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INGENIERA ESTRUCTURAL APLICADA ING. NEPHTALI RILEY BARRIOS
CED. PROFESIONAL 1113723
PRIVADA LAS GARZAS EDIF J-101 COL. INDECO.
VILLAHERMOSA, TAB., TEL Y FAX (93) 532139
e-mail riley@prodigy.net.mx
PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
M E M O R I A D E C L C U L O
PROYECTO:
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
EL MANGO
ESTRUCTURA METALICA PARA APOYO DE BOMBAS DE
SUCCIN EN CISTERNA EXISTENTE. PROPIETARIO:
GOBIERNO DEL ESTADO DE TABASCO
SOLICITANTE DEL DISEO ESTRUCTURAL:
DEGRMONT SUEZ.
RESPONSABLE DEL DISEO ESTRUCTURAL:
ING. NEPHTALI RILEY BARRIOS.
VILLAHERMOSA TABASCO, MARZO DEL 2006
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NGENIERIA
C O N T E N I D O
1).- Descripcin del proyecto y bases de diseo
2).- Evaluacin de las acciones de la ESTRUCTURA METALICA PARA APOYO DE BOMBAS DE SUCCIN EN CISTERNA EXISTENTE Cargas gravitatorias.
3).- Anlisis Estructural de la estructura, utilizando el programa Visual
Anlisis Ver 5.1 en tres dimensiones. 4).- Formulas bsicas en el diseo de elementos de acero estructural (Teora
Elstica). 5).- Revisin de los elementos de acero que conforman la estructura.
5.1 Revisin por flexin de vigas IPR de la parrilla
5.2 Revisin de columna de apoyo (se revisa la columna mas critica)
5.3 Revisin de capacidad del terreno ante nuevas cargas.
6).- Bibliografa consultada.
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1).- Descripcin del proyecto y bases de
diseo.
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1).- DESCRIPCIN DEL PROYECTO Y BASES DE DISEO.
El objetivo de esta memoria es mostrar los criterios ms importantes que se tomaron en cuenta para el anlisis, diseo y revisin de la estructura, las frmulas bsicas y modelos de anlisis de los elementos estructurales, as como el cumplimiento de los estados limites de servicio y de falla para garantizar la seguridad estructural que marca el Reglamento de Construcciones del Estado de Tabasco y el Manual de diseo de el Instituto Mexicano de la construccion del Acero(IMCA), vigentes y actualizados.
DESCRIPCIN DEL PROYECTO:
El proyecto consiste en una parrilla de perfiles IPR la cual dara soporte a las bombas de succin de cisterna existente. Para llevar a efecto el trabajo de clculo estructural, se cont
con informacin tomada del PLANO 04051041 ADECUACIONES TQE. DE AGUA
TRATADA (EXISTENTE) BASICO DE OBRA CIVIL, proporcionados por el solicitante, los cuales presentan el proyecto PLANTA POTABILIZADORA EL MANGO.
ESTRUCTURACIN: De acuerdo con el proyecto basico civil y observando los claros que presenta, se opt por una parrila formada por IPR de 16 x 53.70 Kg/m, y 16 x 74.40 Kg/m reforzado con 2 placas de t=1/2, la cual carga una losa de concreto t=41cm, todo este sistema se apoya en columnas y muros de la cisterna existente. Con lo anterior se tiene un sistema constructivamente limpio, verstil y sobre todo rpido. El concepto de usar esta parrilla de vigas de acero es evitar que la losa tapa, trabes existentes no reciban mas cargas, esto es la losa existente quedara separada de la losa de rigidez de 41 cm. De espesor. Este espesor se tomo para tener una masa de concreto 3 veces mayor a las 4 bombas y asi tener las frecuencias de vibrar de las bombas alejada de la frecuencia natural de la losa rigidita soportada por la parrilla de vigas IPR.
ANLISIS:
El anlisis estructural se realiz con el programa Visual Anlisis 5.1 (mtodo de rigideces)
en tercera dimensin, empleando un solo estado de carga: Carga de servicio, resultado de la combinacin de las cargas muertas y vivas, la primeras corresponden al peso propio del sistema y de los equipos que se consideran fijos y la segundas se refieren a la incidencia que pueda existir en un momento dado de personas proporcionado por el solicitante del diseo estructural.
