ORIFICIOS DE PARED GRUESA

DISEO EN ACERO Y MADERA[DISEO DE ISLA]

RESUMENEn la realizacin de toda obra civil se requiere seguir una seria de procesos que van desde el diseo hasta su presupuesto y ejecucin. Desde la perspectiva del diseo estructural, es necesario seguir un conjunto de lineamientos y parmetros para su desarrollo de manera que resulte satisfactorio para el propietario y que cumpla con los requisitos de seguridad, economa y esttica. Tales lineamientos y parmetros a tomar en cuenta en el diseo estructural, se deben fundamentar en procedimientos establecidos en normativas locales y especificaciones actualizadas para lograr con los objetivos. En la prctica comn, si no se cuenta con la suficiente informacin acerca del diseo estructural de estructuras de techo, el encargado de la construccin asume ciertos detalles y procede muchas veces con la experiencia emprica para completar la informacin faltante, ya que por la falta de tiempo o conocimiento del tema se hace muy difcil completar adecuadamente el diseo. Esta prctica genera como resultado estructuras de techo deficientes en el aspecto estructural, ocasionando que los componentes fallen bajo ciertas condiciones de carga para los cuales no ha sido diseado; por otra parte si la solucin est sobredimensionada, genera costos de ejecucin mucho mayores a los que se pueden lograr siguiendo un proceso de diseo estructural ptimo.El presente trabajo consiste en la aplicacin de clculos referidos a los temas de esttica, resistencia de materiales y diseo en acero y madera, para lo cual se hizo un adecuado proceso del diseo estructural de la isla de un estacionamiento de servicio, basndonos en una investigacin de las formas estructurales ms comnmente utilizadas y comercializadas en el pas. Se incluye el procedimiento de anlisis y diseo de la estructura y por ltimo el metrado con los costos generados por dichas estructura.

PALABRAS CLAVESa) Conocimiento y manejo de las diferentes opciones del GPS, instrumento para realizar un levantamiento topogrfico, el cual debe usarse al aire libre ya que no capta seal en el interior de un edificio; esa seal permite saber nuestra localizacin en un determinado lugar mediante coordenadas.b) Manejo de las diferentes herramientas y opciones que cuentan los programas MapSource, Google Earth y Global Mapper, donde se puede integrar los datos de GPS, navegar, buscar explorar imgenes histricas; se puede ver las imgenes en satlites en sus diversas vistas, mapas y relieves.c) Medicin de reas, permetros y distancias con las herramientas de medicin que nos ofrece el Google Earth.INTRODUCCINEn la realizacin de obras civiles es importante llevar a cabo un proceso de planificacin antes de ejecutar dicha obra, este proceso incluye la concepcin de la idea (que usualmente surge para resolver un problema), el diseo, especificaciones y presupuesto. El proceso de diseo en la mayora de las estructuras se realiza sin mayor complicacin, ya que se tiene suficiente informacin sobre el anlisis, comportamiento y diseo, de estructuras a base de aceros. Adems, la regulacin de la estructuracin el anlisis y el diseo de algunas de estas estructuras se consideran en los reglamentos y manuales existentes en nuestro pas, los cuales mejoran el proceso.En el pas es muy frecuente observar que las estructuras no son diseadas de forma adecuada, y que adems se utilizan soluciones repetitivas. Como resultado de esta prctica se tiene estructuras de techo con fallas locales o fallas que, aunque no afecten la estructura principal, causan problemas en el aspecto funcional. Muchas de estas fallas han sido causadas por las cargas que soporta la estructura, tanto las gravitatorias como las accidentales, debido a que no se realiza un diseo que las considera adecuadamente, o bien no se da la atencin a la configuracin estructural.

Para realizar tal diseo es necesario tener el conocimiento de la evolucin de los materiales de la cubierta y la estructura que lo soporta; as como de los mtodos de diseo y el estado actual de estas estructuras en el mbito local; estos temas son abordados en el presente trabajo.1) MATERIALES Y METODOS

1.1. CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTOLas caractersticas de la estructura de acero se enumeran segn los datos a utilizar en las etapas de diseo en ubicacin, uso, sistemas estructurales.

Ubicacin y uso.- La estructura a considerar es la isla de una estacin de servicio para dos surtidores, su ubicacin y dimensiones va a depender de las caractersticas que especifica la norma peruana 111.019:2007.

1.2. FASE CONCEPTUAL DEL PROCESO DE DISEO APLICADO A LA ESTRUCTURA

Esta fase consta de dos etapas: la primera es la conceptualizacin geomtrica (configuracin geomtrica) y la segunda es la conceptualizacin estructural (estructuracin), de las cuales la primera tiene que ver con el tema de diseo que lo desarrolla un arquitecto y para efectos del presente trabajo los integrantes del grupo hemos determinado la configuracin geomtrica a escala de la imagen de la isla en forma de gaviota y se ha profundizado ms en el proceso a seguir en la conceptualizacin estructural (estructuracin).1.2.1. ETAPA DE CONCEPTUALIZACIN GEOMTRICA DEL SISTEMA DE TECHOLos datos son los siguientes:

Material de cubierta.- Plancha de calamina opaca 14, onda 177 FIBRAFORTE (dimensiones nominales largo-3.05, ancho-1.11, espesor-1.45 y peso 7.70kg).

Pendientes.- 15 % en ambos casos.

Correas.- Se consideran correas entre vigas de 4m y en voladizo de 1.5m.Vigas.- Se consideran cuatro vigas en voladizo de 3.5m de longitud.Columnas.- Se consideran dos columnas de 5 metros de longitud.

1.2.2. ETAPA DE CONCEPTUALIZACION ESTRUCTURAL DEL SISTEMALargueros.- Se considera que sean tubulares rectangulares.Vigas.- Se considera que sean tipo W dispuesto a 15% de pendiente.Columnas.- Se considera que sean tubulares rectangulares.

