memoria de cálculo cobertura

GERENCIA REGIONAL DE DESARROLLO ECONOMICOPROYECTO: CREACION, MEJORAMIENTO Y EQUIPAMIENTO DE LA CADENA PRODUCTIVA DE PESCADO Y MARISCOSEN LA REGION MOQUEGUA

MEMORIA DE CALCULO

MEMORIA DE CLCULO - COBERTURA

1 ANTECEDENTESEl presente proyecto se efecta con la finalidad de sustentar la concepcin estructural y

compatibilizar los clculos efectuados con el reglamento de edificaciones vigente cargas

( E.020), sismo resistente (E.030) y diseo en acero (E-090),esta norma tiene alcance al

diseo, fabricacin y montaje de estructuras metlicas bajo la concepcin del mtodo

de factores de carga y resistencia (LRFD).

La cobertura planteada es una estructura destinada a cubrir un rea aproximadamente de

180 m2, siendo este un conjunto de elementos resistentes capaz de mantener sus formas

y cualidades a frente a los esfuerzos a los que sern sometidos durante la construccin y

el periodo de vida til previsto en el proyecto.

Para analizar apropiadamente una estructura, deben hacerse ciertas idealizaciones sobre

cmo estn soportados y conectados los distintos elementos entre s. Una vez que se haya

determinado esto y se han especificado las cargas, las fuerzas en los elementos y sus

desplazamientos pueden encontrarse bien utilizando la teora de la mecnica estructural

aplicada directamente sobre la estructura idealizada.2 MODELAMIENTO ESTRUCTURAL2.1 GENERALIDADES

Se utiliz para el modelamiento estructural como herramienta de clculo el Software

SAP2000 V16. (Demo)

El siguiente modelo consta de un sistema a base de armadura compuesta, de

secciones rectangulares a base de ngulos creando secciones de inercias que

contribuyen de manera directa a buena resistencia de los mismos, idealizando el

modelo de la forma ms real posible.


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La separacin promedio entre tijerales es de 1.82, las mismas que sern unidas por

largueros. Cuya finalidad es armar en forma diagonal a las armaduras y viguetas

proporcionando estabilidad a la estructura mediante los arriostres.

La predisposicin de los apoyos ser de uno fijo y otro mvil y se ubicaran sobre base

(Vigas Collar de la infraestructura).

Por otro lado se propone cierto tipo de cargas (muerta, viva, viento y sismo),

adicionalmente se debe tener en cuenta la carga de temperatura originada por la

dilatacin trmica de elementos estructurales que conforma una armadura, debido a

que los metales sufren dilatacin por efecto del calor y acortamiento por accin del

frio, que significa que los efectos trmicos ocasionan daos a la estructura.

2.2 CONCEPCIN ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS

2.2.1 TIJERAL DE 3X6X3mmConsta de una seccin rectangular (3x6) como elementos principales (Brida,

diagonales y montantes) a distancias a ejes de nudos a 1.82 ml.

Fig. 01


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Fig. 02

2.2.2 LARGUERO DE 1.5X1.5X2mmLa seccin compuesta por una seccin rectangular de (1.5x1.5x2.00mm)

Fig.03


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Fig.04(vista en 3D de la Cobertura

2.3 MATERIALES

2.3.1 Acero Estructural- Para las estructuras metlicas se toma en cuenta la Norma E-090

- Acero segn Norma ASTM-A36

- Esfuerzo de flexin Fb = 0.60 Fy

- Esfuerzo de corte Fv = 0.40 Fy

- Esfuerzo en compresink(l/r)Cc Fa = 12/23 (2)E/(kl/r) 2

F.S = 1.67 columna corta

F.S = 1.92 columna larga

- Esfuerzo en traccin Ft = 0.45 Fy- Mdulo de elasticidad E = 2.1 x 106 kg/cm2

- Relacin de Poisson =0.25 a 0.33

- Densidad especifica Pe = 7850 kg/cm3

- Resistencia soldadura Fw = 70.7 ws (ws en mm) kg/cm2


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2.3.2 Aluzinc- Resistencia a la traccin