Debido a que los elementos de acero fueron diseados con la Teora Elstica, se tomo un
factor de carga de F.C. = 1.00.
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El anlisis estructural de todos los elementos bsicos se sustentaron en la teora de un comportamiento elstico de los materiales, obteniendo los elementos mecnicos finales para su diseo. Este anlisis es de primer orden. Para llegar al proyecto definitivo se paso por una serie de prediseos de todos los elementos estructurales, con modelos simplistas, pero con apego al comportamiento real de la estructura, dando resultados de juicio para entrar al anlisis y diseo definitivos buscando economa, rapidez y sobre todo seguridad; llegndose a optimizar todos los elementos estructurales.
DISEO: El diseo de los elementos de acero estructural se basa en la teora de los esfuerzos permisibles (teora elstica), avalada por el Instituto Mexicano de Construccin en Acero. Se consider un esfuerzo de fluencia del acero estructural de Fy= 2530 Kg/cm
2, A-36.
LA REGLAMENTACIN UTILIZADA FUE:
Manual de construccin en acero del IMCA 4ta Edicin.
Reglamento de Construccin del Estado de Tabasco vigente.
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RECOMENDACIONES:
Durante la vida til de la construccin no se podr mover ningn elemento estructural, estructura metlica; ni adicionar estructuras a las ya proyectadas, as como aumentar dimensiones. Cualquier cambio a la estructuracin bsica antes deber consultarse con el responsable del diseo estructural.
Cualquier cambio no contemplado queda bajo responsabilidad del propietario final o usuario, debido a que se previ y determin el alcance del proyecto estructural. No debe darse otro uso mas que para el que fue diseado, si existiera alguna duda sobre algn procedimiento o dato favor de consultar al responsable del diseo estructural para remitirse a los archivos originales del desarrollo completo del clculo estructural.
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2).- Evaluacin de las acciones de la
ESTRUCTURA METALICA PARA APOYO DE BOMBAS DE SUCCIN EN CISTERNA
EXISTENTE
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EVALUACIN DE LAS ACCIONES Pesos de equipos a utilizar:
Cargas concentradas Peso de la bomba 1,450.00 Kg Peso del motor 1,409.00 Kg
Peso del conjunto 2,859.00 Kg
Peso del conjunto Bomba-motor con agua 3,402.00 Kg
Carga puntual por equipo = 3.40 Ton/2 = 1,70 Ton x 1.1 =1.87 Ton
(Se incremento en un 10% mas para tomar en cuenta las placas y herrajes de anclaje
de la bomba a la losa rigida de concreto armado de 41cm.)
Cargas distribuidas
Carga de losa H=41cm 984.00 Kg/m
2
Carga por reglamento 40.00 Kg/m2
Carga muerta 1,024.00 Kg/m
2
Carga viva 250.00 Kg/m2
Carga de servicio 1,274.00 Kg/m2
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3).- Anlisis Estructural de la estructura,
utilizando el programa Visual Anlisis Ver 5.1 en tres dimensiones.
