Calculos Naves Industrialexs LISTO

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 marzo, 2015 CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES  Estudio vál ido para naves de 24 y 30 metros de longitud, de acuerdo a la información disponible en los  planos constructivos.

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marzo, 2015

CÁLCULO DE

NAVES

INDUSTRIALES

 Estudio válido para naves de 24 y 30

metros de longitud, de acuerdo a la

información disponible en los

 planos constructivos.

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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ÍNDICE

1.   NAVES INDUSTRIALES ............................................................................................. 4 

1.1.  Dimensiones de la nave industrial ........................................................................... 4 

1.2.  Documentación y software utilizados ...................................................................... 4 

2.  MEMORIA DE CÁLCULOS ........................................................................................ 5 

2.1. 

Cálculo de cubiertas del techo ................................................................................. 5 

2.1.1. 

Presión básica del viento .................................................................................. 5 

2.1.2.  Presión básica de la nieve uniformemente repartida ........................................ 6 

2.1.3.  Presión admisible de la techumbre por condiciones ambientales..................... 7  

2.1.4.  Peso de planchas del techo ............................................................................... 7 

2.1.5. 

Fuerzas del viento por metro lineal .................................................................. 8 

2.1.6.  Presión de la techumbre sobre Costaneras ..................................................... 11 

2.1.7. 

Cálculo de cubiertas del muro ........................................................................ 11 

2.2. 

Cálculo de Costanera del techo .............................................................................. 12 

2.2.1.  Solicitaciones de la Costanera del techo......................................................... 12 

2.2.2.  Determinación de la situación más desfavorable ........................................... 13 

2.2.3.  Proyecciones sobre la Costanera .................................................................... 13 

2.2.4.  Resultados del estudio: Costanera de la cubierta............................................ 16 

2.2.5. 

Comprobación mediante Software ................................................................. 16 

2.3. 

Cálculo de Costanera del muro .............................................................................. 17 

2.3.1. 

Solicitaciones de la Costanera del muro ......................................................... 17 

2.3.2.  Determinación de la situación más desfavorable ........................................... 17 

2.3.3.  Proyecciones sobre la Costanera .................................................................... 18 

2.3.4.  Resultados del estudio: Costanera del muro ................................................... 21 

2.3.5.  Comprobación mediante Software ................................................................. 21 

2.4.  Cálculo de la cercha ............................................................................................... 22 

2.4.1. 

Solicitaciones del Canal de la cercha ............................................................. 23 

2.4.2.  Aplicación de cargas sobre el Canal 3 ............................................................ 23 

2.4.3.  Resultados del estudio: Canal C3 de la cercha ............................................... 27 

2.4.4.  Comprobación del canal mediante Software .................................................. 27 

2.4.5.  Comprobación del ángulo ............................................................................... 28 

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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2.5.  Cálculo de la columna ............................................................................................ 30 

2.5.1.  Solicitaciones del Canal de la columna .......................................................... 31 

2.5.2.  Cálculos preliminares ..................................................................................... 32 

2.5.3.  Cálculo de las fuerzas que actúan en la columna ........................................... 33 

2.5.4. 

Comprobación de la columna por tensión admisible...................................... 38 

2.5.5. 

Verificación de la columna por flexo –  compresión....................................... 39 

3. 

RESUMEN DE RESULTADOS .................................................................................. 41 

3.1.  Resultados costanera de la Cubierta 100/50/15/4 .................................................. 41 

3.2.  Resultados costanera del Muro 100/50/15/3 .......................................................... 41 

3.3.  Resultados del estudio: Canal C3 de la Cercha 150/50/4 ...................................... 41 

3.3.1.  Resultados del perfil ángulo de la Cercha 40/40/3 ......................................... 42 

3.4.  Resultados canal 150/50/4 y ángulo 40/40/3 de la Columna ................................. 42 

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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1. NAVES INDUSTRIALES

1.1.  Dimensiones de la nave industrial

Altura aprox.: 9,5 [m]

Luz: 12 [m]

Longitud Nave 1: 24 [m] (4 secciones de 6 [m] c/u)

Longitud Nave 2: 30[m] (5 secciones de 6 [m] c/u)

Ángulo de inclinación de la cubierta del techo: α = 30°.

