05-07-2015 Memoria Cálculo RB

8/15/2019 05-07-2015 Memoria Cálculo RB

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL

SOPORTE EQUIPO

HOSPITAL COPIAPÓ

REV B.

SANTIAGO,

JULIO 2015


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Ingeniería De Detalles


CONTENIDO

1 GENERALIDADES ALCANCES3

1.1 ALCANCES 3

1.2 EXCLUSIONES 31.3 REFERENCIAS 3

2 BASES DE DISEÑO 4

2.1 NORMAS 4

2.1.1Instituto Nacional de Normalización (INN)4

2.1.2American Society of Civil Engineers4

2.1.3American Institute of steel construction (AISC)4

2.1.4American Concrete Institute (ACI) 4

2.2 DOCUMENTOS 4

2.3 PLANOS 4

3 DISEÑO 5

3.1 MÉTODO DE DISEÑO53.2 MATERIALES 5

3.3 CARGAS BÁSICAS 5

3.3.1Peso propio de los elementos (D) 5

3.3.2Sismo (Ex, Ey, Ez)5

3.4 APLICACIÓN DE LAS CARGAS 6

3.4.1Peso propio de los elementos6

3.5 COMBINACION DE CARGAS 7

4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL 8

4.1 VERIFICACIÓN DE ESFUERZOS COMBINADOS 8

4.1 VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES9

5 CONCLUSIONES 11

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PROYECTO

FIGURAS

Figura 1: Peso propio (P = 21 kgf) 6

Figura 2: Peso propio Equipos (P_Eq= 80 kgf) 6

Figura 3: Vista isométrica de la estructura 8

Figura 7: Deformación máxima Horizontal 9

Figura 8: Deformación máxima Vertical 10

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1 GENERALIDADES ALCANCES

ALCANCES

La presente memoria se refere al análisis, diseño y verifcación de la estructuraque soportará un equipo y a su vez será anclada a una losa de hormigónexistente del edifcio.

EXCLUSIONESSe excluye la verifcación de la estructura a la cual se fjará la estructuraanalizada en esta memoria de cálculo.

REFERENCIAS

Los antecedentes para la ejecución de esta memoria se encuentran en lossiguientes documentos

• Carta N°1895, Servicio de Salud Atacama, departamento de RecursosFísicos

• MET-00035 Fijación y montaje columna "MX" - Plano de soporte, Hojas 1 a 5

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2 BASES DE DISEÑO

NORMAS

!l diseño de las estructuras considera los criterios y requisitos de las siguientesnormas

Instituto Nacional de Normalización (INN)

• NCh 170 Of. 85 Hormigón - Requisitos generales.

• NCh 204 Of. 06 Acero – Barraslaminadasencaliente para hormigónarmado.

• NCh 218 Of. 77 Acero – Mallas de alta Resistencia para hormigónarmado –Especificaciones.

• NCh 219 Of. 77 Construcción – Mallas de acero de alta Resistencia –Condiciones de usoen el hormigónarmado.

• NCh 427cR 77 Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero

para edificios.

• NCh 430 Of. 08 Hormigón Armado – II parte.

• NCh 432 Of. 10 Diseño estructural - Cargas de viento.

• NCh 1537 Of. 09 para Sobrecargas de uso.

• NCh 2369 Of. 03 para Diseño Sísmico de Estructuras e instalacionesIndustriales.

• NCh 3171 Of. 10 Diseño Estructural - Disposiciones generales ycombinaciones de carga.

American Society of Civil Engineers

• Minimum Design Loads for Building and Other Structure ANSI/ASCE 7.

• Association of Iron and Steel Engineers. Specifications for the Design andConstruction of Mill Buildings AISE Std. N°13.

American Institute of steel construction (AISC)

• ANSI/AISC 360-10 (ASD) para construcciones de acero.

American Concrete Institute (ACI)

• Código de diseño en Hormigón armado ACI-318/08

DOCUMENTOS

• Carta N°1895, Servicio de Salud Atacama, departamento de RecursosFísicos

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PLANOS

• MET-00035 Fijación y montaje columna "MX" - Plano de soporte, Hojas 1 a 5

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3 DISEÑO

MÉTODO DE DISEÑO

!l diseño y verifcación de la estructura de acero se realizará mediante el código"#S$%"$S& '()*+) "S- para estructuras de acero.

Se considera que la estructura se fja a una losa de hormigón armado existente,mediante pernos de anclaje de tipo qu/mico.

MATERIALES

Los tipos de materiales considerados en el cálculo son los indicados acontinuación

1. Acero estructural grado A270ES o ASTM A36,

2.Hormigón grado H30, confianza 90%.

CARGAS BÁSICAS

!l modelo ha considerado las siguientes cargas

Peso propio de los elementos (D)

&orresponde al peso propio de todos los elementos estructurales más el pesodel equipo a soportar por la estructura analizada.

Se considera que el equipo tiene un peso de 0) 1g2.

Sismo (Ex, Ey, Ez)

-ado que se desconoce las caracter/sticas del edifcio y el nivel en el cual semontará el equipo

3ara el cálculo de los e2ectos s/smicos horizontales, se considerará el punto4.5.5 de la #&h 5'() o2. 5))', el cual indica una 2uerza s/smica horizontal

p p

p

pk

p P P R

K a F ≤=

7,0

-onde

K p 6 5,5

a1 6 7")%g

R p 6 ', equipos el8ctricos

") 6),7g, 9ona '

-e lo anterior se tiene

8213,03

2,24,047,0=

⋅⋅⋅

= p p P F

Se descarta, por ser menos conservador, lo indicado en :&arta #;+0


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&max 6 5%' @ "o 6 5%' @ ),7 6 ),5(4

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APLICACIÓN DE LAS CARGAS

Peso propio de los elementos

!l peso propio de la estructura está incorporado al momento de defnir elmodelo de análisis, además se incluye el peso de la cinta de en2riamiento y el

peso de la parrilla de piso.