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Parrilla IPR VisualAnalysis 5.10 Report
Company: Ingenieria Estructural Aplicada Engineer: Ing. Nephtali Riley Barrios
Project File: Parrilla IPR
Parrilla IPR VisualAnalysis 5.10 Report
Company: Ingenieria Estructural Aplicada Engineer: Ing. Nephtali Riley Barrios
Project File: Parrilla IPR
Folder: D:\Alvaro-IEA\UNIDAD E\alvaro\Proyectos 2006\
Nodes
Node X Y Z Fix DX Fix DY Fix DZ Fix RX Fix RY Fix RZ
m m m
N2 0.000 1.000 0.000 Yes Yes Yes No No No
N4 5.000 1.000 0.000 Yes Yes Yes No No No
N6 10.000 1.000 0.000 Yes Yes Yes No No No
N9 0.000 1.000 5.400 Yes Yes Yes No No No
N10 5.000 1.000 5.400 Yes Yes Yes No No No
N11 10.000 1.000 5.400 Yes Yes Yes No No No
N12 0.000 1.000 2.000 No No No No No No
N13 0.000 1.000 3.650 No No No No No No
N14 5.000 1.000 2.000 No No No No No No
N15 5.000 1.000 3.650 No No No No No No
N16 10.000 1.000 2.000 No No No No No No
N17 10.000 1.000 3.650 No No No No No No
N18 3.100 1.000 2.000 No No No No No No
N19 6.900 1.000 2.000 No No No No No No
N20 3.100 1.000 3.650 No No No No No No
N21 6.900 1.000 3.650 No No No No No No
Member Elements
Member Section Material (1)Node (2)Node Length Weight
m t
G1-2 W16X36 ASTM A99 N2 N12 2.000 0.11
G1-3 W16X36 ASTM A99 N12 N13 1.650 0.09
G1-4 W16X36 ASTM A99 N13 N9 1.750 0.09
G2-2 16x50+2 ASTM A36 N4 N14 2.000 0.25
G2-3 16x50+2 ASTM A36 N14 N15 1.650 0.21
G2-4 16x50+2 ASTM A36 N15 N10 1.750 0.22
G3-2 W16X36 ASTM A99 N6 N16 2.000 0.11
G3-3 W16X36 ASTM A99 N16 N17 1.650 0.09
G3-4 W16X36 ASTM A99 N17 N11 1.750 0.09
G4 W16X36 ASTM A99 N9 N10 5.000 0.27
G5 W16X36 ASTM A99 N10 N11 5.000 0.27
G6-2 W16X36 ASTM A99 N13 N20 3.100 0.17
G6-3 W16X36 ASTM A99 N20 N15 1.900 0.10
G7-2 W16X36 ASTM A99 N15 N21 1.900 0.10
G7-3 W16X36 ASTM A99 N21 N17 3.100 0.17
G8-2 W16X36 ASTM A99 N12 N18 3.100 0.17
G8-3 W16X36 ASTM A99 N18 N14 1.900 0.10
G9-2 W16X36 ASTM A99 N14 N19 1.900 0.10
G9-3 W16X36 ASTM A99 N19 N16 3.100 0.17
G10 W16X36 ASTM A99 N18 N20 1.650 0.09
G11 W16X36 ASTM A99 N19 N21 1.650 0.09
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Material Properties
Material Strength Elasticity Poisson Density Therm. Coeff.
t/m^2 t/m^2 t/m^3 m/m/deg-C
ASTM A36 -NA- 20389017.8 0.2900 7.86 0.000
Load Cases
Load Case Strength Service Results Analyze? Envelope?
( 1)Carga de servicio Yes Yes Yes Yes No
Member Uniform Loads
Load Case Member Direction Offset End Offset Magnitude
m m
Carga de servicio G4 DY 0.0000 5.0000 -2.6170 t/m
Carga de servicio G5 DY 0.0000 5.0000 -2.6170 t/m
Carga de servicio G6-2 DY 0.0000 3.1000 -2.1660 t/m
Carga de servicio G6-3 DY 0.0000 1.9000 -2.1660 t/m
Carga de servicio G7-2 DY 0.0000 1.9000 -2.1660 t/m
Carga de servicio G7-3 DY 0.0000 3.1000 -2.1660 t/m
Carga de servicio G8-2 DY 0.0000 3.1000 -1.6880 t/m
Carga de servicio G8-3 DY 0.0000 1.9000 -1.6880 t/m
Carga de servicio G9-2 DY 0.0000 1.9000 -1.6880 t/m
Carga de servicio G9-3 DY 0.0000 3.1000 -1.6880 t/m
Member Point Loads
Load Case Member Direction Offset Magnitude
m
Carga de servicio G6-3 DY 0.9500 -1.8700 t
Carga de servicio G7-2 DY 0.9500 -1.8700 t
Carga de servicio G8-2 DY 2.1500 -1.8700 t
Carga de servicio G8-3 DY 0.9500 -1.8700 t
Carga de servicio G9-2 DY 0.9500 -1.8700 t
Carga de servicio G9-3 DY 0.9500 -1.8700 t
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Member Results
Member Result Case Name Offset Fx Vy Vz Mx My Mz
m t t t t-m t-m t-m
G1-2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 4.24 0.00 0.00 0.00 0.00
