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Proyecto de estructuras de Metal y de Madera “DISEÑO DE CUBIERTA DE VIVIENDA FAMILIAR”

PROYECTO:DISEÑO DE CUBIERTA PARA UNA VIVIENDA FAMILIAR

1. INTRODUCCIÓN

El hierro ha sido utilizado por el hombre al menos desde la construcción de las pirámides de Egipto, su uso como material estructural estaba limitado por las dificultades de fundición en grandes cantidades.

Con la revolución industrial llegó a su vez la necesidad de utilizar el hierro como material estructural, este material abre un mundo totalmente nuevo al ingeniero estructurista. A partir de la invención del acero como material estructural y la invención de la locomotora para el transporte de pasajeros y carga demanda la construcción de puentes para salvar los ríos y las depresiones, la construcción de edificaciones de gran altura como rascacielos, se hace posible gracias al acero.

1.1. VENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL.

Alta resistencia.

La alta de resistencia del acero por unidad de acero implica que será relativamente bajo el peso de las estructuras; esto será de gran importancia en puentes de grandes claros, en edificios altos y en estructuras con condiciones deficientes en la cimentación.

Uniformidad.

Las propiedades del acero no cambian apreciablemente en el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

Elasticidad.

El acero se acerca más en su comportamiento a las hipótesis de diseño que la mayoría de los materiales, gracias a que sigue la ley de Hooke hasta esfuerzos bastante altos. Los momentos de inercia de una estructura de acero pueden calcularse exactamente, en tanto que los valores obtenidos para una estructura de concreto reforzado son relativamente imprecisos.

Durabilidad.

Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado durarán indefinidamente. Investigaciones realizadas en los aceros modernos indican que bajo cubiertas condiciones no se requiere ningún mantenimiento a base de pintura.

Ductilidad.

Es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. Cuando se prueba a tensión un acero con bajo contenido de carbono ocurre una reducción considerable de la sección transversal y un gran alargamiento en el punto de falla, antes de que se presente la fractura. Un material que no

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tenga esta propiedad probablemente será duro y frágil y se romperá al someterlo a un golpe repentino.

En miembros estructurales sometidos a cargas normales se desarrollan altas concentraciones de esfuerzos en varios puntos. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir en esos puntos, evitándose así fallas prematuras. Una ventaja adicional de las estructuras dúctiles es que, al sobrecargarlas, sus grandes deflexiones ofrecen evidencias visibles de la inminencia de la falla.

Tenacidad.

Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. Un miembro de acero cargado hasta que se presentan grandes deformaciones será aún capaz de resistir grandes fuerzas. Esta es una característica muy importante porque implica que los miembros de acero pueden someterse a grandes deformaciones durante su formación y montaje, sin fracturarse, siendo posible doblarlos, martillarlos, cortarlos y taladrarlos sin daño aparente. La propiedad de un material para absorver energía en grandes cantidades se denomina tenacidad

Ampliaciones de estructuras existentes.

Las estructuras de acero se adaptan muy bien a posibles adiciones. Se pueden añadir nuevas crujias e incluso a a las enteras a estructuras de acero ya existentes y los puentes de acero con frecuencia pueden ampliarse.

Propiedades diversas.

Otras ventajas importantes del acero estructural son:

a) Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conexión como son: la soldadura, los tornillos y los remaches.

b) Posibilidad de prefabricar los miembros.c) Rapidez del montajed) Gran capacidad para laminarse en un una gran cantidad de tamaños y

formase) Resistencia a la fatigaf) Recurso posible después de desmontar una estructura.g) Posibilidad de venderlo como chatarra aunque no pueda utilizarse en su

forma existente. El acero es el material reutilizable por excelencia

1.2. DESVENTAJAS DEL ACERO COMO MATERIAL ESTRUCTURAL.

Costo de mantenimiento. Costo de la protección contra el fuego. Susceptibilidad al pandeo. Fatiga. Fractura Frágil.

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2. Objetivos.

