Memoria de Calculo de Cercha Estadio

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  • 8/20/2019 Memoria de Calculo de Cercha Estadio

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    DISEÑO DE COMPONENTES METALICOS.-

    DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

    TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA:

    PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO :  Arcos metalicos: Fy = 36  KSI  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2

    Fu = 58  KSI u = 0.30

    corrugado: Fy = 4200  Kg/cm2,  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2

    SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60  KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70  KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)

    COBERTURA: Pu = 1.50  kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)

    ELEVACION DE CERCHA METALICA

    TIJERAL N° 3

    C J K D

    TIJERAL T 3

    Pág. 1

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    DISE O DE CERCHA METALICA

    TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):

    Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50  kg/m2

    Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 20.00  kg/m2

    WD = 21.50  kg/m2

    CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020   WLr = 30.00  kg/m2

    CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030   Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)

    NTP E.020 - 2007   donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a

    θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)

    de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)

    (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

    BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70   ρh = 28.35  kg/m2:   = . ρh = .  k /m2

    SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40   ρh = -16.20  kg/m2

    METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 6.84 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.61 m

    CARGA MUERTA (PD):   P D  = (W D )(A)(B) ,   PD = 236.77  kg

    CERCHA 1 = 118.38  kgCERCHA 2 = 118.38  kg

    CARGA VIVA DE TECHO (PLr ):   P Lr  = (W Lr  )(A)(B)   PLr = 330.37  kg

    CERCHA 1 = 165.19  kg

    CERCHA 2 = 165.19  kg

    CARGA DE VIENTO (W):   P W  = (ρh )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s 312.20  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 312.20  kg

    CERCHA 1 = 156.10  kgCERCHA 2 = 156.10  kg

    SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -178.40  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -178.40  kg

    CERCHA 1 = -89.20  kgCERCHA 2 = -89.20  kg

    CARGA DE LLUVIA (R): PR = 33.04  kg

    COMBINACIONES DE CARGAS:

    COMB 01 : 1.4 D D = CARGA MUERTA

    COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA

    COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO

    COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO

    COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA

    COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s

    COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 

    COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 

    COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R

    COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R

    ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10

    ANALISIS ESTRUCTURAL:

    barlovento sotavento0.70

    -0.40

    2005.0 hh   xCxV  P   

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    PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD) Kg - m.

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    ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s)

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    UND. KG - Cm.

    ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) E DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES Se observa que el punto con deflexion maxima esta

    en la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable

    Pág. 5

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    PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SCAPACIDAD RESISTENTE 

    ANGULO DE LADOS IGUALES (PULG.) 

    BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR 

    DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)

    esbeltes admisible   r > KL/60 ……..(5)

    esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)

    donde: Ø = 0.85 (en compresion) y   ……..(7)

    DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:

    BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2

    de (5): r > 1.050 pulg

    Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"    Ag = 1.140 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.770 pulg > r …. MAL

    r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 25.310 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulgYcg = 0.263 pulg = 1.324 pulg   = 0.921 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg   = 0.075

    = 0.9175 < 1.5   Fcry = 25.310 Ksi

    luego: = 420.2701   = 134.427 Ksi

    luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK   L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior 

    DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:

    BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2

    de (5): r > 0.227 pulg

    Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4"    Ag = 0.938 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.609 pulg > r …. OK

    r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:

    2 1/2" 2 1/2" 1/4" 

    critica:

    N° 113

    SECCIONES 

    DIAGONAL

    ANGULO DE ALTA RESISTENCIA

    3" 3" 5/16" 3" 3" 5/16" 

    Barra mas

    critica:N° 42

    Barra mas

    60r 

    l  K 

     E 

     F 

     Kl c

      y

        

    cr  F 

     Pu Ag 

     

     Ksi Fcr    32.25 

     yc

    cr    F  F    )658.0(2

     

     y F t 

    b   76

    3

    322

    311   t bt b

     J 

    22222 __ 

     y xooo   r r  y xr   

    2 __ 

    22

    1

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     y x H 

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     Fy

     Kl c

         

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     Fy FcrycS    c

    2

    877.015:

    )658.0(15:

     

     

        

    2)(

    41

    2crz cry

    crz crycrz crft crft 

     F   f  

     H  F  F 

     H 

     F  F  F 

     Ag  F  P  crft cn    

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    de (7):   λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 35.061 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg

    Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg   = 0.821 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg   = 0.0391

    = 0.2512 < 1.5   Fcry = 35.062 Ksi

    luego: = 602.1153   = 227.632 Ksi

    luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK   L 2" x 2" x 1/4"para toda la brida superior 

    DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:

    DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2

    de (5): r > 0.227 pulg (preferible)

    Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado)    Ag = 0.442 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)

    r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)

    VERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 14.038 Ksi

    Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"

    DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

    ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”

    RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras

    RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)  de la plancha)

    donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"

     t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil

    Φ = 0.75por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)

    por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)

    Longitudes de soldadura: L1 = f 1/ (ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)

    DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulgY 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg 0 )   de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip … OK (f1 > 0 )   de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)

    (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

    N° 109

    Barra mas

    critica:

     y F t 

    b   76

    3

    322

    311   t bt b

     J 

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     y xooo   r r  y xr   

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    22

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       Fy

    c FcrycS 

     Fy FcrycS    c

    2

    877.015:

    )658.0(15:

      

         

    2)(

    41

    2crz cry

    crz crycrz crft crft 

     F   f  

     H  F  F 

     H 

     F  F  F 

     Ag  F  P  crft cn    

    Pág. 7

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    DISE O DE COMPONENTES METALICOS.-

    DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

    TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA:

    PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO :  Arcos metalicos: Fy = 36  KSI  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2

    Fu = 58  KSI u = 0.30

    corrugado: Fy = 4200  Kg/cm2,  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2

    SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60  KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70  KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)

    COBERTURA: Pu = 1.50  kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)

    TIJERAL N° 1

    TIJERAL T 1

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    DISE O DE CERCHA METALICA

    TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):

    Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50  kg/m2

    Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 20.00  kg/m2

    WD = 21.50  kg/m2

    CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020   WLr = 30.00  kg/m2

    CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030   Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)

    NTP E.020 - 2007   donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a

    θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)

    de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)

    (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

    BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70   ρh = 28.35  kg/m2  .

     = .  k /mSOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40   ρh = -16.20  kg/m2

    METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 2.24 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.52 m

    CARGA MUERTA (PD):   P D  = (W D )(A)(B) ,   PD = 73.20  kg

    CERCHA 1 = 36.60  kgCERCHA 2 = 36.60  kg

    CARGA VIVA DE TECHO (PLr ):   P Lr  = (W Lr  )(A)(B)   PLr = 102.14  kg

    CERCHA 1 = 51.07  kgCERCHA 2 = 51.07  kg

    CARGA DE VIENTO (W):   P W  = (ρ h )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s = 96.53  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 96.53  kg

    CERCHA 1 = 48.26  kgCERCHA 2 = 48.26  kg

    SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -55.16  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -55.16  kg

    CERCHA 1 = -27.58  kgCERCHA 2 = -27.58  kg

    CARGA DE LLUVIA (R): PR = 10.21  kg

    COMBINACIONES DE CARGAS:

    COMB 01 : 1.4 D

    COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr D = CARGA MUERTA

    COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA

    COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO

    COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO

    COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA

    COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 

    COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 

    COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R

    COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R

    ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10

    ANALISIS ESTRUCTURAL:

    barlovento sotavento0.70

    -0.40

    2005.0 hh   xCxV  P   

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    PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD) Kg - m.

    Pág. 10

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    ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) Kg - m. ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s) Kg - m.

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    ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) Kg - m. DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES

    Se observa que el punto con deflexion maxima estaen la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable

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    PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SUCAPACIDAD RESISTENTE 

    ANGULO DE L ADOS IGUALES (PULG.) 

    BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR 

    DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)

    esbeltes admisible   r > KL/60 ……..(5)

    esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)

    donde: Ø = 0.85 (en compresion) y   ……..(7)

    DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2

    de (5): r > 1.050 pulg

    Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"    Ag = 1.140 pulg2  > Ag … OK

    r x = 0.770 pulg > r …. MAL

    r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 25.310 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg

    Ycg = 0.263 pulg = 1.324 pulg   = 0.921 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg   = 0.075

    = 0.9175 < 1.5   Fcry = 25.310 Ksi

    luego: = 420.2701   = 134.427 Ksi

    luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK   L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior 

    DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2

    de (5): r > 0.227 pulg

    Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4"    Ag = 0.938 pulg2  > Ag … OK

    r x = 0.609 pulg > r …. OK

    r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:

    ANGULO DE ALTA RESISTENCIA

    SECCIONES 

    2 1/2" 2 1/2" 3/16" 2 1/2" 2 1/2" 3/16" 

    DIAGONAL 2" 2" 3/16" 

    Barra mas

    critica:N° 42

    Barra mas

    critica:N° 113

    60r 

    l  K 

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    cr  F 

     Pu Ag 

     

     Ksi Fcr    32.25 

     yc

    cr    F  F    )658.0(2 

     y F t 

    b   76

    3

    322

    311   t bt b

     J 

    22222 __ 

     y xooo   r r  y xr   

    2 __ 

    22

    1

    o

    oo

     y x H 

    2 __ or  A

    GJ crz 

     F 

     E 

     Fy

     Kl c

         

     Fyc

     FcrycS 

     Fy FcrycS   c

    2

    877.015:

    )658.0(15:

      

         

    2)(

    41

    2 crz cry

    crz crycrz crft 

    crft   F   f  

     H  F  F 

     H 

     F  F  F 

     Ag  F  P  crft cn    

    Pág. 13

  • 8/20/2019 Memoria de Calculo de Cercha Estadio

    14/22

    de (7):   λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 35.061 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg

    Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg   = 0.821 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg   = 0.0391

    = 0.2512 < 1.5   Fcry = 35.062 Ksi

    luego: = 602.1153   = 227.632 Ksi

    luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK   L 2" x 2" x 1/4"para toda la brida superior 

    DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2

    de (5): r > 0.227 pulg (preferible)

    Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado)    Ag = 0.442 pulg2  > Ag … OK

    r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)

    r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)VERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 14.038 Ksi

    Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"

    DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

    ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”

    RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras

    RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)  de la plancha)

    donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"

     t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil

    Φ = 0.75

    por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)

    por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)

    Longitudes de soldadura: L1 = f 1/(ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)

    DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulg

    Y 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg

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    15/22

    de (10): f 3 = 0.00 Kip (obviando esta fuerza)

    de (11): f 2 = 4.63 Kip ……OK (f2 > 0 )   de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip ……OK (f1 > 0 )   de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)

    (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

    Pág. 15

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    16/22

    DISEÑO DE COMPONENTES METALICOS.-

    DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

    NOTA : EL DISE O DEL TIJERAL ES TIPICO PARA LOS TIJERALES T4, T5 y T6

    TOMANDO EL ARCO METALICO MAS CRITICO:

    PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO :  Arcos metalicos: Fy = 36  KSI  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2

    Fu = 58  KSI u = 0.30

    corrugado: Fy = 4200  Kg/cm2,  λc = 7.85  Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2

    SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60  KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70  KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)

    COBERTURA: Pu = 1.50  kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)

    ELEVACION DE CERCHA

    TIJERAL N° 5

    1.75 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46 1.45 1.74

     .      5      0

    .73 .73 .83 .91.91 .84 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73

    TIJERAL T5

    Pág. 16

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    17/22

    DISEÑO DE CERCHA METALICA

    TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):

    Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50  kg/m2

    Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 10.00  kg/m2

    WD = 11.50  kg/m2

    CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020   WLr = 30.00  kg/m2

    CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030   Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)

    NTP E.020 - 2007   donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a

    θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)

    de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)

    (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

    BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70   ρh = 28.35  kg/m2

    BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento: C = 0.00   ρh = 0.00  kg/m2

    SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40   ρh = -16.20  kg/m2

    METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 5.55 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 0.80 m