G1-2 Carga de servicio First O 1.00 0.00 4.19 0.00 0.00 0.00 4.22
G1-2 Carga de servicio First O 2.00 0.00 4.14 0.00 0.00 0.00 8.38
G1-3 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 -0.11 0.00 0.00 -0.00 8.38
G1-3 Carga de servicio First O 0.83 -0.00 -0.15 0.00 0.00 -0.00 8.27
G1-3 Carga de servicio First O 1.65 -0.00 -0.20 0.00 0.00 0.00 8.12
G1-4 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 -4.59 0.00 0.00 -0.00 8.12
G1-4 Carga de servicio First O 0.88 -0.00 -4.64 0.00 0.00 -0.00 4.08
G1-4 Carga de servicio First O 1.75 -0.00 -4.69 0.00 0.00 0.00 0.00
G2-2 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 16.31 0.00 0.00 0.00 0.00
G2-2 Carga de servicio First O 1.00 -0.00 16.19 0.00 0.00 0.00 16.25
G2-2 Carga de servicio First O 2.00 -0.00 16.06 0.00 0.00 0.00 32.37
G2-3 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -0.43 0.00 0.00 0.00 32.37
G2-3 Carga de servicio First O 0.83 0.00 -0.54 0.00 0.00 0.00 31.97
G2-3 Carga de servicio First O 1.65 0.00 -0.64 0.00 0.00 0.00 31.48
G2-4 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -17.8 0.00 0.00 0.00 31.48
G2-4 Carga de servicio First O 0.88 0.00 -17.9 0.00 0.00 0.00 15.79
G2-4 Carga de servicio First O 1.75 0.00 -18.1 0.00 0.00 0.00 -0.00
G3-2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 4.24 -0.00 0.00 0.00 0.00
G3-2 Carga de servicio First O 1.00 0.00 4.19 -0.00 0.00 -0.00 4.22
G3-2 Carga de servicio First O 2.00 0.00 4.14 -0.00 0.00 -0.00 8.38
G3-3 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 -0.11 -0.00 -0.00 0.00 8.38
G3-3 Carga de servicio First O 0.83 -0.00 -0.15 -0.00 -0.00 0.00 8.27
G3-3 Carga de servicio First O 1.65 -0.00 -0.20 -0.00 -0.00 -0.00 8.12
G3-4 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 -4.59 -0.00 -0.00 0.00 8.12
G3-4 Carga de servicio First O 0.88 -0.00 -4.64 -0.00 -0.00 0.00 4.08
G3-4 Carga de servicio First O 1.75 -0.00 -4.69 -0.00 -0.00 -0.00 0.00
G4 Carga de servicio First O 0.00 0.00 5.01 -0.00 -0.00 0.00 0.00
G4 Carga de servicio First O 2.50 0.00 -1.67 -0.00 -0.00 0.00 4.17
G4 Carga de servicio First O 5.00 0.00 -8.35 -0.00 -0.00 -0.00 -8.35
G5 Carga de servicio First O 0.00 0.00 8.35 0.00 0.00 -0.00 -8.35
G5 Carga de servicio First O 2.50 0.00 1.67 0.00 0.00 0.00 4.17
G5 Carga de servicio First O 5.00 0.00 -5.01 0.00 0.00 0.00 0.00
G6-2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 4.40 -0.00 0.00 0.00 -0.00
G6-2 Carga de servicio First O 1.55 0.00 0.96 -0.00 0.00 0.00 4.15
G6-2 Carga de servicio First O 3.10 -0.00 -2.49 -0.00 0.00 -0.00 2.96
G6-3 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -2.53 -0.00 -0.00 0.00 2.96
G6-3 Carga de servicio First O 0.95 0.00 -6.51 -0.00 -0.00 -0.00 -0.44
G6-3 Carga de servicio First O 1.90 -0.00 -8.62 -0.00 -0.00 -0.00 -7.63
G7-2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 8.62 0.00 0.00 -0.00 -7.63
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NGENIERIA
G7-2 Carga de servicio First O 0.95 0.00 4.64 0.00 0.00 -0.00 -0.44
G7-2 Carga de servicio First O 1.90 0.00 2.53 0.00 0.00 0.00 2.96
G7-3 Carga de servicio First O 0.00 0.00 2.49 0.00 -0.00 -0.00 2.96
G7-3 Carga de servicio First O 1.55 0.00 -0.96 0.00 -0.00 0.00 4.15
G7-3 Carga de servicio First O 3.10 0.00 -4.40 0.00 -0.00 0.00 -0.00
G8-2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 4.25 -0.00 -0.00 0.00 -0.00
G8-2 Carga de servicio First O 1.55 0.00 1.55 -0.00 -0.00 0.00 4.49