2.1. Objetivo General.

Realizar el diseño de la estructura metálica de cubierta para una vivienda familiar

2.2. Objetivos Específicos.

Encontrar la solución de techo más favorable para el proyecto. Diseñar una estructura de cubierta metálica liviana y económica. Diseñar la estructura en base a recomendaciones de la norma AISI, poniendo énfasis

en los distintos procedimientos para su cálculo.

3. DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO DE LA ESTRUCTURA.

Esta vivienda familiar está situada en la cuidad de sucre, Barrio San Martin, Zona el Tejar

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4. CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE LA ESTRUCTURA.

La estructura estará compuesta por cerchas metálicas

La elección de un tipo particular de armadura depende de cierto número de detalles, entre los que pueden citarse son: la luz, cargas, material de cubierta desde el punto de vista arquitectónico, inclinación, consideraciones de fabricación, transporte, factores económicos, disponibilidad en el medio y el clima. Todos estos factores son muy importantes a la hora del análisis estructural.

Elegimos este tipo de armadura por efectos de abaratar costos ya que tendremos miembros o elementos más pequeños

5. ANÁLISIS Y ESTIMACIÓN DE CARGAS

Para proyectar una construcción es necesario conocer fuerzas externas que actúan sobre la misma y que frecuentemente, en la práctica, se denomina con el nombre genérico de cargas.

Cada especificación de diseño define las cargas para las cuales esta diseñada la estructura y ve de antemano la manera en la cual se combinaran las fuerzas resultante. Lo que en realidad se requiere es que se determine el perfil del miembro, el tamaño y la disposición que permitirán soportar con seguridad las cargas que se espera que la estructura experimente.

Para el cálculo de la armadura de cubierta, es necesario conocer básicamente:

Carga muerta: Cubierta Largueros Peso propio de la armadura

Cargas vivas: Granizo Viento Mantenimiento y montaje

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6. ANÁLISIS DE CARGAS

VISTA 1

VISTA 2

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CERCHA 1,2,3,4

Datos:m = 43%m = tan∝α = 23,268tan∝= h/3,275 h=1,408 mcos∝ =3,275/L L=3,565 m

CERCHA 5

Datos:m = 43%m = tan∝α = 23,268

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Proyecto de estructuras de Metal y de Madera “DISEÑO DE CUBIERTA DE VIVIENDA FAMILIAR”tan∝= h/1,675 h=1,408 mcos∝ =3,275/L L=2,188 m

El material de cubierta que vamos usar es la TEJA COLONIAL

Ancho = 20 cmLargo = 50 cmPeso = 2,7 kg20 piezas/m2

6.1. CARGAS VIVAS

6.1.1. CARGAS MUERTAS “Cercha 1-4”

a) Carga por peso de la cubierta.

W cubierta=20 piezasm2

∗2,7 kg=54kg /m2

Se tienes las áreas tributarias:

A1 = 1.625m*0.892m = 1.450m2

A2 = 1.783m*1.782m = 2.897m2

A3 = 1.625m*0.892m = 1.450m2

Cálculo de los pesos

W1 = 54 kg/m2*2.897m2 = 156.438 kg

W2 = 54 kg/m2*1.450m2 = 78.3 kg

W3 = 54 kg/m2*1.450m2 = 78.3 kg

b) Carga por peso de largueros.

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Usamos largueros: CA 100x50x115x2 mm

Nº de largueros = LSeparacion

=3 .565m0. 43m

+1=9 .291≈10

Wl argueros=10∗1 ,625m∗3,4 Kgm

=49 ,725Kg3 ,565m

=15 ,498 Kgm

Wl argueros1=15 ,498 Kgm

∗0 . 892m=13 ,824 Kg


∗1 ,783m=27 ,633 Kg


∗0 . 892m=13 ,824 Kg

Wl argueros4=15 , 498 Kgm

∗0 .892m=13 ,824 Kg


∗1 ,783m=27 ,633 Kg


∗0 .892m=13 ,824Kg

ELEMENTO ESFUERZOS (KG)A - B 642,222B - C 642,222C - D 642,222D - E 642,222A - F -699,059F - H -466,04H - G -466,04

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G - E -699,059B - F 0F - C -233,02C - H 184,071C - G -233,02G - D 0

