MEMORIA DE COBERTURA DE ESTRUCTURA METALICA

MEMORIA DE CALCULOS

MEMORIA DE CÁLCULO

DESCRIPCION DEL PROYECTO

El trabajo consiste en el análisis y diseño estructural de la estructura metálica

tipo pórtico empleada para proteger la zona adoquinada en el área de Stacker.

Dicha estructura cubre un área de 272.45 m2 y perímetro de 80.51m.

Un elemento típico (en elevación) se muestra a continuación.

En planta, la disposición es la siguiente:

Se puede observar que está compuesta por 10 pórticos unidos mediante 10

correas longitudinales.

Los pórticos están separados a 3.71m, 3.53m y 3.12m. Para el análisis se

tomará el más desfavorable (3.71m).

Tanto los elementos verticales (columnas), horizontales (vigas) y correas serán

de tubos estructurales de acero.

NORMAS EMPLEADAS

Para el análisis y diseño se hace uso del Reglamento Nacional de

Edificaciones y del AISC a través de las siguientes normas:

Norma E.020: Cargas

Norma E.090: Estructuras Metálicas

Norma AISC-LRFD-360-05

GEOMETRIA DE LA ESTRUCTURA

Nudo X Y Z Piso Rígido[m] [m] [m]

1 0.00 0.00 0.00 02 0.00 3.0013 0.00 03 -0.5625 2.9093 0.00 04 3.75 3.615 0.00 05 7.50 0.00 0.00 06 7.50 3.0013 0.00 07 8.0628 2.9093 0.00 08 -0.4146 2.9335 0.00 09 0.6108 3.1013 0.00 010 1.65 3.2713 0.00 011 2.6867 3.441 0.00 012 3.7252 3.6109 0.00 013 7.9158 2.9333 0.00 014 6.8892 3.1013 0.00 015 5.85 3.2713 0.00 017 3.7748 3.6109 0.00 018 4.8124 3.4411 0.00 0

CARGAS DE DISEÑO

Las correas reparten la carga sobre 10 puntos.

Carga Permanente:

Constituido por el peso de la cobertura de calamina además del peso

propio de los elementos constituyentes del pórtico.

Carga muerta por Cobertura Metálica

Cercha crítica @ 3.71 m.

Plancha de calamina: 2.40 mx0.83 m – 2.54 kgf/m2.

Área tributaria: 3.53 x 8.63 = 30.5 m2

Peso total de la calamina: 30.5 x 2.54 = 77.5 kg

Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue:

4PD = 77.5 PD = 19.4 kg (en número de 3)

0.5PD = 9.7 kg (uno a cada lado)

Peso propio de elementos constituyentes

El software utilizado (RAM Elements de Bentley) lo considera en

forma automática

Carga de Viento:

De acuerdo al RNE tenemos que la velocidad de viento está dada por la

fórmula:

Donde:

Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h.

V: Velocidad de diseño hasta 10 m de altura en Km/h.

h: Altura sobre el terreno en metros.

La presión exterior ejercida por el viento es, de acuerdo al RNE:

Donde:

Ph: Presión ejercida por el viento a una altura h, en Km/m2.

C: Factor de forma adimensional igual a 0.3.

Vh: Velocidad de diseño a la altura h en Km/h, definida anteriormente.

Con estos datos, tenemos los siguientes resultados:

Vh = V(h/10)^^0.22 = 85(1)^^0.22 = 85 km/hora

Ph = 0.005 C Vh^^2 = 0.005(0.3)(85)^^2 = 10.8 kgf/m2

Luego la fuerza distribuida perpendicular a la cercha será de 10.8 x

30.5 = 329.4 kgf

Luego la carga se repartirá puntualmente como sigue:

4Pv = 329.4 Pv = 82.4 kg (en número de 3)

0.5Pv = 41.2 kg (uno a cada lado)

Como estas fuerzas son perpendiculares al techo (el techo tiene

inclinación de 9 grados) los descomponemos en fuerzas verticales y

horizontales:

Pv en Y = 82.4 * 0.998 = 81.41 kg

Pv en X = 82.4 * 0.156 = 12.41 kg

Sobrecargas:

Carga Viva

Constituido por el peso de las personas y equipos durante las etapas de

montaje y mantenimiento.