G8-2 Carga de servicio First O 3.10 -0.00 -3.02 -0.00 -0.00 -0.00 3.02
G8-3 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -3.07 -0.00 0.00 0.00 3.02
G8-3 Carga de servicio First O 0.95 -0.00 -6.59 -0.00 0.00 -0.00 -0.68
G8-3 Carga de servicio First O 1.90 -0.00 -8.25 -0.00 0.00 -0.00 -7.73
G9-2 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 8.25 0.00 -0.00 -0.00 -7.73
G9-2 Carga de servicio First O 0.95 -0.00 4.72 0.00 -0.00 -0.00 -0.68
G9-2 Carga de servicio First O 1.90 -0.00 3.07 0.00 -0.00 0.00 3.02
G9-3 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 3.02 0.00 0.00 -0.00 3.02
G9-3 Carga de servicio First O 1.55 -0.00 -1.55 0.00 0.00 0.00 4.49
G9-3 Carga de servicio First O 3.10 -0.00 -4.25 0.00 0.00 0.00 -0.00
G10 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 0.04 0.00 -0.00 -0.00 0.00
G10 Carga de servicio First O 0.82 -0.00 -0.00 0.00 -0.00 -0.00 0.02
G10 Carga de servicio First O 1.65 -0.00 -0.04 0.00 -0.00 0.00 0.00
G11 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 0.04 -0.00 0.00 0.00 0.00
G11 Carga de servicio First O 0.83 -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 0.02
G11 Carga de servicio First O 1.65 -0.00 -0.04 -0.00 0.00 -0.00 0.00
Nodal Displacements
Node Result Case Name DX DY DZ RX RY RZ
m m m deg deg deg
N2 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 0.21687 0.00000 -0.12463
N4 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 0.27088 0.00000 0.00000
N6 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 0.21687 0.00000 0.12463
N9 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 -0.22288 0.00000 -0.10482
N10 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 -0.27872 0.00000 0.00000
N11 Carga de servicio First O 0.00 0.00 0.00 -0.22288 0.00000 0.10482
N12 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 -0.00 0.09006 0.00000 -0.12463
N13 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 -0.00 -0.11540 0.00000 -0.11723
N14 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 0.11271 0.00000 0.00000
N15 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 -0.14420 0.00000 0.00000
N16 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 -0.00 0.09006 0.00000 0.12463
N17 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 -0.00 -0.11540 0.00000 0.11723
N18 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 -0.01935 0.00000 0.03978
N19 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 -0.01935 0.00000 -0.03978
N20 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 -0.01973 0.00000 0.03499
N21 Carga de servicio First O 0.00 -0.01 0.00 -0.01973 0.00000 -0.03499
Nodal Reactions
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
Node Result Case Name FX FY FZ MX MY MZ
t t t t-m t-m t-m
N2 Carga de servicio First O -0.00 4.24 -0.00 -NA- -NA- -NA-
N4 Carga de servicio First O 0.00 16.31 0.00 -NA- -NA- -NA-
N6 Carga de servicio First O 0.00 4.24 -0.00 -NA- -NA- -NA-
N9 Carga de servicio First O 0.00 9.70 -0.00 -NA- -NA- -NA-
N10 Carga de servicio First O 0.00 34.79 0.00 -NA- -NA- -NA-
N11 Carga de servicio First O -0.00 9.70 -0.00 -NA- -NA- -NA
-
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
DIAGRAMAS DE MOMENTOS
DIAGRAMA DE CORTANTE
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
DIAGRAMA DE DESPLAZAMIENTOS
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
REACCIONES
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
4).- Formulas bsicas en el diseo
de elementos de acero estructural
(Teora Elstica).