1.3. FASE ANALITICA O NUMERICA DEL PROCESO DEL DISEO APLICADO A LA ESTRUCTURAEsta etapa comprende las etapas de clculo del proyecto estructural, en el cual a partir de las cargas evaluadas en cada uno de los elementos que componen la estructura se definirn sus dimensiones verdaderas, las cuales sern capaces de soportar las acciones externas de diseo.EVALUACIN DE CARGAS

Al iniciar el proceso de evaluacin de las cargas externas, es importante mencionar que se debe realizar desde los elementos que tiene menor capacidad de carga, y estos transmiten la carga a los elementos sobre los que se encuentran apoyados, los cuales tienen mayor capacidad para resistir las cargas que provienen de los elementos que se apoyan en ellos. A continuacin se detalla el anlisis para cada uno de los elementos, iniciando por los largueros que son los reciben las cargas provenientes directamente de la cubierta de techo.a) CARGAS EXTERNAS EN LARGUEROCargas gravitacionales: Carga muerta (D)

Peso techo FIBRAFORTE 7.7Na = (Ancho total a techar/Longitud til nominal) 7.25/2.09 = 3.47

N1 = (Largo total a techar/Ancho til fibraforte) 7/1.03 = 6.8

Nmero total de planchas de FIBRAFORTE = 23.6Peso total de FIBRAFORTE = 182 kg.

Cubierta 182 kg/Area total 50.75m = 3.59 kg/mrea tributaria

Larguero externo ala menor: 0.5175m.

Larguero externo ala mayor: 0.6475m.

Larguero interno ala mayor: 1.2950m.

Carga muerta por rea tributaria

D = (3.59 kg/m * 0.5175m) * 1.10 = 2.044 kg/m.

D = (3.59 kg/m * 0.6475m) * 1.10 = 2.557 kg/m.

D = (3.59 kg/m * 1.2950m) * 1.10 = 5.114 kg/m.

Cargas gravitacionales: Carga viva (Lr)

Para el clculo de las cargas vivas de techo distribuidas en los largueros de la estructura, utilizamos la NORMA E.020 CARGAS, donde en el artculo 7 Carga Viva de Techo, 7.1 Carga Viva; para los techos con una inclinacin mayor de 3, con respecto a la horizontal 1.0 kPa (100 kgf/m) reducida en 0.05 kPa (5 kgf/m), por cada grado de pendiente por encima de 3, hasta un mnimo de 0.50 kPa (50 kgf/m).rea tributaria. Larguero externo ala menor: 0.5175m.

Larguero externo ala mayor: 0.6475m.

Larguero interno ala mayor: 1.2950m.

Carga viva por rea tributaria. Lr = (65.00 kg/m * 0.5175m) = 33.6375 kg/m.

Lr = (65.00 kg/m * 0.6475m) = 42.0875 kg/m.

Lr = (65.00 kg/m * 1.2950m) = 84.1750 kg/m.

b) CARGAS EXTERNAS EN VIGACargas gravitacionales: Carga muerta (D)D1 = (1.5 + 2) * 2.557 * 1.10 = 9.8444 kg.

D2 = (1.5 + 2) * 5.114 * 1.10 = 19.6889 kg.

D3 = (1.5 + 2) * (2.557 + 2.044) * 1.10 = 17.7139 kg.

D4 = (1.5 + 2) * 2.044 * 1.10 = 7.8694 kg.

Descomponiendo

D1:X = Sen15 * (9.8444) = 2.5479 kg.D2:X = Sen15 * (19.6889) = 5.0959 kg.

D3:X = Sen15 * (17.7139) = 4.5850 kg.

D4:X = Sen15 * (7.8694) = 2.0368 kg.

D1:Y = Cos15 * (9.8444) = 9.5089 kg.

D2:Y = Cos15 * (19.6889) = 19.0180 kg.

D3:Y = Cos15 * (17.7139) = 17.1103 kg.

D4:Y = Cos15 * (7.8694) = 7.6013 kg.

Cargas gravitacionales: Carga viva (Lr)D1 = (1.5 + 2) * 42.0875 = 147.3063 kg.

D2 = (1.5 + 2) * 84.1750 = 294.6125 kg.

D3 = (1.5 + 2) * (33.6375 + 42.0875) = 265.0375 kg.

D4 = (1.5 + 2) * 33.6375 = 117.7313 kg.

Descomponiendo

D1:X = Sen15 * (147.3063) = 38.1257 kg.

D2:X = Sen15 * (294.6125) = 76.2513 kg.

D3:X = Sen15 * (265.0375) = 68.5968 kg.

D4:X = Sen15 * (117.7313) = 30.4711 kg.

D1:Y = Cos15 * (147.3063) = 142.2870 kg.

D2:Y = Cos15 * (294.6125) = 284.5738 kg.

D3:Y = Cos15 * (265.0375) = 256.0066 kg.

D4:Y = Cos15 * (117.7313) = 113.7197 kg.

EVALUACIN DE ACCIONES INTERNASLuego de obtener las cargas externas sobre los elementos secundarios y primarios de la estructura debida de eventos externos, se procede a obtener las acciones internas inducidas por las cargas externas en dichos elementos.a) ACCIONES INTERNAS EN LARGUEROCargas gravitacionales: Carga muerta (D)

Cargas gravitacionales: Carga viva (Lr)

b) ACCIONES INTERNAS EN VIGA

Cargas gravitacionales: Carga muerta (D)

Descomponiendo la reaccin en YRy:X = Sen15 * (55.1166) = 14.2652 kg.

Ry:Y = Cos15 * (55.1166) = 53.2385 kg.

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