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TRABAJO FINAL DISEÑO ESTRUCTURA DE ACEROS ACEROS

OBJETIVO:

Consolidar aprendizajes, uniendo el análisis estructural, la ingeniería sismoresistente y lo aprendido en el Diseño de Acero, y producir un pequeño proyecto práctico que siga motivando nuestro interés en este medio alternativo de material.

1. PROYECTO:PROYECTO DE UN LOCAL INDUSTRIAL

A. DISEÑAR UN TIGERAL DE LA COBERTURA DEL LOCAL INDUSTRIAL CUYAS CARACTERISTICAS SON LOS SIGUIENTES: LUZ (L>= 12m) CARGA

Lluvia, viento, granizo TECHO DE CALAMINA ANCHO TRIBUTARIO Amín= 4m

B. DISEÑAR UNA VIGA PRINCIPAL Y UNA COLUMNA DEL PROYECTO DE LOCAL INDUSTRIAL: Área Min: 600m2 Dimensión Menor del perímetro: L = 10 – 12m Altura: H = 10.0 m

Usar Tijerales.Usar muro perimétrico de 3.00 m de altura y el resto hecho de latón plegado o algún material ligero y resistente.La cobertura deberá ser también ligera, resistente y poseer una pendiente que no permita la acumulación de granizo ni nieve. Poseerá canaletas de evacuación pluvial resistente y de fácil evacuación de sólidos como nieve y granizo.Se puede proponer placas, o diagonales en los pórticos.Usar el SAP o ETAB´S u otro Software ingenieril apto para el análisis e incluso el Diseño. Pero verificará sus resultados con el Software Entregado ILAFA, en las propuestas de Diseño alcanzadas.

| CALCULO DE TECHOS DE ESTRUCTURAS METALICAS

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I PARTE

2. CALCULO DE TECHOS DE ESTRUCTURAS METALICASMETRADOS2.1. FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE UN TIGERAL:

Ptotal=Pviento+P sobrecarga+Peternit+Pcorreaso viguetas+Ptigerales

Donde:

Ptotal = Fuerza Total Sobre el Techo.

PViento = Fuerza del Viento.PEternit = Fuerza del peso del Eternit.Psobre carga = Fuerza de Sobrecarga.Pcorreas o viguetas = Fuerza del peso de las viguetas.

Ptotal = Fuerza del peso de los tijerales.

3.1.1.- Fuerza del Viento: Para nuestro caso tenemos una estructura inclinada la cual forma un ángulo α con la dirección del viento, entonces:

C =q =

A =w =W =

6,723.13 Kg1,614.08 Kg

1.280 Kg/m2

13.5°308.52 m222.41 m2

6,914.17 m2

ߙ ൌ��

= =

3.1.2.- Fuerza del Peso del ETERNIT:Peso de 1 plancha Eternit = 21.5 Kg


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Numero de planchas de eternit:Na = (Ancho total a techar/Longitud útil del eternit) = (50/1.64) = 30.49N1 = (Largo total a techar/Ancho útil del eternit) = (12/0.875) = 13.71Número total de planchas de eternit es = 30.49 * 13.71 = 419 aprox.PESO TOTAL DEL ETERNIT = 9008.5 Kg.3.1.3.- Fuerza de SOBRECARGA:Se suele a usar según nuestras dimensiones de nuestra estructura una sobrecarga por NIEVE de10 Kg/m2 por metro cuadrado de área de planta aproximadamente:Psobre carga = 10Kg/m2 x (600 m2) = 6000 Kg

3.1.4.- Fuerza del PESO DE LAS VIGUETAS (CORREAS):Se asume un perfil determinado de vigueta y se busca su peso por unidad de longitud:

Perfil Asumido: 2L 3” x 3 “x 3/16.