Material de la estructura: perfiles de acero A36, equivalente a A37 –  24 ES:

Esfuerzo de ruptura Sut:

Sut = 37 [kgf/mm2] = 370 MPa = 3700 [kgf/cm2]

Esfuerzo de fluencia Syt:

Syt = 24 [kgf/mm2] = 240 MPa = 2400 [kgf/cm2]

1.2. 

Documentación y software utilizados

o   NCh 427: Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero para edificios.

 NCh 428: Ejecución de construcciones de acero.

o   NCh 431: Construcción –  sobrecargas de nieves.

 NCh 432: Cálculo de la acción del viento sobre las construcciones.

 NCh 433: Diseño sísmico de edificios.

o  Catálogo General Productos y Sistemas –  CINTAC 2014.

o  Libro: “El Proyectista de Estructuras Metálicas” –  R. Nonnast.

o  Libro: “Diseño en Ingeniería Mecánica” –  J. Shigley.

o  Software Autodesk AutoCAD 2012.

o  Software Autodesk Inventor 2014.

o  MD Solids 3.5.

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2. MEMORIA DE CÁLCULOS

Los cálculos se realizan por sección unitaria de 6 [m]. Es decir, los resultados serán losmismos para la nave de 24 [m] y 30 [m] de longitud, sólo que la primera tiene 4 secciones

y la segunda 5 secciones.

Sección unitaria de 6 [m]

2.1.  Cálculo de cubiertas del techo

2.1.1.  Presión básica del viento

Según la norma chilena NCh 432, se tiene la fórmula:

=  

Donde

q: Presión básica del viento [kgf/m2]

u: velocidad máxima instantánea del viento [m/s]

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De la Tabla 1 de la NCh 432 se obtiene el valor de q considerando una construcción acampo abierto:

Con q = 106 [kgf/m2], reemplazando en la ecuación anterior, se tiene un valorconsiderado máximo de la velocidad del viento de u = 41,18 [m/s] ó 150 [km/h], aprox.

2.1.2.  Presión básica de la nieve uniformemente repartida

Según la norma chilena NCh 431, se tiene la fórmula: = ∗  

Donde:

n: sobrecarga de nieve [kgf/m2].

K: constante de escurrimiento.

n0: presión básica de nieve [kgf/m2].

De la Tabla 1 de la NCh 431 se obtiene el valor de K considerando un ángulo de 30°:

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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En seguida, de la Tabla 2 de la norma NCh 431, considerando la altura y latitud del lugardonde se construirá la nave, se tiene un valor de n0 de:

n0 = 75 [kgf/m2]n = K*n0 = 75 [kgf/m2]

2.1.3.  Presión admisible de la techumbre por condiciones ambientales

Suponiendo que la acción del viento barre con el 25% de la nieve, la presión admisiblees:

= + ∗0,75 

Padm = 135,75 [kgf/m2].

2.1.4.  Peso de planchas del techo

Del plano número CA –  AL –  005 se obtienen las medidas del techo, con un largo Lt: = 4 ∗ 854+3∗1482+851[] Lt = 24,6 [m]

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Y un ancho bt:

 bt = 7,017 [m]

Por lo tanto, el área total AT a cubrir de la nave es:  = 2 ∗ ∗  

AT = 345,293 [m2]

Considerando la distribución de las planchas en cada lado del techo, se tiene 7 filas con16 planchas/fila. Es decir, se usará para el cálculo aproximadamente:

2 ∗ 7 ∗ 16 = 224 ℎ 

Según el tipo de plancha utilizada en el techo, se estima para el cálculo un peso de 4,5[kgf] por cada una. Entonces el peso total de las planchas del techo es 1008 [kgf].