6.1.2. CARGAS MUERTAS “Cercha 2-3”



∗2,7 kg=54kg /m2


A1 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A2 = 3,4 m*1.1782m = 6,062 m2

A3 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A4 = (1.625m*0.891m) + 1,384 m2 = 2.833 m2

A5 = (1.783m*1,625m) + 1,582 m2 = 4,479 m2

A6 = (1.625m*0.891m) + 0,198 m2 = 1,646 m2


W1 = 54 kg/m2*3,033 m2 = 163,782 kg

W2 = 54 kg/m2*6,062 m2 = 327,348 kg

W3 = 54 kg/m2*3,033 m2 = 163,78 kg

W4 = 54 kg/m2*2.833 m2 = 152,982 kg

W5 = 54 kg/m2*4,479 m2 = 241,866 kg

W6 = 54 kg/m2*1,646 m2 = 88,884 kg



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=3 .565m0. 43m

+1=9 .291≈10

Wl argueros=22 ,6124 m∗3,4 Kgm

=76 ,88 Kg3 ,565m

=21 ,566 Kgm


∗0 . 892m=19 ,237 Kg


∗1 ,783m=38 ,452Kg

Wl argueros3=21,566 Kgm

∗0 .892m=19 ,237 Kg


∗0 .892m=12 ,442Kg


∗1 ,783m=24 ,869 Kg


∗0 . 892m=12 ,442 Kg

ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)A - B 1182,684B - C 1182,684C - D 1099,065D - E 1099,065A - F -1287,352F - H -841,473H - G -841,473G - E -1196,334

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B - F 0F - C -445,88C - H 316,267C - G -354,861G - D 0

6.1.3. CARGAS MUERTAS “Cercha 5”Datos:m = 43%m = tan∝α = 23,268tan∝= h/1,675 h=1,408 mcos∝ =3,275/L L=2,188 m



∗2,7 kg=54kg /m2


A1 = 1,566 m2

A2 = 1,793 m2

A3 = 0.224 m2Cálculo de los pesosW1 = 54 kg/m2*1.556 m2 = 84,564 kgW2 = 54 kg/m2*1.793 m2 = 96.822 kg

W3 = 54 kg/m2*0.224 m2 = 12.096 kg




=2 ,188m0 . 43m

+1=6

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Wl arg .Total=(3 . 275+2 ,62+1 . 965+1. 31+0 .655+3 .583 )m∗3,4 Kgm

=45 .587 Kg2 ,188m

=20 ,835 Kgm


∗0 ,547m=11 ,397 Kg


∗1,094 m=22 ,793 Kg


∗0 ,547m=11 ,397 Kg

ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)

A - B 256,455

B - C 256,455

A - D -335,025

D - F -242,079

F - E -242,079

C - E -335,025

B - D -92,947

B - F 119,615

B - E -92,947

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6.2. CARGAS VIVAS

6.2.1. CARGAS VIVAS “VIENTO”

Determinación básica del vientoLa velocidad básica del viento, proporcionado por el Servicio Nacional de Meteorología

SENAMHI en Sucre es 93 Km /h .

V=93 Kmh

⋅ 1 milla1. 609 Km

V=57 .79 millas /h

Determinación de Coeficiente de Importancia

La Norma nos da valores tabulados de este coeficiente de acuerdo a su importancia y uso, y subdivide las estructuras en cuatro categorías, que están a continuación:Categoría I: Edificaciones y estructuras relacionadas cuya falla implica bajo riesgo para la vida humana incluyendo pero no limitado a facilidades rurales, de almacenaje o temporales.Categoría II: Edificaciones de ocupación normal públicas o privadas (no incluidas en las categorías I, III o IV).Categoría III: Facilidades de alto riesgo o edificaciones de alta ocupación públicas o privadas.Categoría IV: Facilidades esenciales.Se obtiene el valor de I = 1.00, que designa para edificaciones de ocupación normal públicas o privadas.I=1 .00

Determinación el coeficiente de exposición a la presión de la velocidad (Kz)

Se calcula qZ en función de K Z con la fórmula:

qZ=0 . 00256⋅K Z ( IV )2

qZ=0 . 00256⋅K Z (1 .00⋅57 .79 )2

qZ=8 . 55⋅K Z

Por lo tanto, interpolando de la tabla anterior y sabiendo la categoría a la cual pertenece nuestra estructura, tenemos el valor de Kz:

6 ,75−67−6 ,65

=0 ,413−XX−0 ,442

K Z=0 .435

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Determinación de la presión de velocidad qz

qZ=0 . 435⋅8.55

qZ=3 ,72 lb / pie2

Determinación del Factor de Ráfaga “Gh”

Para determinar el valor de Gh para una altura promedio del techo h =36.5 pies.

