sx = 57 in.^3

Longitud para M° plástico Lp = 3.32 OK rx = 6.18 in.

Zx = 73.1 in.^3

COEFICIENTE DE FLEXION Iy = 91.3 in.^4

Sy = 30.4 in.^3

ry = 2.61 in.

Zy = 33.5 in.^3

h(f lat) = 16.5625 in.

b(f lat) = 4.5625 in.

Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00 J = 257 in.^4

C = 58.7 in.^3

MOMENTO NOMINAL PARA LONGITUDES SIN SOPORTE LATERAL ENTRE Lp y Lr A(surf) = 3.92 f t^2/ft

30.19 Ton-m

Mn = 26.04 Ton-m

ᶲ Mn = 23.44 Ton-m

Mu / ᶲ Mn = 0.54 OK

Momento nominal es el doble del momento último

Mp = Fy * Zx =

Detalle del Diseño del Tirante

Sección del tirante: Se emplearán dos redondos lisos de 1-1/8” acero A-36

2.2 Diseño de Tirante

2 fierros lisos de 1 1/8"

Fractura en la parte roscada

Fu = 4.08 Ton/cm2 Esfuerzo de fractura

An = 0.75 x 12.826 cm2

An = 9.6195 cm2

ᶲ Tn = 29.43567 Ton

Tu = 17.29 Ton

Tu / ᶲ Tn = 0.5873826 < 1 OK

2.3 Viguetas de Techo

2.3.1 Metrado de cargas

Cargas Muertas (D)

Peso propio+templadores 6.00 kg/m2

Panel TR-4 CURVO 0.5 mm 4.30

Total Carga Muerta 10.3 kg/m²

Separación @ 2.00 m

Carga distribuida 20.60 kg/m

Cargas Vivas (L) 30 kg/m² RNE

Separación @ 2.00 m

Carga distribuida 60.00 kg/m

Cargas de Viento (W)

Vw= 75 km/hr

qs 28.13 kg/m2

Techo Barlovento

C 0.3

P 8.4 kg/m2 kg/m2

Separación @ 2.00 m Ww= 16.88 kg/m

W v W h

D 20.60 20.5 2.0

L 60.00 59.7 6.0

W 17 17

Ang (rad) 0.099668652 W v= w cos(ang)

W h= w sin(ang)

Combinación w (kg/m)

1 1.2D+1.6L 120 Kg/m Controla

2 1.2D+1.6W 52 Kg/m

2.3.2 Análisis y Diseño

vigueta típica de techo

L= 8.18 m

Lb 8.18 m

491.29 kg

1,004.70 kg-m

Para sección W 8 X 10 A= 19.10 cm² Sx= 127.98 cm3 rx= 8.18 cm

d = 197.25 mm Sy= 17.37 cm3 ry= 2.14 cm

Zx = 145.35 cm3 bf/(2*tf) = 9.61

E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 19.53 cm

Fy = 2,520.00 Kg/cm2

Ix= 1,281.99 cm4 h / tw = 45.68

Iy= 86.99 cm4 Jc = 1.77 cm4 Cw = 8,297.76 cm6

bf = 10.01 cm tw = 0.4318 cm tf = 0.5207 cm

Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 1.07 m

RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 6.64

rts = 2.577 cm

0.7Fy/E = 0.0008647

Jc/Sxho = 0.000709

E/0.7Fy = 1156.46

FL = 0.7Fy

Longitud máx. Sin soporte Lr = 3.22 m

Arriostrar en el centro de luz Lb = 4.090 m Lb mayor que Lr sección en zona 3

Longitud para M° plástico Lp = 1.07

COEFICIENTE DE FLEXION

Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00

Vu max =

Mu max =

W vWh

MOMENTO NOMINAL

Cb pi2 E = 20,134,087.14

(Lb/rts)^2 = 25,198.68

799.01

Fcr = 1,236.31 Kg/cm2

Mn = 1.58 Ton-m

ᶲ Mn = 1.42 Ton-m

3.66 Ton-m

Mu / ᶲ Mn = 0.71

Mp = Fy * Zx =