El peso por metro cuadrado del peso de las planchas de la cubierta es:

= 1008345,293 =2,92  

2.1.5.  Fuerzas del viento por metro lineal

= ∗ ∗  

Donde:

Fv: fuerza del viento por metro lineal [kgf/m]

q: presión básica del viento [kgf/m2].

C: coeficiente de forma para nave cerrada.

Ainf: ancho de influencia [m].

q = 106 [kgf/m2]

El factor C se obtiene de la norma NCh 432, con α = 30°:

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= 1,2∗30°−0,4 

C1 = 0,2

C2 = -0,4

C3 = 0,8

C4 = -0,4

Determinación del ancho de influencia Ainf:

  = 1 + 22  

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De los planos se tiene:d1 = d2 = 1 [m]

Ainf = 1 [m]

Por lo tanto, las fuerzas del viento por metro lineal Fv son: 1 = ∗ ∗ 

Fv1 = 21,2 [kgf/m]

2 = ∗ ∗ 

Fv2 = -42,4 [kgf/m] 3 = ∗ ∗ 

Fv3 = 84,8 [kgf/m] 4 = ∗ ∗ 

Fv4 = -42,4 [kgf/m]

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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2.1.6.  Presión de la techumbre sobre Costaneras

= 4,5 [

] 2.1.7.  Cálculo de cubiertas del muro

Superficie a cubrir:

Donde

Lz = 12 [m]

H = 6 [m]

H’ = 3,5 [m]

 b = 0,15 [m]

  = + ∗ + 12 ∗ + ∗ ′ Afrontal = 94,16 [m2]

Área lateral, según el plano: AL = 6 [m]*24[m] = 144 [m2].

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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2.2.  Cálculo de Costanera del techo

Distancia entre costaneras: 1 [m]

Peso de la cubierta: 4,5 [kgf/m2]

Presión del viento: q = 106 [kgf/m2]

Presión de la nieve: n = 75 [kgf/m2]

2.2.1.  Solicitaciones de la Costanera del techo

o  Peso propio

Asumiendo del plano una costanera 100/50/15/4 [mm], Pcost = 6,4 [kgf/m]

= ∗ +  

P propio = 10,9 [kgf/m]

o  Efecto del viento

Viento barlovento: Vb = Fv1 = 21,2 [kgf/m]

Viento sotavento: Vs = Fv2 = -42,4 [kgf/m]

o  Carga por nieve Pnieve

n = 75 [kgf/m2]

Ainf = 1 [m]

Pnieve = n*Ainf = 75 [kgf/m]

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2.2.2.  Determinación de la situación más desfavorable

Caso 1: Peso propio + viento

Caso 2: Peso propio + nieve

Caso 3: (Peso propio + viento + nieve)* 0,75

Según la experiencia de otros diseños, la situación más desfavorable es el Caso 2, dadoque en el Caso 1 y 3 el viento no necesariamente impacta en forma perpendicular al techo,sino que sólo una parte de éste, el cual además disminuye el peso de la nieve en un 25%.

2.2.3.  Proyecciones sobre la Costanera

Cargas que actúan en el eje x –  x: − = ∗ 30° = 5,45 [/]  − = ∗ 30° = 37,5 [/] Ptotal x-x = 58,45 [kgf/m]

o  Cargas que actúan en el eje y –  y: − = ∗ 30° = 9,44 [/]  − = ∗ 30° = 64,95 [/]

 

Ptotal y-y = 74,39 [kgf/m] → w1 = 729,78 [N/m]

Con este dato de carga máxima, se evalúa el Momento máximo en una costanera porcada 6 metros de longitud.

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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Se obtiene un momento máximo Mmáx= 3284,01 [N*m]

Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:

=á/ f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm2]

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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2.2.4.  Resultados del estudio: Costanera de la cubierta

Se debe considerar el eje x-x, dado que la Costanera se instalará en la posición tal comose indica en las figuras anteriores.Según lo calculado, la Costanera deberá tener un módulo resistente W en el eje x-x igual

o mayor a 23,25 [cm3].