Interpolando tenemos el siguiente valor:Gh=1 ,57

Determinación de los coeficientes de presión externa (Cp)Coeficientes de presión de cubierta “Cp”

Como h/l=1 y tenemos θ=17 º que:Techo barlovento: Cp= -0.9Techo a sotavento: Cp= -0.7

Presiones para las fuerzas externas: Techo a barlovento

P1 = qzGhCp

P1 = 3,72*1,57*(-0.9)P1 = -5,26 lb/pie2 (Produce succión)

Presiones para las fuerzas externas: Techo a sotavento

P2 = qzGhCp

P2 = 3,72*1,57*(-0.70)P2 = -4,67 lb/pie2 (Produce succión)

Determinación de los efectos de las presión interna

Como el edificio es de un solo piso, se determin los efectos de la presión interna, mediante el coeficiente de ráfaga y la presión interna combinadas y considerando que sólo hay aberturas menores en el edificio: GCpi= ± 0.25

La presión interna será:

P=qzGCpi = ± 0.25 (3,72)= ± 0,93 lb/pie2

Combinación de los efectos de las fuerzas externas y el efecto interno

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Techo a barlovento:

P1 = -9,26 + 0,93= -4,33 lb/pie2

P2 = -9,26 – 0,93= -6,19 b/pie2 ←

Techo a sotavento:

P1 = -4,67 + 1.21= -3,74 lb/pie2

P2 = -4,67 - 1.21= -5,7 lb/pie2 ←

FUERZA DE VIENTO EN BARLOVENTO P1 = 30,07 Kg/m2

FUERZA DE VIENTO EN SOTAVENTO P2 = -27,34 Kg/m2

a) Carga por viento ”CERCHA 1-4”


A1 = 1.625m*0.892m = 1.450m2

A2 = 1.783m*1.625m = 2.897m2

A3 = 1.625m*0.892m = 1.450m2

Cálculo de presión por Barlovento

W1 = 30 kg/m2*1,45m2 = 43,55 kg

W2 = 30 kg/m2*2.897m2 = 87,11 kg

W3 = 30 kg/m2*1,45m2 = 43,55 kg

Cálculo de presión por Sotavento

W4 = 27,34 kg/m2*1,45m2 = 39,602 kg

W5 = 27,34 kg/m2*2.897m2 = 79,204 kg

W6 = 27,34 kg/m2*1,45m2 = 39,602 kg

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ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)A - B 182,878B - C 182,878C - D -27,679D - E -27,679A - F -74,763F - H 7,818H - G -27,938G - E 47,159B - F 0F - C -120,038C - H 4,312C - G 109,148G - D 0

b) Carga por peso del granizo ”CERCHA 2-3”


A1 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A2 = 3,4 m*1.1782m = 6,062 m2

A3 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A4 = (1.625m*0.891m) + 1,384 m2 = 2.833 m2

A5 = (1.783m*1,625m) + 1,582 m2 = 4,479 m2

A6 = (1.625m*0.891m) + 0,198 m2 = 1,646 m2

Cálculo de presión por Barlovento

W1 = 30 kg/m2*3,033 m2 = 91,142 kg

W2 = 30 kg/m2*6,062 m2 = 182,28 kg

W3 = 30 kg/m2*3,033 m2 = 91,142 kg

Cálculo de presión por Sotavento

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W4 = 27,34 kg/m2*2.833 m2 = 77,482 kg

W5 = 27,34 kg/m2*4,479 m2 = 122,483 kg

W6 = 27,34 kg/m2*1,646 m2 = 45,029 kg

ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)A - B 382,69B - C 382,69C - D -3,145D - E -3,145A - F -193,649F - H -20,853H - G -93,356G - E 22,786B - F 0F - C -251,175C - H 32,551C - G 168,805G - D 0

