DISEÑO DE PORTICO METALICO

Alumno : Ing Oscar Salazar Jaime

I.- DIMENSIONAMIENTO

1.1 GEOMETRIA

Luz = 33.00 m

Largo = 100.00 m

S portico = 11.11 m

S viguetas = 2.80 m

II.- DISEÑO DE VIGUETA

2.1.- CARGAS SOBRE VIGUETA

CARGA MUERTA (D)

Peso de cobertura = 8.00 Kg/m2

Viguetas = 5.00 Kg/m2

Luminarias = 10.00 Kg/m2

Agua Contra Incendio = 3.00 Kg/m2

26.00 Kg/m2

S = 2.80 m

Wm = 72.80 Kg/m

CARGA VIVA (L)

Carga Viva (RNE) = 30.00 Kg/m2

S = 2.80 m

WL = 84.00 Kg/m

Cargas de Viento (W)

Vw= 75 km/hr

qs 28.13 kg/m2

Techo Barlovento

C 0.3

P 8.4 kg/m2 kg/m2

Separación @ 2.80 m Ww= 23.63 kg/m

W v W h

D 72.80 72.44 7.24

L 84.00 83.58 8.36

W 23.63 23.63

Ang (rad) = 0.099668652 W v= w cos(ang)

W h= w sin(ang)

Combinación w (kg/m)

1 1.4D 101.41

2 1.2D+1.6L 220.66

3 1.2D+1.6W 124.73

4 0.9D+1.6W 102.99

Wu = 220.66 Kg/m

2.2 Análisis y Diseño de Vigueta

vigueta típica de techo

L= 11.11 m

Lb 2.22 m

1,225.76 kg

3,404.56 kg-m

Vu max =

Mu max =

W vWh

Para sección W 10 X 12 A= 19.10 cm² Sx= 178.62 cm3 rx= 8.18 cm

d = 197.25 mm Sy= 17.37 cm3 ry= 1.99 cm

Zx = 206.48 cm3 bf/(2*tf) = 9.61

E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 24.54 cm

Fy = 2,520.00 Kg/cm2

Ix= 1,281.99 cm4 h / tw = 45.68

Iy= 90.74 cm4 Jc = 2.28 cm4 Cw = 13,668.48 cm6

bf = 10.01 cm tw = 0.4318 cm tf = 0.5207 cm

Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 1.00 m

RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 6.23

rts = 2.497 cm

0.7Fy/E = 0.0008647

Jc/Sxho = 0.000519

E/0.7Fy = 1156.46

FL = 0.7Fy

Longitud máx. Sin soporte Lr = 2.99 m

Arriostrar cada 2.50 m Lb = 2.220 m Lb mayor que Lr sección en zona 3

Longitud para M° plástico Lp = 1.00

COEFICIENTE DE FLEXION

Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00

MOMENTO NOMINAL

520322.06 Kg-cm

5.20 Ton-m

Mn = 3.95 Ton-m

ᶲ Mn = 3.55 Ton-m

Mu / ᶲ Mn = 0.96 OK

Mp = Fy * Zx =

Mp = Fy * Zx =

III.- Portico Típico

3.1 Metrado de Cargas

- Cargas Muertas (D) ancho tributario

Peso de vigueta 50 11.11 198.3928571 kg/m

Peso de viga 90.00 kg/m

Luminarias 11.11 111.1 kg/m

Agua contra incendio 11.11 33.33 kg/m

Cobertura 11.11 88.88 kg/m

Total carga muerta 521.70 kg/m

Carga distribuida 521.70 kg/m

- Cargas Vivas (L) 30 kg/m²

Separación @ 11.11 m

Carga distribuida 333 kg/m

- Cargas de viento (W)

Vw= 75 km/hr

qs 28.13 kg/m2

@ 11.11

Techo Barlovento cq 0.3 Ww= 94 kg/m

Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -187 kg/m

Pared Barlovento cq 0.8 Ww= 250 kg/m

Pared Sotavento cq -0.6 Ww= -187 kg/m

- Cargas de Sismo (E)

Peso de la estructura

De metrado anterior = 26.00 kg/m²

Vigas del portico 10.00 kg/m²

Columnas 3.00 kg/m²

Cargas Muertas = 39.00 kg/m²

Cargas vivas (Al 25%) = 7.5 kg/m²

Peso = 17,048 kg

Masa = 1,738 kg-s²/m

Zona Sismica 3

Factor de Zona Z= 0.4

Factor de Suelo S= 1.2

Factor de Uso U = 1.0

Factor de Reducción R 9.5

Tp= 0.6

T= 0.364 s Del analisis con SAP2000

C= 2.50 E-.030

V= ZUSC x P = 0.126 xP

R

V= 2154.0 kg

Cargas aplicadas al Pórticos

w1

w2 w3

V V h2 =

z

w4 w5

h 1 =

x

L = 33.00 m

w1 (kg/m) w2 (Kg/m) w3 (Kg/m) w4 (Kg/m) w5 (Kg/m) V (Kg/m)