 De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/4 [mm], la cual tiene un

W en el eje x-x de 24,5 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con

los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas1.

Wcostanera utilizada = 24,5 [cm3 ] > W calculado 23,25 [cm3 ]

2.2.5.  Comprobación mediante Software

Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida la Costanerautilizada 100/50/15/4 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos paracomprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable.

Se utiliza una fuerza de corte máximo V = 2189,34 [N] ubicado en el centroide de lacostanera, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams Module”. Otambién se puede utilizar la presión ejercida sobre la costanera, equivalente a 0,007[MPa].

1 Vientos sobre los 150 [km/h] y peso de la nieve de 75 [kgf/m2], según el lugar donde se construirá la nave.

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2.3.  Cálculo de Costanera del muro

Distancia entre costaneras: 1,2 [m]

Peso de la cubierta: 4,5 [kgf/m2]

Presión del viento: q = 106 [kgf/m2]

Presión de la nieve: n = 0 [kgf/m2]

2.3.1.  Solicitaciones de la Costanera del muro

o  Peso propio

Asumiendo del plano una costanera 100/50/15/3 [mm], Pcost = 4,95 [kgf/m]

= ∗ +  

P propio = 10,35 [kgf/m]

o  Efecto del viento

Viento barlovento: Vb = Fv3 = 84.8 [kgf/m]

Carga por nieve Pnieven = 0 [kgf/m2]

Ainf = 1,2 [m] Pnieve = n*Ainf = 0 [kgf/m]

2.3.2.  Determinación de la situación más desfavorable

Caso 1: Peso propio + viento

Caso 2: Peso propio + nieve

Caso 3: (Peso propio + viento + nieve)* (0,70 a 0,75)

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2.3.3.  Proyecciones sobre la Costanera

Cargas que actúan en el eje x –  x: − = 84,8 ∗ 0,72 = 61 [/] o  Cargas que actúan en el eje y –  y:

−=10,35 [/] Con este dato de carga máxima, se evalúa el Momento máximo en una costanera por

cada 6 metros de longitud.

61 [kgf/m] → Carga máxima → w1 = 598,4 [N/m]

x - x

y - y

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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Se obtiene un momento máximo Mmáx= 2691 [N*m]

Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:

=á/ f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm2]

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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2.3.4.  Resultados del estudio: Costanera del muro

En este caso, se debe considerar el eje x-x, dado que la Costanera, a pesar de que seinstalará en posición acostada, las fuerzas máximas actuarán sobre el eje x-x.Según lo calculado, la Costanera deberá tener un módulo resistente W en el eje x-x igual

o mayor a 19,056 [cm3].

 De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/3 [mm], la cual tiene un

W en el eje x-x de 19,56 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con

los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas2.

Wcostanera utilizada = 19,56 [cm3 ] > W calculado 19,056 [cm3 ]

2.3.5. 

Comprobación mediante Software

Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida la Costanerautilizada 100/50/15/3 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos paracomprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable.

Se utiliza una fuerza de corte máximo V = 1794 [N] ubicado en el centroide de lacostanera, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams Module”. O

también se puede utilizar la presión ejercida sobre la costanera, equivalente a 0,006[MPa].

2 Vientos sobre los 150 [km/h] y peso de la nieve de 75 [kgf/m2], según el lugar donde se construirá la nave.

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2.4.  Cálculo de la cercha

De los planos, se obtiene:

Cercha tipo: cantidad = 2

Canal 3: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 7010 [mm]

Canal 4: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 6370 [mm]

Travesaño T13: Canal 150/50/4, cantidad = 12, longitud = 698 [mm]

Diagonal D16: Canal 150/50/4, cantidad = 12, longitud = 833 [mm]

Diagonal D16: Canal 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 308 [mm]

Travesaño T9: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 489 [mm]Travesaño T10: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 404 [mm]

Travesaño T11: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 316 [mm]

Travesaño T12: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 244 [mm]

Diagonal D15: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1167 [mm]

Travesaño T7: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 668 [mm]

Travesaño T8: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 560 [mm]

Diagonal D13: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1173 [mm]

Diagonal D14: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1161 [mm]

Diagonal D11: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1229 [mm]

Diagonal D12: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1198 [mm]

Diagonal D9: Canal 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 961 [mm]

Diagonal D10: Ángulo 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1126 [mm]

De catálogo se obtiene un peso teórico del canal 150/50/4 de 7,44 [kgf/m]. Con unalongitud total de 16,18 [m].