    CARGA MUERTA (PD):   P D  = (W D )(A)(B) ,   PD = 51.06  kg

    CARGA VIVA DE TECHO (PLr ):   P Lr  = (W Lr  )(A)(B)   PLr = 133.20  kg

    CARGA DE VIENTO (W):   P W  = (ρh )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s 125.87  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 125.87  kg

    SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -71.93  kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -71.93  kg (en alta pendiente)

    CARGA DE LLUVIA (R): PR = 13.32  kg

    COMBINACIONES DE CARGAS: ESPECIFICACION A-4.1 LRFD:

    COMB 01 : 1.4 D

    COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr D = CARGA MUERTA

    COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA

    COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO

    COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO

    COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA

    COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 

    COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 

    COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R

    COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R

    ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10

    ANALISIS ESTRUCTURAL:

    barlovento sotavento0.70

    -0.40

    2005.0 hh   xCxV  P   

    Pág. 17

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    18/22

    SECCIONES DEL EJE A al EJE D

    SECCIONES DEL EJE E al EJE H

    SECCIONES DEL EJE O al EJE R

    PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD)

    Pág. 18

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    19/22

    ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s)

    Pág. 19

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    20/22

    ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES

    Se observa que el punto con deflexion maxima estaen la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable

    Pág. 20

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    21/22

    PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SCAPACIDAD RESISTENTE 

    BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR 

    DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)

    esbeltes admisible   r > KL/60 ……..(5)

    esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)

    donde: Ø = 0.85 (en compresion) y   ……..(7)

    DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:

    BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2

    de (5): r > 1.050 pulg

    Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"    Ag = 1.140 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.770 pulg > r …. MAL

    r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 25.310 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg

    Ycg = 0.263 pulg = 1.324 pulg   = 0.921 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg   = 0.075

    = 0.9175 < 1.5   Fcry = 25.310 Ks i

    luego: = 420.2701   = 134.427 Ksi

    luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK   L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior 

    DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:

    BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2de (5): r > 0.227 pulg

    Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4"    Ag = 0.938 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.609 pulg > r …. OK

    r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 35.061 Ksi

    VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)

    ANGULO DE ALTA RESISTENCIA

    SECCIONES 

    2" 4" 5/16" 2" 4" 5/16" 

    DIAGONAL 2" 2" 1/8" 

    Barra mas

    PERFIL RECTANGULAR (PULG.) 

    critica:N° 42

    Barra mas

    critica:N° 113

    60r 

    l  K 

     E 

     F 

     Kl c

      y

     

       

    cr  F 

     Pu Ag 

     

     Ksi Fcr    32.25 

     yc

    cr    F  F    )658.0(2

     

     y F t 

    b   76

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    311   t bt b

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    2

    877.015:

    )658.0(15:

      

        

    2)(

    41

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     H  F  F 

     H 

     F  F  F 

     Ag  F  P  crft cn    

     y F t 

    b   76

    Pág. 21

  • 8/20/2019 Memoria de Calculo de Cercha Estadio

    22/22

    VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg

    Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg   = 0.821 pulg

    G = 11200 Ksi

    b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg   = 0.0391

    = 0.2512 < 1.5   Fcry = 35.062 Ks i

    luego: = 602.1153   = 227.632 Ksi

    luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK   L 2" x 2" x 1/4"

    para toda la brida superior 

    DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:

    DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2

    de (5): r > 0.227 pulg (preferible)

    Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado)    Ag = 0.442 pulg2  > Ag OK

    r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)

    r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)VERIFICACION POR ESBELTES:de (7):   λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm  = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6):   Fcr = 14.038 Ksi

    Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"

    DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

    ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”

    RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras

    RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)  de la plancha)

    donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"

     t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil

    Φ = 0.75

    por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)

    por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)

    Longitudes de soldadura: L1 = f 1/ (ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)

    DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulgY 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg 0 )   de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip … OK (f1 > 0 )   de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)

    (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

    critica:N° 109

    Barra mas

    3

    322

    311   t bt b

     J 

    22222 __ 

     y xooo   r r  y xr   

    2 __ 

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    2

    877.015:

    )658.0(15:

      

         

    2)(

    41

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     Ag  F  P  crft cn