UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: CALCULO COMPUTARIZADO DE ESTRUCTURAS

DOCENTE: ING. OSCAR CHAVEZ

ALUMNOS: CARLOS LANDA, REMY CONDORI CRUZ, CRISTHIAN

AREQUIPA - PERU

ANALISIS DE UNA NAVE SEMICIRCULAR PARA PISCINA Este trabajo se desarroll tomando en base la construccin de una cobertura de una piscina en el distrito de cerro colorado. La particularidad del proyecto es cubrir un claro de 30m de luz, lo cual se pretende lograr a base de una estructura semicircular de marcos rgidos de acero. OBJETIVOS Anlisis de la estructura por acciones gravitacionales y acciones accidentales (fuerzas de viento). Obtencin de os elementos mecnicos estructurales principales y secundarios con ayuda del programa SAP 2000. Revisin de los desplazamientos horizontales y verticales.

NAVES INDUSTRIALES Existen diversos tipos de naves industriales que dependen de un sistema estructural que sea seguro y econmico. Esta es la fase ms difcil y a la vez ms importante en el diseo estructural. Marcos rgidos Se usan a menudo en edifios y se componen de vigas y columnas que estn articuladas o bien son rigidas en sus cimentaciones. Los marcos pueden ser bidimensionales o tridimensionales. La carga de un marco ocasiona flexion en sus miembros, debido a la conexin en barras rgidas, esta estructura es generalmente indeterminada desde el punto de vista del anlisis. Armaduras y columnas Cuando se requiere que el claro de una estructura sea grande y su altura no es criterio importante de diseo, puede seleccionarse una armadura. Debido al arreglo geomtrico de sus miembros, las cargas que causan la flexin en las armaduras se convierten en fuerza de tensin o compresin en los miembros, y por esto una de las ventajas de las armaduras, respecto a una viga, es que utiliza menos material para soportar una carga dada, pudindose adaptar de varias maneras para soportar una carga impuesta. DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA La forma arquitectnica es de forma rectangular, las dimensiones son de 70 metros de largo por 30 metros de ancho, la altura de las columnas son de 6.00 m. ngulo de Abertura: 36.87 Radio externo: 25 m. Radio interno: 24.5 m.

Nmero de divisiones angulares: 54 la cubierta es semicircular con una flecha de 5.00 m.

Datos Generales Dimensiones de la cubierta en planta 30 x 70 m2 Zona de Arequipa: Velocidad del Viento Altura Total de la edificacin: 11m Materiales a Utilizar: Acero A-36, policarbonato alveolar. Peso Especfico del policarbonato: Dimensiones del policarbonato: l=3.6 0.15m, a=1.9 0.08m

Tipos de solicitaciones.I. Acciones permanentes por nudo.rea tributaria=10x0.6m2 Peso especfico de policarbonato= 3.0 kg/m2

PY=WPOLXAt PY =Carga muerta de cubierta= 10x0.6x3.0= 18kg =0.018 Tn.

II.

Acciones variables.Carga viva=30 kg/m2 Peso de carga viva W viva=10x0.6x0.030=0.18 tn. Variacin de temperatura= 20c

III.

Acciones accidentales.-

carga de viento:Ubicacin: Arequipa *Para construcciones menores a 10m de altura el , ya no es necesario calcular la presin para cada altura ya que se considera constante

Clculo de la Presin de Viento

Dnde:

= 0.8 =-0.5

Barlovento Sotavento

**Los Valores de C son tomados del RNE para un techo curvo con una abertura de hasta 45 Para calcular la carga de cada nudo se multiplicara la presin (ya sea barlovento o sotavento) por el rea tributaria y el coseno o seno(dependiendo de la componente que se busque) que esta fuerza forme con respecto a la horizontal.

Px = PhxAtxsen Px =28.9x0.6x10x Px =0.14 Tn.

Combinaciones de Carga Para los diferentes mtodos de clculo existen combinaciones diferentes de Carga. En la Norma Tcnica E.020 Cargas se utilizan diferentes combinaciones a las estudiadas, en las cuales no se amplifican las cargas, por lo tanto optamos por las combinaciones del mtodo LRFD 1) 2) 3) 4) 5) 1.4*D 1.2*D+1.6*L 1.2*D+1.6*W+0.5*L 1.2*D+1.0*E+0.5*L 0.9*D (1.6*W 1.0*E)

Anlisis de cargas en el programa SAP 2000 Primero: Utilizamos las unidades Kg, m, C. Creamos un Modelo de los predefinidos (Shells>Barrel Shell) ponemos los datos que tenemos, y le quitamos los Restraints mas no los Gridlines. Para el primer caso consideramos el Radio Exterior y el origen (0, 0,0). L y Axial divisin no son

importantes en este caso Segundo: Con el gridline visible unimos puntos con el elemento frame hasta formar nuestro arco.

Tercero: Una vez hecho nuestro Arco, ponemos Edit>Add Model From Template o Crtl + T. Agregamos otro barrel Shell como en el Primer paso y en el Segundo, con la diferencia que nuestro punto de origen ha cambiado en Z, ya que usamos primero el Radio exterior y luego el Radio interior. Recordemos que toma el punto de origen a la altura donde comienza el arco. Para nuestro caso Z se ha movido Z=-0.146m

Cuarto: Quitamos la visibilidad de los Shells y los Gridlines para solo poder ver los Frames, unimos los dos arcos mediante Frames de manera lgica. Una vez unidos copiamos nuestra armadura y creamos un New Model from Template: Blank

Quinto: Pegamos nuestra armadura al Blank en la Vista YZ. Le ponemos los Apoyos correspondientes seleccionando los nudos que son apoyos Assign>Joint>Constraints y le ponemos Apoyo Simple

Sexto: Seleccionamos Nudo por nudo los lugares donde pondremos la Carga (la que sacamos de las Combinaciones) Assign>Joint Loads>Forces (tomar los las fuerzas con sus respectivos signos) y en las unidades correctas

Sptimo: Antes de hacer los clculos debemos entrar a las Opciones de Anlisis dejando todo tal cual se muestra, para un anlisis de armadura en 2D. Analyze>Set Analysis Options

Octavo: La armadura ya est lista para ser analizada apretamos F5 As debera verse nuestra armadura antes del Anlisis

Noveno: Una vez Analizada Nuestra Armadura vamos a Display>Show Forces Stresses>Frames/Cables, elegimos Axial Force. Notamos que Case/Combo es DEAD, ya que la combinacin no la nombramos, sino solo la pusimos en DEAD. Esto nos arrojara un Diagrama de Fuerzas Axiales, Rojo significa Compresion, Amarillo es tensin

El anlisis ya est hecho, ahora damos clic izquierdo para seleccionar y luego clic derecho sobre la barra que nos parezca tiene los valores ms altos para que nos muestre la siguiente ventana.

INTERPRETACION DE RESULTADOS.DESPLAZAMIENTO MAXIMO EN LA CERCHA.-

El desplazamiento mximo en el centro de luz es de 0.52 cm.

Fuerzas axiales mximas en el centro de la luz:

Compresin=2.853 tn

Fuerzas axiales mximas en los apoyos:

Compresin=0.8 tn.

Bibliografa Manual de Diseo en Acero AISC 2009 NTP E.020 Cargas Catlogo de Aceros Estructurales NTP E.070 Diseo Sismo resistente