Peso total canal = 120,38 [kgf]

Y para el ángulo 40/40/3: 1,77 [kgf/m]. Con una longitud total de 9,74 [m]

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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Peso total ángulo = 17,23 [kgf]

Incluyendo un factor del 15% por cargas sísmicas, se tiene:

ℎ = + á ∗ 1,15% Peso total de la cercha = 137,6 *1,15% = 158,24 [kgf]

2.4.1. 

Solicitaciones del Canal de la cercha

La cercha deberá soportar las cargas más críticas dadas por el peso propio del techo máslas cargas de la nieve.

Como se calculó en la sección 2.2.3., la carga en el techo es 74,39 [kgf/m] → w1 = 729,78

[N/m]

En la cercha por sí sola se tiene un peso calculado de 158,24 [kgf].

Para determinar si el canal 150/50/4 [mm] cumple con las cargas a las que estará sometidoen la situación más crítica, se considera la carga del techo como carga distribuida y el peso de la cercha como carga aplicada en el centroide.

2.4.2.  Aplicación de cargas sobre el Canal 3

Canal 3: 150/50/4, longitud = 7010 [mm].

Para facilitar el cálculo del centroide de la cercha, ésta se considerará como un triángulorectángulo (Para un cálculo más preciso, utilizar centro de masa). Entonces se tiene:

Siguiendo con los planos, h = 852 [mm], b = 6992 [mm]

xc = 4661,3 [mm], yc = 284 [mm]

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CÁLCULO DE NAVES INDUSTRIALES

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Para el canal C3 se tiene una carga distribuida de w1 = 729,78 [N/m] más el peso de la

cercha proyectada al eje y’-y’ de:ℎ ’ – ’ = ℎ ∗ 30° = 158,24 ∗ 30 [] Pcercha y’ –  y’ = 137 [kgf] → P1 = 1344 [N] que se aplica en la cota 4661,3 [mm] (dondese cruza el eje y’-y’ con el canal C3) 

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Se obtiene un momento máximo Mmáx= 4245,22 [N*m]

Utilizando la siguiente fórmula, se calcula el módulo resistente W:

=á/ f = 0,6*Syt =1440 [kgf/cm2]

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2.4.3.  Resultados del estudio: Canal C3 de la cercha

Según lo calculado, la el canal C3 deberá tener un módulo resistente W en el eje x-x igualo mayor a 30,062 [cm3].

 De acuerdo con los planos, el Canal utilizado es 150/50/4 [mm], el cual tiene un W en eleje x-x de 39,62 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple con los

requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas3.

Wcanal utilizado = 39,62 [cm3 ] > W calculado 30,062 [cm3 ]

2.4.4.  Comprobación del canal mediante Software

Tomando en cuenta las condiciones más críticas a las que estará sometida el canal C3utilizad 150/50/4 [mm], se evalúan las tensiones mediante Elementos Finitos paracomprobar si el perfil utilizado en los planos es aceptable.

Se utiliza una fuerza de corte máximo V = 3233.47 [N], distribuida a lo largo del canal yubicado en el centroide, obtenido del diagrama de fuerzas y momentos “Beam Diagrams

Module”. O también se puede utilizar la presión ejercida so bre la costanera, equivalentea 0,01 [MPa].