Ejes D -521.70

Centrales L -333.30

W -93.74 187.48 249.98 -187.48

E 1077.00

Modelo Plano

CARGA MUERTA (Kg)

CARGA VIVA (Kg)

CARGA VIENTO1 (Kg)

CARGA VIENTO2 (Kg)

CARGA DE SISMO (Kg)

PERIODO FUNDAMENTAL DE LA ESTRUCTURA T=0.364s

COMBINACIONES DE CARGA

AXIAL CM

CORTE CM

DMF CM

AXIAL CV

CORTE CV

DMF CV

AXIAL VIENTO1

CORTE VIENTO1

DMF VIENTO1

AXIAL VIENTO2

CORTE VIENTO2

DMF VIENTO2

AXIAL SISMO

CORTE SISMO

DMF SISMO

DEFORMACION POR CV: flecha = 0.066 m, Máxima admisible L/180= 0.18 m

DEFORMACION POR SISMO

DERIVAS E-030

Max

H ∆ ∆/H ∆/H*0.75R Permisible

NIVEL ALTURA ENTREPISO(m) DESPLAZAMIENTO ABSOLUTO (cm) DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm)

2 1.5 0.76 0.002 0.00001 0.0001 0.010

1 10 0.758 0.758 0.00076 0.0054 0.010

R 9.5

DIAGRAMA DE FUERZAS INTERNAS PARA 1.2D+1.6L

AXIAL

CORTE

DMF

DISEÑO DE PORTICO METALICO

IV.- DISEÑO DE VIGA

Mu = 89.83 Ton-m

Para sección W 27 X 102 A= 193.55 cm² Sx= 4,375.35 cm3 rx= 27.94 cm

d = 68.83 cm Sy= 455.56 cm3 ry= 5.46 cm

Zx = 4,998.05 cm3 bf/(2*tf) = 6.03

E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 66.80 cm

Fy = 2,520.00 Kg/cm2

Ix= 150,675.78 cm4 h / tw = 52.62

Iy= 5,785.62 cm4 Jc = 219.77 cm4 Cw = 6,444,860.80 cm6

bf = 25.40 cm tw = 1.3081 cm tf = 2.1082 cm

Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 2.73 m

RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 44.13

rts = 6.643 cm

0.7Fy/E = 0.0008647

Jc/Sxho = 0.000752

E/0.7Fy = 1156.46

FL = 0.7Fy

Longitud máx. Sin soporte Lr = 8.37 m

Longitud con soporte lateral Lb = 8.250 m Arriostrar en luz central

Longitud para M° plástico Lp = 2.73

COEFICIENTE DE FLEXION

Conservadoramente asumimos valor de Cb = 2.26

MOMENTO NOMINAL

12595097.39 Kg-cm

125.95 Ton-m

Mn = 176.81 Ton-m

ᶲ Mn = 159.13 Ton-m

Mu / ᶲ Mn = 0.56 OK

Mp = Fy * Zx =

Mp = Fy * Zx =

V.- DISEÑO DE COLUMNA

Pu = 19.21 Ton-m

Mu = 89.83 Ton-m

Para sección W 27 X 102

A = 193.548 cm2

Lc = 10.00 m

Lv = 15.00 m

Ic = 150675.78 cm4

Iv = 150675.78 cm4

r x = 27.94 cm4

E = 2,040,000.00 Kg/cm2

Fy = 2,520.00 Kg/cm2

Zx = 4,998.05 cm4

5.1.- POR CARGA AXIAL

G B = 1.5

K = 1.15 de tabla

4.71 √E/Fy = 134.01

K Lx /rx 41.16 OK

K Lx /rx < 4.71 √E/Fy

ESFUERZO CRITICO DE PANDEO ELASTICO DE EULER

11,884.72 Kg/cm2

λc^2 = Fy /Fe = 0.21

λc = 0.46 < 1.50

Fcr = 2,305.99 Kg/cm2

φ Pn = 379.37 Ton OK

Pu / φ Pn = 0.050636308

5.2.- POR FLEXION

b/t = 12.05

1.12 (E/Fy)^0.5 = 31.87

b/t < 1.12 (E/Fy)^0.5 OK

12595097.39 Kg-cm

125.95 Ton-m

Mn = 125.95 Ton-m

ᶲ Mn = 113.36 Ton-m

Mu / ᶲ Mn = 0.79 OK

Mp = Fy * Zx =

Mp = Fy * Zx =