6.2.2. CARGAS VIVAS “GRANIZO”

De acuerdo a los datos del CENAMI debido a una granizada intensa la altura aproximadamente es 10 cm a 15 cm

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Densidad = 900 Kg/m3

h = 10 cmPo = 900 Kg/m3 * 0.1 m = 90 Kg/m2

a) Carga por peso del granizo ”CERCHA 1-4”


A1 = 1.625m*0.892m = 1.450m2

A2 = 1.783m*1.625m = 2.897m2

A3 = 1.625m*0.892m = 1.450m2


W1 = 90 kg/m2*1,45m2 = 130,5 kg

W2 = 90 kg/m2*2.897m2 = 260,73 kg

W3 = 90 kg/m2*1,45m2 = 130,5 kg

W1 = 90 kg/m2*1,45m2 = 130,5 kg

W2 = 90 kg/m2*2.897m2 = 260,73 kg

W3 = 90 kg/m2*1,45m2 = 130,5 kg

ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)A - B 909,685B - C 909,685C - D 909,685

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D - E 909,685A - F -990,193F - H -660,128H - G -660,128G - E -990,193B - F 0F - C -330,064C - H 260,73C - G -330,064G - D 0

b) Carga por peso del granizo ”CERCHA 2-3”


A1 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A2 = 3,4 m*1.1782m = 6,062 m2

A3 = 3,4 m*0.892m = 3.033 m2

A4 = (1.625m*0.891m) + 1,384 m2 = 2.833 m2

A5 = (1.783m*1,625m) + 1,582 m2 = 4,479 m2

A6 = (1.625m*0.891m) + 0,198 m2 = 1,646 m2


W1 = 90 kg/m2*3,033 m2 = 272.97 kg

W2 = 90 kg/m2*6,062 m2 = 545.58 kg

W3 = 90 kg/m2*3,033 m2 = 272.97 kg

W4 = 90 kg/m2*2.833 m2 = 254,97 kg

W5 = 90 kg/m2*4,479 m2 = 403.11 kg

W6 = 90 kg/m2*1,646 m2 = 148.14 kg

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ELEMENTO ESFUERZOS (Kg)

A - B 1799,901

B - C 1799,901

C - D 1634,313

D - E 1634,313

A - F -1959,194

F - H -1268,531

H - G -1268,531

G - E -1778,952

B - F 0

F - C -690,663

C - H 474,39

C - G -510,42

G - D 0

c) Carga por peso del granizo ”CERCHA 5”


A1 = 1,566 m2

A2 = 1,793 m2

A3 = 0.224 m2

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W1 = 90 kg/m2*1.556 m2 = 140.94 kg

W2 = 90 kg/m2*1.793 m2 = 161.37 kg

W3 = 90 kg/m2*0.224 m2 = 20,160 kg

elemento ESFUERZOSA - B 359,53B - C 359,53A - D -469,68D - F -344,357F - E -344,357C - E -469,68B - D -125,322B - F 161,28B - E -125,322

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7. COMBINACIONES DE CARGAS

a) Combinación de cargas “ CECHA 1 y 4”

CARGAS COMBINACIONES UNITARIOS COMBINACIONES DE CARGAS

elementos C. Muerta (D) C. Granizo (S) C. Viento (W) 1,4 D 1,2 D 0,5 S 1,6 S 0,8 W 1,4 D 1,2 D + 0,5 S 1,2 D + 1,6 S + 0,8 W