3 Vientos sobre los 150 [km/h] y peso de la nieve de 75 [kgf/m2], según el lugar donde se construirá la nave.

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DCL Cercha para determinar cargas en los ángulos

2.4.5.  Comprobación del ángulo

Primera condición de diseño:

o  Barra más crítica: M –  O (Travesaño T12 en el plano)

Fuerza axial: 10,8 [k  N] → 1100 [kgf]

o  Tipo: Compresión

Longitud: 24,4 [cm]o 

Lmáx: 119,8 [cm]

o   Número de elementos: 24 perfiles ángulo por cercha*6 cerchas (para lanave de 30 [m] →  = 144

= (  ) ≤  

=0,4∗ →0,4∗2400[ ] Á ≥| 1100 960 ( )| = 1,15 [] 

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Á = 1,15 0,85  

Área efectiva = 1,35 [cm2]

Segunda condición de diseño:

= ∗ ≤  

= = ∗   ; K = 1

= (1 ∗ 119,8 144 ) = 0,83 [] 

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Como

Área efectiva = 1,35 [cm2] < Área s/g catálogo = 2,25 [cm2]

ixx calculado 0,83 [cm] < ixx s/g catálogo = 1,25 [cm]

o  Se concluye que, dado los resultados, se considera el ángulo 40/40/3 [mm] como

aceptable.

2.5.  Cálculo de la columna

De los planos, se obtiene:

Columna tipo: cantidad = 2

Canal 1: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 6000 [mm]

Canal 2: 150/50/4, cantidad = 2, longitud = 5331 [mm]

Diagonal D1: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 1006 [mm]

Diagonal D2: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 491 [mm]

Diagonal D3: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 972 [mm]

Diagonal D4: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 486 [mm]Diagonal D5: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 995 [mm]

Diagonal D6: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 972 [mm]

Diagonal D7: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 955 [mm]

Diagonal D8: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 2222 [mm]

Travesaño T1: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 144 [mm]

Travesaño T2: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 190 [mm]

Travesaño T3: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 223 [mm]

Travesaño T4: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 271 [mm]

Travesaño T5: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 319 [mm]

Travesaño T6: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 373 [mm]

Travesaño T7: 40/40/3, cantidad = 2, longitud = 259 [mm]

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De catálogo se obtiene un peso teórico del canal 150/50/4 de 7,44 [kgf/m]. Con unalongitud total de 11,3 [m].

Peso total canal = 84,3 [kgf]

Y para el ángulo del travesaño y diagonal 40/40/3: 1,77 [kgf/m]. Con una longitud totalde 9,88 [m]

Peso total ángulo = 17,48 [kgf]

Incluyendo un factor del 15% por cargas sísmicas y un factor de diseño nd = 1,15 setiene:

= + á ∗1,15∗1,15 

Peso total de la columna = 101,78 *1,15*1,15 = 134,6 [kgf]

2.5.1.  Solicitaciones del Canal de la columna

o  Peso propio

P propio = 134,6 [kgf/m]

Efecto del vientoViento barlovento: Vb = Fv3 = 84.8 [kgf/m]

o  Carga por nieve Pnieve

n = 0 [kgf/m2]

Ainf = 1,2 [m]

Pnieve = n*Ainf = 0 [kgf/m]

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2.5.2.  Cálculos preliminares

At = 2*9,47+2,25 = 21,19 [cm2]

Wxx-t = 2*39,62 + 1,22 = 80,46 [cm3]

Iyy-t = 2*20,49 + 2*9,47*302 = 17086,98 [cm4]

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Ixx –  t = 2*297,17 + 3,5 = 597,84 [cm4]

– = 17086,98 / 30 = 569,57 [3] 2.5.3.  Cálculo de las fuerzas que actúan en la columna

A1 = 72,9 [cm2]

A2 = 21,26 [cm2

]Atotal = 94,16 [cm2]

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EFECTO DEL VIENTO

S/G NCh 432

= 0,106∗72,9/6 = 1,3 [ton/m2] = 2 ∗ 0 ∗ = 21,26 ∗ 0,106 ∗ 0,8 = 1,8 [] Mp = 1,8*(3,5/3) = 2,1 [ton*m]

X1 = 4,3 [ton]

X2 = 3,9 [ton]

X3 = 3,1 [ton]