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
4).-Formulas bsicas en el diseo de elementos de acero estructural
(Teora Elstica)
TENSIN: Excepto para miembros conectados con pasadores, Ft no exceder de 0.60Fy en el rea total, ni de 0.50Fu en el rea neta efectiva.
Para miembros conectados con pasadores: Ft=0.45Fy en el rea neta.
CORTANTE: En el rea efectiva de la seccin transversal
Fv = 0.40 Fy
En las conexiones de extremos de viga, donde el patn superior est cortado, y en situaciones similares donde puede ocurrir falla por cortante a lo largo de un plano que pase a travs de los sujetadores, o por una combinacin de cortante a lo largo de un plano que pase a travs de los conectores, ms tensin a lo largo de un plano perpendicular, en el rea efectiva para resistir falla por desgarramiento:
Fv = 0.30 Fu
COMPRESIN: En la seccin total de miembros cargados en compresin axial, cuando KL/r, la mayor relacin de esbeltez efectiva de cualquier segmento no arriostrado, es menor que Cc:
3
c
3
c
2
c
2
a
8C
(Kl/r)
8C
3(Kl/r)
3
5
Fy2C
(Kl/r)1
F
En donde:
y
2
cF
E2C
En la seccin total de miembros en compresin axial, cuando Kl/r excede Cc
22
a
Kl/r23
E12F
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
En la seccin total de arriostramientos y en miembros secundarios cargados axialmente cuando l/r excede 120
200r
l1.6
FF a
as
En el rea total de atiesadores de trabes armadas de alma llena:
ya0.60FF
En el alma de perfiles laminados, al pie de la unin alma-patn (pandeo del alma debido a cargas concentradas,)
ya0.75FF
FLEXIN: Tensin y compresin en las fibras extremas de miembros compactos, laminados en caliente o armados (excepto vigas hbridas), cargados en el plano de su eje menor, simtricos con respecto a dicho eje.
ybF66.0F
ESFUERZOS COMBINADOS
COMPRESIN AXIAL Y FLEXIN (FLEXO COMPRESIN): Los miembros sometidos simultneamente a esfuerzos de compresin axial y a esfuerzos de flexin, deben estar diseados de manera que satisfagan las condiciones siguientes:
1.0
byF
eyF'
af
1
byf
myC
bxF
exF'
af
1
bxf
mxC
aF
af
1.0
byF
byf
bxF
bxf
0.60F
af
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
1.0Fby
fby
Fbx
fbx
Fa
fa0.15
Fa
fasi
Donde: 2)
b/r
b23(Kl
E212cF'
Cm = 0.85 para miembros en compresin en marcos sujetos a desplazamiento lateral Para miembros en compresin con extremos restringidos, en marcos arriostrados contra desplazamiento lateral y no sujetos a carga transversal entre sus apoyos en el plano de flexin,
cm = 0.6 - 0.4 2
1
M
M pero no menor de 0.4
Los elementos que se encuentren sometidos a flexo tensin en vez de flexo
compresin solamente debern satisfacer la ecuacin (2), siendo que en este caso
el valor de Fa ser igual al 60% del esfuerzo de fluencia del acero Fy, y no
depender de la esbeltez del elemento segn el punto 1.6.2 del manual del I.M.C.A.
Por lo tanto:
0.1Fby
fby
Fbz
fbz
Fa
fa
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
5).- Revisin de los elementos de acero
que conforman la estructura
5.1 Revisin por flexin de vigas IPR de la parrilla
5.2 Revisin de columna de apoyo (se revisa la columna mas critica)
5.3 Revisin de capacidad del terreno ante nuevas cargas.
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
5).- Revisin de los elementos de acero que conforman la
estructura
5.1 Revisin por flexin de vigas IPR de la parrilla Elementos mecnicos actuantes viga IPR 16 x 74.40 Kg/m reforzada con dos placas t=1/2, en ambos patines: Member Results
Member Result Case Name Offset Fx Vy Vz Mx My Mz
m t t t t-m t-m t-m
G2-2 Carga de servicio First O 0.00 -0.00 16.31 0.00 0.00 0.00 0.00
G2-2 Carga de servicio First O 1.00 -0.00 16.19 0.00 0.00 0.00 16.25
G2-2 Carga de servicio First O 2.00 -0.00 16.06 0.00 0.00 0.00 32.37
G2-3 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -0.43 0.00 0.00 0.00 32.37
G2-3 Carga de servicio First O 0.83 0.00 -0.54 0.00 0.00 0.00 31.97
G2-3 Carga de servicio First O 1.65 0.00 -0.64 0.00 0.00 0.00 31.48
G2-4 Carga de servicio First O 0.00 0.00 -17.8 0.00 0.00 0.00 31.48
G2-4 Carga de servicio First O 0.88 0.00 -17.9 0.00 0.00 0.00 15.79
G2-4 Carga de servicio First O 1.75 0.00 -18.1 0.00 0.00 0.00 -0.00
Mu= 32.37 Ton-m
Vu= 18.10 Ton
Modulo de seccin necesario:
Sxfy
MSnec
6.0
max
3
238.107,2
)/25306.0(
000,199,3cm
cmKgx
cmKgSnec
Modulo de seccin existente Sx:
Sx=2,630.00 cm3
Sx=2,630.00 cm3 > Snec= 2107.38 cm
3 Bien
Por lo tanto el perfil propuesto pasa por flexion.
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
Revision por cortante:
Vr= AxFv ( cortante resistente)
Area de cortante del perfil
Aalma= 29.00cm2
Cortante resistente
Vr= AalmaxFv = (29cm2)(0.4 x 2530 Kg/cm
2)= 29,348.00 Kg = 29.34 Ton
Vr= 29.34 Ton > 18.10Ton Bien
Por lo tanto el perfil propuesto pasa por cortante.
Elementos mecnicos actuantes viga IPR 16 x 53.70 Kg/m Member Results
Member Result Case Name Offset Fx Vy Vz Mx My Mz
m t t t t-m t-m t-m
G4 Carga de servicio First O 0.00 0.00 5.01 -0.00 -0.00 0.00 0.00
G4 Carga de servicio First O 2.50 0.00 -1.67 -0.00 -0.00 0.00 4.17
G4 Carga de servicio First O 5.00 0.00 -8.35 -0.00 -0.00 -0.00 -8.35
Mu= 8.35 Ton-m
Vu= 8.35 Ton
Modulo de seccin necesario:
3
206.550
)/25306.0(
000,835cm
cmKgx
cmKgSnec
Modulo de seccin existente:
Sx=926.00 cm3
Sx=926.00 cm3 > Snec= 550.06 cm
3 Bien
Por lo tanto el perfil propuesto pasa por cortante.
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STRUCTURAL
NGENIERIA
Revision por cortante:
Vr= AxFv ( cortante resistente)
Area de cortante del perfil
Aalma= 27.00cm2
Cortante resistente
Vr= AalmaxFv = (27cm2)(0.4 x 2530 Kg/cm
2)= 27,324.00 Kg = 27.32 Ton
Vr= 27.32 Ton > 8.35Ton Bien
Por lo tanto el perfil propuesto pasa por cortante.