Esfuerzo mximo EM=352.60 kg/cm2

Esfuerzo a la rotura ER=277.00 kg/cm2

- Resistencia a la Flexin

Mdulo de Elasticidad E=52948 kg/cm2

Esfuerzo a la flexin EF=52948 kg/cm2

Resistencia a la flexin RF=52948 kg/cm2

- Peso especfico Pe=0.78gr/cm3

2.4 CARGAS

2.4.1 CARGAS MUERTAS.El peso propio de los vigas curvos, cerchas y viguetas de celosa, son

directamente sumidos por el programa SAP2000 V 14.0 (Demo) debido a la

eleccin de los perfiles y/o tubos elegidos para su configuracin estructural de

bridas superiores, inferiores, diagonales y montantes, adems de las cargas

producidas por peso propio se debe considerar la carga muerta producto del

material a instalarse en la cobertura de techo, la cual deber ser liviana.

El peso propio de la cobertura segn la tabla de pesos de policarbonato de 8mm.

Peso de Elementos =(Metrado por el programa) kg/m2

Peso de Pernos y Anclajes = 10kg/m2

2.4.2 CARGAS VIVASSi bien es cierto como se trata de una estructura bastante alta no se espera que se

tengan cargas vivas considerables, pero si se deben de considerar cargas vivas

producidas por operaciones de mantenimiento y montaje al momento de la misma

construccin.

Carga viva de montaje = 50 kg/m2

2.4.3 CARGAS DE VIENTOLa estructura, los elementos de cierre y los componentes exteriores de todas las

Edificaciones expuestas a la accin del viento, sern diseadas para resistir las


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cargas (Presiones y/o succiones) exteriores e interiores debidas al viento,

suponiendo que este acta en dos direcciones horizontales perpendiculares entre

s. En la estructura la ocurrencia de presiones y/o succiones exteriores sern

consideradas simultneamente.

Velocidad del viento en CHEN CHEN es de 45 Km/h. (segn el mapa elico).

2.4.3.1 VELOCIDAD DE DISEOLa velocidad de diseo del viento hasta 10m de altura ser la velocidad mxima

adecuada a la zona de ubicacin de la edificacin pero no menos de 75Km/h. La

velocidad de diseo del viento en cada altura de la edificacin se obtendr de la

siguiente expresin:

Vh = V (h/10)0.22

Dnde:

Vh = Es la velocidad de diseo en la altura h, en Km/h.

V = Es la velocidad de diseo hasta 10m de altura en Km/h.

h = Es la altura sobre el terreno en metros.

Carga de viento = 15 kg/m2 (presin asumida para velocidades menores a 75

km/h)


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MAPA EOLICO DEL PERU VELOCIDAD DEL VIENTO


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2.4.4 CARGAS DE SISMO.

Tomando en consideracin los factores y parmetros establecidos en la norma

Sismo resistente E030 se elabor el espectro inelstico de seudo aceleraciones.

La edificacin es una estructura de acero por lo que su factor de reduccin es de

9.5 y considerando que es una estructura irregular se asume con 3/4R se ha

definido se ha definido como R= 7.125

El factor de aceleracin mxima (Z) para Moquegua es de 0.4 que se interpreta

como la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser

excedida en 50 aos.

Se ha considerado para el diseo que es un suelo intermedio teniendo los

siguientes parmetros para el anlisis ssmico.

ESPECTRO DE DISEO

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5

ACEL

.ESP

ECTR

AL

ZUSC

*g/R

m

/s2

PERIODO T(SEG)

ESPECTRO INELASTICO DE ACELERACIONES NTE E030


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3 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA3.1 ANALISIS DINAMICO

Para evaluar la estructura es necesario analizarla ante una carga dinmica como lo es un

movimiento ssmico, para esto necesitamos someterla ante una aceleracin.