X4 = 2,2 [ton]

X5 = 1,3 [ton]

X6 = 0,1 [ton]

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= 6 ∗ 0,1 = 0,6 [ ∗ ] 

 Imagen de ejemplo para ilustrar las cargas

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1 = 2 = 3/16 ∗ 0.0848 ∗ 6 = 0.0954 [] 1 = 0,0954∗6−0,0848∗36/2 = −0.954 [∗] 

2= −0,0954∗6 = −0,5724 [∗] 

DI LATACIÓN TÉRMICA

 NCh 427:

et = 1,2*10-5 * 3000*20 = 0,72 [cm]

Xt = (0,72*3*2,1*106*597,4)/ 6003 = 12,54 [kgf]

Mt = 12,54*0,001*6 = 0,07527 [ton*cm]

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SOLI CITACI ONES POR EFECTO SÍSMICO

= 158,24 ∗ 12 + 0,15/2 + 134,6 = 1095,9 []  = 1 ∗ 1,2 ∗ 0,1 ∗ 1095,9 = 131,5 [] 

= 131,5 ∗ 0,001 ∗ 6 = 0,789 [ ∗ ]

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2.5.4.  Comprobación de la columna por tensión admisible

= 1∗600/5,6 = 109 [] − = √ ,, = 28,4 []

 

= 1∗60028,4 = 21,13 [] Tensión admisible c = 1300 [kgf/cm2]

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2.5.5.  Verificación de la columna por flexo  –  compresión

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= 920/21,19 = 43,6 [kgf/cm2] ’ = 60000/80,46 ∗ 12/23 = 389 [kgf/cm2]  = 95400/569,57 = 167,49 [kgf/cm2]

43,61300 +

3891440 +

167,491440 =0,42<1,33

 

o  Se concluye que, dado los resultados, se considera el canal 150/50/4 [mm] como

aceptable al cumplir con los requerimientos de diseño.

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3. RESUMEN DE RESULTADOS

3.1.  Resultados costanera de la Cubierta 100/50/15/4

o   De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/4 [mm], la cual tiene

un W en el eje x-x de 24,5 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple

con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas4.

Wcostanera utilizada = 24,5 [cm3 ] > W calculado 23,25 [cm3 ]

3.2.  Resultados costanera del Muro 100/50/15/3

o   De acuerdo con los planos, la Costanera utilizada es 100/50/15/3 [mm], la cual tiene

un W en el eje x-x de 19,56 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí

cumple con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales

críticas.

Wcostanera utilizada = 19,56 [cm3 ] > W calculado 19,056 [cm3 ]

3.3.  Resultados del estudio: Canal C3 de la Cercha 150/50/4

o   De acuerdo con los planos, el Canal utilizado es 150/50/4 [mm], el cual tiene un W

en el eje x-x de 39,62 [cm3 ]. Es decir, es mayor al calculado, por lo que sí cumple

con los requisitos de diseño en caso de ocurrir las condiciones ambientales críticas.

Wcanal utilizado = 39,62 [cm3 ] > W calculado 30,062 [cm3 ]

4 Vientos sobre los 150 [km/h] y peso de la nieve de 75 [kgf/m2], según el lugar donde se construirá la nave.

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3.3.1.  Resultados del perfil ángulo de la Cercha 40/40/3

Como

Área efectiva = 1,35 [cm2] < Área s/g catálogo = 2,25 [cm2]

ixx calculado 0,83 [cm] < ixx s/g catálogo = 1,25 [cm]

o  Se concluye que, dado los resultados, se considera el ángulo 40/40/3 [mm] como

aceptable.

3.4.  Resultados canal 150/50/4 y ángulo 40/40/3 de la Columna

El canal y ángulo son aceptables si se cumple que:

43,61300 + 3891440 + 167,491440 =0,42<1,33 

o  Se concluye que, dado los resultados, se considera el canal 150/50/4 [mm] y el

ángulo 40/40/3 como aceptables, al cumplir con los requerimientos de diseño.