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STRUCTURAL
NGENIERIA
5.2 Revisin de columna de apoyo existente: (se revisa la columna mas critica)
Seccin de columna: 25cm x 25cm Losa tapa h=15cm Area= 5mx5m = 25m
2
Cargas que actuan en la losa tapa: Pepo. 360.00 Kg/m
2
Reglamento 40.00 Kg/m2
Carga muerta= 400.00 Kg/m2
Carga viva= 250.00 Kg/m2
Carga de servicio 650.00 Kg/m2
Peso en la losa tapa = (25m
2)(650.00 Kg/m
2)=16, 250.00 Kg
Trabe (25x35)cm = (210.00 Kg/m)(10m) = 2,100.00 Kg Columna = (0.25m)(0.25m)(3.50m)(2,400.00kg/m
3) = 525.00 Kg
P1 = 18,875.00 Kg
P2 = 34.800.00 Kg (Reaccin de parrilla)
Pt =53,675.00 Kg
Pu = (53.675 Ton)(1.5) = 80.52 Ton
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STRUCTURAL
NGENIERIA
REVISION DE COLUMNAS DE CONCRETO
ELEMENTOS MECANICOS:
Pu = 80.52 T
CONSTANTES DE DISEO:
f'c = 200 Kg/cm2
f'*c = 160 Kg/cm2
f''c = 136 Kg/cm2
F'y = 4200 Kg/cm3
f Principales = # 4
f Estribos = # 3
Recubrimiento = 5 cm
SECCION PROPUESTA:
b = 25.0 cm
h = 25.0 cm
r = 0.80 %
d = 18.41 cm
q = 0.2471
As = 5.00 cm2
CALCULO DE PRO:
FR = 0.80
Ac = 620.00 cm2
PRO = 84.256 T
PRO = FR (fc Ac + As Fy)
Con 4 Va , tenemos una capacidad de carga de 84.256 Ton > Pu = 80.52 Ton Por lo tanto pasa la seccin por caga axial
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STRUCTURAL
NGENIERIA
5.3 Revisin de capacidad del terreno ante nuevas cargas. Analisis de carga adicional por adaptacin de cisterna al nuevo proyecto de producir 1000 litros/seg. Mas: Peso de losa= 45.264 Ton Peso de vigas= 2.813 Ton Peso de bombas= 13.608 Ton Tubo lleno 30= 8.845 Ton Tubo lleno 24= 3.762 Ton Peso total adicional= 74.292 Ton Analisis de carga de la cisterna existente: Losa de fondo = 288.00 Ton Losa tapa= 144.00 Ton Muros= 201.60 Ton Columnas= 4.73 Ton Peso de plantilla= 44.00 Ton Peso de trabes = 20.16 Ton Peso de contratrabes= 20.16 Ton
Peso total (vacia)= 722.65 Ton
t= 9.10 ton/m2. esta es la capacidad de carga del suelo natural reportada en el estudio de mecanica de suelos con un factor de seguridad de 3.
Relacin peso adicional/peso vacia de cisterna =
103.065.722
292.74
lo anterior nos muestra que la carga adicional no incrementa mas del 11% del peso total de la cisterna vacia. Cisterna llena+PePo= (400x3.5x1.0 Ton/m
3)+722.65 =2,122.65 Ton
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
Esfuerzo del tereno real cisterna llena estado actual:
2
2TREAL5.30Ton/m
400m
2,122.65 < t Bien
Esfuerzo del tereno real con cisterna llena actual mas carga adicional
2
2TREAL5.49Ton/m
400m
2,196.94 < t Bien
El incremento de faiga al suelo es de: 1.035%, como puede verse la carga adicional que se llevara al suelo es despreciable. No generara asentamiento ni diferenciales
ni totales en la cisterna existente.
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PLICADA
STRUCTURAL
NGENIERIA
6).- BIBLIOGRAFA CONSULTADA
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STRUCTURAL
NGENIERIA
6).- BIBLIOGRAFA CONSULTADA.
Reglamento de construccion de Tabasco vigente
Normas tcnicas complementarias NTC-2004 para:
Diseo y construccin de estructuras de acero y concreto.
Manual de diseo de obras civiles, seccin estructuras C.1.3
Diseo estructural por Roberto Meli Piralla. edit. limusa 1989.
Reglamento de construcciones del D.F.
Soldadura, tercera edicin por James A. Pender . edit.mcgraw-hill
Manual de construccin en acero. 4ta Edicion por el IMCA editorial: limusa noriega.
Diseo de acero estructural por Joseph E. Bowles edit. limusa.
Diseo de estructuras metlicas por Hctor Soto Rodriguez.
Manual de Diseo Ssmico para Edificios. E. Bazan y R. Meli Piralla. Editorial Limusa.
Ingeniera de Cimentaciones. Ralph Pec, Edit. Limusa.
Cimentaciones Superficiales. Carlos Magdaleno.
Mecnica de Suelos y Cimentaciones. Carlos Crespo Villalaz.
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