La Norma Sismo resistente considera dentro del anlisis dinmico dos tipos uno es el de

anlisis Modal Espectral y el Anlisis Tiempo Historia

Los periodos naturales y modos de vibracin son hallados por un procedimiento que

considera las caractersticas de rigidez y la distribucin de masas en la estructura.

La combinacin de la aceleracin espectral y los modos de vibracin nos da como

resultado el anlisis modal espectral que es uno de los anlisis que la Norma Sismo

resistente establece para el estudio de estructuras

3.2 PRINCIPIOS DE DISEO

El diseo est basado en el mtodo LRFD que tiene como antecedente para los factores de

incremento de las cargas, los valores dados en 1997 por los estndares ANSI. Dichos

factores estn relacionados con el tipo de carga y en especial con la combinacin de carga

a considerar.

Las combinaciones de carga a emplear son las siguientes:

U = 1.4 D

U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr S R)

U = 1.2 D + 1.6 (Lr S R) + (0.5L 0.8 W)

U = 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (Lr S R)

U = 1.2 D 1.0 E + 0.5 L +0.2 S

U = 0.9 D (1.3 W 1.0E)

La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la

adecuada combinacin crtica de cargas factor izadas. Para la aplicacin del mtodo

LRFD, las siguientes combinaciones deben tomarse en cuenta.


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4 RESULTADOS DE LA SIMULACION4.1 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA MUERTA

4.2 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA VIVA


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4.3 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA VIENTO

4.4 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA DE SISMO


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4.5 DEFORMACION DE ESTRUCTURA CON ENVOLVENTE MAXIMA

4.6 DIAGRAMA DE MOMENTOS - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01

4.7 DIAGRAMA DE CORTANTES - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01

4.8 DIAGRAMA DE AXIALES - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01


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4.9 DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS DE LA ESTRUCTURA ENMETROS (m)

SENTIDODESPLASAMIENTO (m)

ALTURAH(m)

DRIFFTFACTOR DEREDUCCION

DESP.ESTRUCTURA

DESP.MAX.PERMISIBLE

EJE Y 0.0027 5.2 0.000519 7.125 0.0028 0.01EJE X 0.0038 5.2 0.000731 7.125 0.0039 0.01

4.1 VERIFICACION DE DISEO DE ELEMENTOS

El mtodo de verificacin se basa en el cdigo LRFD (Load Resistant Factors loads)

Mtodo de diseo por factores de carga o mtodo de la rotura. Los elementos que

conforman la estructura se han planteado para que en o posible los elementos trabajen

principalmente en traccin consecuentemente para evitar que gobierne el diseo por

estabilidad o pandeo

Fuerzas criticas resistente por pandeo para miembros sometidos a compresin

gcrcnc AFPPu , siendo 85.0c

Siendo crF el esfuerzo crtico por pandeo inelstico es:

FyFcr )658.0(2 Para 5.1

Y el esfuerzo critico por pandeo elstico es :

FyFc

cr )877.0

(2

Para 5.1c

En donde:

E

Fy

r

KLc )(


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RATIO (AISC-LRFD93)

TIJERAL METALICO 3X6X3mm


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TIJERAL METALICO 3X6X3mm


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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La estructura se ha sometido la estructura a las cargas consideradas en el RNE E.090 y

el cdigo LRFD teniendo un esfuerzo absorbidos por los elementos estructurales. Dado

los resultados de puede considerar que la estructura es estable, para ello se ha reforzado

con apoyos adicionales de un tubo de mayor dimetro distribuyendo as la carga, as como

la adicin de elementos de arriostre.

Los esfuerzos de compresin que estn sometidos los elementos principales son

inferiores al esfuerzo critico por pandeo inelstico lo cual significa que estos elementos

soportaran las cargas actuantes.

Se ha considerado que en la conformacin de la estructura se han empleado los

procedimientos y consideraciones tcnicas mnimas como es en el caso de la soldadura

para la conexin de las piezas as como una adecuada inspeccin a lo largo del

procedimiento constructivo. De la misma manera se debe considerar un mantenimiento

permanente de la estructura ya que de ello depende su estabilidad y periodo de utilidad.

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