En nuestro caso:

Considerando una carga viva de 30 kgf / m2 (techos livianos

cualquiera sea su inclinación), tendremos que:

4PL = (30 x 30.5) = 915 kgf PL = 228.75 kgf

0.5PL = 114.38 kgf

MATERIALES

Los perfiles de acero serán de acero estructural según la Norma ASTM A-

36: fy = 2,500 kgf / cm2.

CALCULO DE LAS FUERZAS ACTUANTES EN LA ESTRUCTURA

Para el cálculo estructural se utilizó las siguientes combinaciones de cargas:

Condiciones de carga

Estado Descripción Comb.

DS1 1.4CM SiDS2 1.2CM+1.6CV SiDS3 1.2CM+0.8CW SiDS4 1.2CM+1.6CW SiDS5 1.2CM+CV+1.6CW SiDS6 0.9CM+1.6CW Si

El resumen del diseño por resistencia para todos los estados de carga es el

siguiente:

Estados de carga considerados :DS1=1.4CMDS2=1.2CM+1.6CVDS3=1.2CM+0.8CWDS4=1.2CM+1.6CWDS5=1.2CM+CV+1.6CWDS6=0.9CM+1.6CW

Descripción Sección Miembro Ec. ctrl Ratio Estatus Referencia

COL1 STube 5x3x3_161 DS1 en 100.00% 0.10 Bien (H1-1b)

DS2 en 100.00% 0.80 Bien (H1-1b)DS3 en 100.00% 0.14 Bien (H1-1b)DS4 en 100.00% 0.20 Bien (H1-1b)DS5 en 100.00% 0.65 Bien (H1-1b)DS6 en 100.00% 0.18 Bien (H1-1b)

4 DS1 en 100.00% 0.10 Bien (H1-1b)DS2 en 100.00% 0.80 Bien (H1-1b)DS3 en 100.00% 0.15 Bien (H1-1b)DS4 en 100.00% 0.21 Bien (H1-1b)DS5 en 100.00% 0.66 Bien (H1-1b)DS6 en 100.00% 0.19 Bien (H1-1b)

VIG1 2 DS1 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b)DS2 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b)DS3 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b)DS4 en 100.00% 0.02 Bien (H1-1b)DS5 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b)DS6 en 100.00% 0.02 Bien (H1-1b)

3 DS1 en 0.00% 0.10 Bien (H1-1b)DS2 en 0.00% 0.84 Bien (H1-1b)DS3 en 0.00% 0.15 Bien (H1-1b)DS4 en 0.00% 0.22 Bien (H1-1b)DS5 en 0.00% 0.69 Bien (H1-1b)DS6 en 0.00% 0.20 Bien (H1-1b)

5 DS1 en 100.00% 0.01 Bien (H1-1b)DS2 en 100.00% 0.05 Bien (H1-1b)DS3 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b)DS4 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b)DS5 en 100.00% 0.03 Bien (H1-1b)DS6 en 100.00% 0.00 Bien (H1-1b)

6 DS1 en 0.00% 0.10 Bien (H1-1b)DS2 en 0.00% 0.84 Bien (H1-1b)DS3 en 0.00% 0.15 Bien (H1-1b)

DS4 en 0.00% 0.22 Bien (H1-1b)DS5 en 0.00% 0.69 Bien (H1-1b)DS6 en 0.00% 0.20 Bien (H1-1b)

Los máximos desplazamientos se producen en:

Nodo 12 Dy = -1.79 cm con la combinación DS2=1.2CM+1.6CV

Nodo 7 Dy = 0.572 cm con la combinación DS5=1.2CM+CV+1.6CW

CONCLUSIONES

Del análisis de la estructura se concluye lo siguiente:

Los elementos estructurales (columnas y vigas) serán tipo tubo estructural:

5” x 3” x 5/16”

Las correas serán tipo tubo estructural: 2” x 2” x 3/16”