Peso por unidad de longitud = 6 kg/m

Total de Viguetas = 32 viguetas

Peso Total de las Viguetas (correas) = 32 x (12m) x (6kg/m) = 2304 kg

Peso de la vigueta (correa) por m2 = 3.84Kg/m2

3.1.5.- FUERZA VERTICAL SOBRE CADA TIGERAL:Se asume un perfil determinado para el tijeral y se busca su peso por unidad de longitud:Perfil Asumido: 2L 2.5” x 2.5 “ x ¼Los tijerales extremos soportaran una carga F y los tijerales intermedios soportaran 2 FLos cuales soportan una carga por metro cuadrado de techo: 50.246 Kg/m2 (carga vertical)Numero de tijerales (Ntij) = 8 tijeralesF =(50.25 x 617/2)/ (4-1) = 5167 Kg(Carga total vertical sobre el Tijeral extremo)2 F = 10334Kg (Carga total vertical sobre el Tijeral Intermedio)Ahora se reparte la fuerza sobre cada nudo del tijeral, considerando que sobre los nudos extremos actúa una fuerza Fn y sobre los nudos intermedios actúa una fuerza de 2 Fn.Nn = Numero de nudos = 17

Fn=2 F

2∗(Nn−1)= 10334 Kg2∗(17−1)

=322.9Kg

Fn=322.9Kg .2 Fn=645.9Kg.

RESUMEN DE FUERZAS VERTICALES TOTAL SOBRE EL TECHO:PViento = 13446.25 KgPEternit = 9008.5 Kg

Psobre carga = 6000 KgPcorreas o viguetas = 2304 Kg

Ptigeral = 6280 KgPtotal = 37038.75 Kg

1.5.- Fuerza Horizontal Total sobre el Techo:Fuerza Horizontal producida por el viento es:

FH=3228.16Kg .Ahora se reparte la fuerza sobre cada nudo del tijeral, considerando que sobre los nudos extremos actúa una fuerza V y sobre los nudos intermedios actúa una fuerza de 2 V.


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Carga Total de viento horizontal = 1614.08kgCarga de viento por tijeral =3228.16 Kg/8tigerales = 403.5 Kg/tijeralEntonces: 17 V = 403.5Kg.V = 23.74 Kg (Nudo Exterior)2V = 47.5 Kg (Nudos Intermedios)

RESUMEN DE CARGAS VIVAS Y CARGAS MUERTAS2.1.-Carga Muerta:Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo.Peso total de Tijerales = Ftijeral= 10334KgPeso total del Eternit = Feternit = 9008.5KgPeso total de correas = Fcorreas= 2304 KgCARGA MUERTA TOTAL SOBRE EL TECHO = 21646.5 Kg2.2.-Carga Viva:Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación.Fuerza del Viento = FViento = 13446.25 KgFuerza de Sobrecarga = Fsobre carga = 6000KgCARGA VIVA TOTAL SOBRE EL TECHO = 19446.25 Kg


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| CALCULO DE TECHOS DE ESTRUCTURAS METALICAS 5


ANALISIS EN EL ETABS

CREAMOS EL MODELO


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ASIGNAMOS CARGAS AL MODELO


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CERCHA TRABAJANDO CON ARTICULACIONES


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DEFORMACION DEBIDO A LAS CARGAS

CALCULO DE REACCIONES Fx, Fy


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DIAGRAMA DE FUERZAS AXIALES EN LAS BARRAS:

FUERZAS INTERNAS TRACCION (+) Y COMPRESION (-) EN CADA UNA DE LAS BARRAS:


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AHORA QUE TENEMOS LAS FUERZAS INTERNAS EN CADA UNA DE LAS BARRAS PROCEDEMOS A ASIGNALE SECCIONES CONVENIENTEMENTE SELECCIONADAS PARA EL DISEÑO

Selecionamos las barras en traccion y le asignamos una seccion W6X20


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LAS BARRAS QUE ESTAN TRABAJANDO A COMPRESION LE ASIGNAMOS: W8X28

AHORA ASIGNAMOS UNA SECCION TUBULAR A LAS BARRAS VERTICALES :HSS2-1/2X2-1/2X1/4

AHORA ASIGNAMOS UNA SECCION TUBULAR A LAS BARRAS DIAGONALES : HSS6X6X5/8


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LUEGO DE HABER ASIGNADO HACEMOS CORRER EL ETABS


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