A - B 642,222 909,685 182,878 899,1 770,67 455 1455,5 146,3899,

1 1225,5089 2372,4648

B - C 642,222 909,685 182,878 899,1 770,67 455 1455,5 146,3899,

1 1225,5089 2372,4648

C - D 642,222 909,685 -27,679 899,1 770,67 455 1455,5 -22,1899,

1 1225,5089 2204,0192

D - E 642,222 909,685 -27,679 899,1 770,67 455 1455,5 -22,1899,

1 1225,5089 2204,0192

A - F -699,059 -990,193 -74,763 -979-

838,87 -495-

1584,3 -59,8 -979 -1333,9673 -2482,99

F - H -466,04 -660,128 7,818 -652-

559,25 -330-

1056,2 6,254 -652 -889,312 -1609,1984

H - G -466,04 -660,128 -27,938 -652-

559,25 -330-

1056,2 -22,4 -652 -889,312 -1637,8032

G - E -699,059 -990,193 47,159 -979-

838,87 -495-

1584,3 37,73 -979 -1333,9673 -2385,4524

B - F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

F - C -233,02 -330,064 -120,038 -326-

279,62 -165 -528,1 -96 -326 -444,656 -903,7568

C - H 184,071 260,73 4,312 257,7 220,89 130 417,17 3,45257,

7 351,2502 641,5028

C - G -233,02 -330,064 109,148 -326-

279,62 -165 -528,1 87,32 -326 -444,656 -720,408

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G - D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

b) Combinación de cargas “ CECHA 2 y 3”

CARGAS COMBINACIONES UNITARIOS COMBINACIONES DE CARGASelementos C. Muerta (D)

C. Granizo (S)

C. Viento (W) 1,4 D 1,2 D 0,5 S 1,6 S 0,8 W 1,4 D 1,2 D+0,5 S 1,2 D +1,6 S + 0,8 W

A - B 1182,684 1799,901 382,69 1655,76 1419,22 899,9505 2879,84 306,1521655,76 2319,1713 4605,2144

B - C 1182,684 1799,901 382,69 1655,76 1419,22 899,9505 2879,84 306,1521655,76 2319,1713 4605,2144

C - D 1099,065 1634,313 -3,145 1538,69 1318,88 817,1565 2614,9 -2,5161538,69 2136,0345 3931,2628

D - E 1099,065 1634,313 -3,145 1538,69 1318,88 817,1565 2614,9 -2,5161538,69 2136,0345 3931,2628

A - F -1287,352 -1959,194 -193,649 -1802,3 -1544,82 -979,597 -3134,71 -154,92 -1802,3 -2524,4194 -4834,452F - H -841,473 -1268,531 -20,853 -1178,1 -1009,77 -634,266 -2029,65 -16,682 -1178,1 -1644,0331 -3056,0996H - G -841,473 -1268,531 -93,356 -1178,1 -1009,77 -634,266 -2029,65 -74,685 -1178,1 -1644,0331 -3114,102G - E -1196,334 -1778,952 22,786 -1674,9 -1435,6 -889,476 -2846,32 18,2288 -1674,9 -2325,0768 -4263,6952B - F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0F - C -445,88 -690,663 -251,175 -624,23 -535,056 -345,332 -1105,06 -200,94 -624,23 -880,3875 -1841,0568

C - H 316,267 474,39 32,551 442,774 379,52 237,195 759,024 26,0408442,774 616,7154 1164,5852

C - G -354,861 -510,42 168,805 -496,81 -425,833 -255,21 -816,672 135,044 -496,81 -681,0432 -1107,4612G - D 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

CIV – 244 pág. 24


a) Combinación de cargas “ CECHA 5”

CARGAS COMBINACIONES UNITARIOS COMBINACIONES DE CARGASelementos C. Muerta (D)