Figura 1: Peso propio (P = 21 kgf)

Figura 2: Peso propio Equipos (P_Eq= 80 kgf)

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COMBINACION DE CARGAS

Se consideraron las siguientes comAinaciones de carga

Combinació D Ex Ey Ez

&+ +

&5 + + +&' + *+ +&7 + + +&= + *+ +&( + + *+&4 + *+ *+&0 + + *+

&< + *+ *+

Tabla 1: Combinaciones de carga para diseño por capacidad admisible

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4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL

La estructura está confgurada en Aase a perfles de acero tipo ángulosL7)B+,44, conectados entre s/ mediante soldadura.

!l análisis del conjunto se realizó mediante el so2tCare de análisis estructuralS"35))). " continuación, en la ?igura ', se muestra el modelo estructural.

Figura 3: Vista isométrica de la estructura

VERIFICACIÓN DE ESFUERZOS COMBINADOS

Las siguientes taAlas muestran la verifcación por el m8todo de las tensionesadmisiAles de los elementos estructurales más exigidos. #inguno de loselementos soArepasa los valores l/mites.

PerfilesPr

(kg)

Pccomp

(kg)

Pctension

(kg)

MrMajorDsgn

(kg·cm)

McMajor

(kg·cm)

MrMinorDsgn

(kg·cm)

McMinor

(kg·cm)

L7)x+,44 *77 5.('5 '.=)+ *00= '.'07 *=)( 5.)


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Perfiles F.U. CombinaciónEcuación de diseño según

ANSI/AISC 360-10 (ASD)Condición

L7)x+,44 =5,)D &( E5*+ &umple

Tabla 3: Factor de utilización elementos laminados en caliente

VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES

La siguiente taAla indica las de2ormaciones máximas segFn ejes coordenadosdel modelo.

Dirección

Deformación

máxima

calculada (cm)

Combinación

de diseño

Deformación

Límite (cm)Condición

B

*),7' 6+,'+4 !x

),)+=h 6 ),)+=@+))6 +,= &umple

9 *),)+74 3G3H!qL%'))6'4%'))

6),+5' &umple

Tabla 4: Factor de utilización elementos laminados en caliente

Figura 4: Deformación máxima Horizontal

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Figura 5: Deformación máxima Vertical

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VERIFICACIÓN DE PERNOS DE ANCLAJE

Se consideran pernos de anclaje postinstalados de tipo mecánico, diámetro '%0:de acero inoxidaAle calidad SS'+(, dispuestos segFn plano I!J*)))'= Eoja +.

La mayor solicitación soAre un anclaje tipo se genera con la comAinación &(, lacual corresponde a una carga de tracción de (',0


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Propiedades geométricas perno:

Grado Acero: SS316

Fluencia Acero: Fy 240MPa:=

LimiteRotura: Fu 5 50 MPa:=

Diámetro : diam 3

8

in:=

Area sección del perno: Ap diam2 K

4⋅:=

Propiedades del hormigón:

Grado de hormigón H25

Resistencia a la compresión fc´ 20MPa:=

Cargas de diseño:

Axial: P 63.89kgf :=

Corte : 8.91kgf :=Carga Axial mayorada Pu 1.7P:=

u 1.7:=Carga de corte mayorada

Resistencia nominal de un anclaje a tracción:

fu!a 1.9Fy:=

"#a Ap fu!a⋅:=

"#a 3.313 103× kgf =

Resistencia nominal de arrancamiento por desprendimiento del hormigón:

profundidad minima de empotramiento: $%f 60mm:= Area de falla proyectada del concreto del anclaje

Anc 2 1.5⋅ $%f & '2:=

A nc( 9$ %f 2:=

factor de modificacion para los efectos de orde:

ψ 2 1:=

factor de modificacion de la resistencia a la tracción:

ψ 3 1.4

:=Resistencia asica al arrancamiento del concreto:

k 7:=

") k fc´⋅ $%f 1.5⋅:=

"c) Anc

Anc(

ψ 2⋅ ψ 3⋅ ")⋅ "

MPa.5

mm1.5⋅( )

⋅:=

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"c) 2.077 103× kgf =

Carga máxima de tracción:

"n min "c) "#a,& ':=

"n 2.077 103× kgf =

φ 0.75:=

φ "n⋅ 1.558 103× kgf =

%*ificaci+n ,(k, φ "n⋅ Pu≥if

,-**, (!$%*i#%

:=

%*ificaci+n ,(k,=

-e lo anterior se concluye que los pernos de anclaje resisten de soAremaneralas cargas solicitantes provenientes de la estructura.

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5 CONCLUSIONES

La estructura cumple todos los requerimientos indicados en la normativavigente respecto a la capacidad de los perfles metálicos, as/ como lasde2ormaciones l/mites estaAlecidas.

-e igual 2orma los pernos de anclaje satis2acen plenamente las cargassolicitantes.

3or lo anterior se concluye que la estructura y los pernos de anclaje dispuestoscumplen los criterios de diseño considerados en este documento y en lanormativa vigente.

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