C. Granizo (S)

C. Viento (W) 1,4 D 1,2 D 0,5 S 1,6 S 0,8 W 1,4 D 1,2 D+0,5 S 1,2 D + 1,6 S +0,8 W

A - B 256,455 359,53 0 359,037 307,746 179,765 575,248 0

359,03

7 487,511 882,994

B - C 256,455 359,53 0 359,037 307,746 179,765 575,248 0

359,03

7 487,511 882,994

A - D -335,025 -469,68 0 -469,04 -402,03 -234,84 -751,488 0 -469,04 -636,87 -1153,518

D - F -242,079 -344,357 0 -338,91 -290,495 -172,179 -550,971 0 -338,91 -462,6733 -841,466

F - E -242,079 -344,357 0 -338,91 -290,495 -172,179 -550,971 0 -338,91 -462,6733 -841,466

C - E -335,025 -469,68 0 -469,04 -402,03 -234,84 -751,488 0 -469,04 -636,87 -1153,518

B - D -92,947 -125,322 0 -130,13 -111,536 -62,661 -200,515 0 -130,13 -174,1974 -312,0516

B - F 119,615 161,28 0 167,461 143,538 80,64 258,048 0 167,46 224,178 401,586

CIV – 244 pág. 25


1

B - E -92,947 -125,322 0 -130,13 -111,536 -62,661 -200,515 0 -130,13 -174,1974 -312,0516

CIV – 244 pág. 26


8. DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN

8.1. DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN CON CONEXIONES EMPERNADA

a) Cercha 1 y 4 ---- ORTIZ REYNA LEIDY LAURA ----

Elemento más esforzado AB = BC = 2372,4648 Kg

Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa

dp = 10 mm

dag = 1.08 mm

Pu = ∅ * Pn = *∅ Fy * Ag por Fluencia ∅ = 0.90

Pu = ∅ * Pn = *∅ Fu * Ae por Rotura ∅ = 0.65

AB=BC=2372 ,4648 Kg∗9 ,81 N1Kg

∗ 1 KN1000N

=23 ,274 KN

POR FLUENCIA


Ag=23 ,274 KN∗m20,9∗23 ,54 KN

=1 ,099cm2

1º ensayos por rotura

De tablas:

Ag = 1,47 cm2

TL 20x40x2

rx = 0.616 cm

X = 0.593

CIV – 244 pág. 27


Requerimiento de rigidez

L/rmin = 163.75/0.616 = 269.83 ≤ 300


Ae = ⋃*An

An = 1.47 cm2 – 2*1.08*0.2 = 1.038 cm2

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1.2∗( 0 . 593 cm6cm

)=0 . 881

Pu = ∅ * Pn = 0.65 * 36.297KN/cm2 * 1.038cm2*0.881 = 21.56 KN ˂ 23.27 KN


De tablas:

Ag = 1.87 cm2

TL 20x50x3

rx = 0.778 cm

X = 0.718

Requerimiento de rigidez

L/rmin = 163.75/0.778 = 210.476 ≤ 300


Ae = ⋃*An

CIV – 244 pág. 28


An = 1.87 cm2 – 2*1.08*0.3 = 1.222 cm2

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1. 2∗( 0 .718 cm6cm

)=0 . 8564

Pu = ∅ * Pn = 0.65 * 36.297KN/cm2 * 1.222cm2*0.8564 = 24.77 KN ˃ 23.27 KN

b) Cercha 2 y 3 ---- BELTRAN CARDENAS ARIEL MILTON ----

Elemento más esforzado AB = 4605.2144 Kg

Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa

dp = 10 mm

dag = 1.08 mm



AB=4605. 2144 Kg∗9 ,81 N1Kg

∗ 1 KN1000N

=45.1775 KN

POR FLUENCIA


Ag=45.17KN∗m 20,9∗23 ,54KN

=2 .132cm 2


De tablas:

Ag = 227 cm2

TL 30x60x2

CIV – 244 pág. 29


X = 0.843


Ae = ⋃*An

An = 2.27 cm2 – 2*1.08*0.2 = 1.838 cm2

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1.2∗( 0 . 843cm6cm

)=0 .8314¿¿

Pu = ∅ * Pn = 0.65 * 36.297KN/cm2 * 1.838cm2*0.8314 = 36.027 KN ˂ 45.18 KN


De tablas:

Ag = 3.07 cm2

TL 40x80x2

X = 1.09


Ae = ⋃*An

An = 3.07 cm2 – 2*1.08*0.2 = 2.638 cm2

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1.2∗( 1 . 06cm6cm

)=0 .782

Pu = ∅ * Pn = 0.65 * 36.297KN/cm2 * 2.638cm2*0.782 = 48.672 KN ˃ 45.18 KN

CIV – 244 pág. 30


c) Cercha 5 ---- VILLCA YUCRA RUBÉN ----


Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa

dp = 10 mm

dag = 1.08 mm



AB=882 ,994 Kg∗9 ,81N1Kg

∗ 1 KN1000N

=8 . 66 KN

POR FLUENCIA


Ag= 8 . 66 KN∗m 20,9∗23 ,54 KN

=0 .409cm 2


De tablas:

Ag = 1.47 cm2

TL 20x40x2

X = 0.592


Ae = ⋃*An

An = 1.47 cm2 – 2*1.08*0.2 = 1.038 cm2

CIV – 244 pág. 31


U=1−1 .2∗( XL

)=1−1. 2∗( 0 .592 cm6cm

)=0 .8816

Pu = ∅ * Pn = 0.65 * 36.297KN/cm2 * 1.038cm2*0.8816 = 21.574 KN ˃ ˃ 8.66 KN

8.2. DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN CON CONEXIONES SOLDADA

a) Cercha 1 y 4 ---- ZAMBRANA LOAIZA GUIDO ----

Elemento más esforzado AB = BC = 2372,4648 Kg

Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa



AB=BC=2372 ,4648 Kg∗9 ,81 N1Kg

∗ 1 KN1000N

=23 ,274 KN

POR FLUENCIA


Ag=23 ,274 KN∗m20,9∗23 ,54 KN

=1 ,099cm2


De tablas:

Ag = 1.87 cm2

TL 20x50x3

CIV – 244 pág. 32


X = 0.718


Ae = ⋃*Ag

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1. 2∗( 0 .718 cm6cm

)=0 . 8564

Pu = ∅ * Pn = 0.6 * 36.297KN/cm2 * 1.87cm2*0.8564 = 34.88 KN ˃ 23.27 KN


De tablas:

Ag = 1,47 cm2

TL 20x40x2

X = 0.593


Ae = ⋃*Ag

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1.2∗( 0 . 593 cm6cm

)=0 . 881

Pu = ∅ * Pn = 0.60 * 36.297KN/cm2 * 1.47cm2*0.881 = 28,20 KN ˃ 23.27 KN

b) Cercha 2 y 3 ---- PANIAGUA ROCHA IVAN ----


Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa



CIV – 244 pág. 33


AB=4605. 2144 Kg∗9 ,81 N1Kg

∗ 1 KN1000N

=45.1775 KN

POR FLUENCIA


Ag=45.17KN∗m 20,9∗23 ,54KN

=2 .132cm 2


De tablas:

Ag = 2.27 cm2

TL 30x60x2

X = 0.843


Ae = ⋃*Ag

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1.2∗( 0 . 843cm6cm

)=0 . 8314

Pu = ∅ * Pn = 0.60 * 36.297KN/cm2 * 2.27cm2*0.8314 = 41.10 KN ˂ 45.18 KN


De tablas:

Ag = 3.07 cm2

CIV – 244 pág. 34


TL 40x80x2

X = 1.09


Ae = ⋃*Ag

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1. 2∗( 1 .09cm5cm

)=0 .7384

Pu = ∅ * Pn = 0.60 * 36.297KN/cm2 * 3,07cm2*0.7384 = 49,37 KN ˃ 45.18 KN

c) Cercha 5 ---- VILLCA YUCRA RUBÉN ----


Fy = 235,4 MPa

Fu = 362,97 MPa



AB=882 ,994 Kg∗9 ,81N1Kg

∗ 1 KN1000N

=8 . 66 KN

POR FLUENCIA


Ag= 8 . 66 KN∗m 20,9∗23 ,54 KN

=0 .409cm2


De tablas:

Ag = 1.47 cm2

CIV – 244 pág. 35


TL 20x40x2

X = 0.592


Ae = ⋃*Ag

U=1−1 .2∗( XL

)=1−1. 2∗( 0 . 592cm6cm

)=0 .8816

Pu = ∅ * Pn = 0.60 * 36.297KN/cm2 * 1,47cm2*0.8816 = 28.224 KN ˃ ˃ 8.66 KN


De tablas:

Ag = 1.47 cm2

TL 20x40x2

X = 0.592


Ae = ⋃*Ag

min = 0,4⋃Pu =

∅ * Pn = 0.60 * 36.297KN/cm2 * 1,47cm2*0.4 = 12,806 KN ˃ 8.66 KN

CIV – 244 pág. 36


CIV – 244 pág. 37