Diseño de Porton

7/25/2019 Diseo de Porton

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Ecole Studio MEMORIA DE CLCULO

Estructura de PortnRevisin Fecha

V00 13-JUN-2016

Presentado a:

DIDELCO

GRUPO CALMA

Presentado Por:

Memoria de

Clculo

Estructural

Junio

2016Proyecto: Porton DIDELCO Tiendona.

San Salvador, San Salvador, El Salvador.

Anlisis y Diseo

Estructural de Estructura

de Acero, Columnas de

Concreto y

Cimentaciones

Diseo de Marcos de Acero Estructural.

Diseo de Columnas de concreto.

Diseo de Cimentaciones.


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TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO ............................................................................................................................................. 2

1.- INTRODUCCION ................................................................................................................................................... 3

2.- BASES Y NORMAS PARA EL DISEO ................................................................................................................... 3

3.- MATERIALES DE CONSTRUCCIN ...................................................................................................................... 3

5.- CONFIGURACIN ESTRUCTURAL Y MODELOS ESTRUCTURALES. ..................................................................... 4

6.- REACCIONES DE LAS ESTRUCTURAS . ............................................................................................................. 12

7.- VERIFICACIN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. ................................................................................... 13

8.- Anexos ............................................................................................................................................................... 17

Anexo I Perfiles Estructurales


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1.- INTRODUCCION

Este documento constituye la memoria de clculo de la estructura para el proyecto Estructura de Portn DIDELCO La

Tiendona .

El proyecto establece las dimensiones mnimas de los perfiles estructurales que servirn fabricar la estructura del nuevo

portn de DIDELCO La Tiendona

La informacin detallada se presenta en las pginas correspondientes a los clculos de capacidades e Ingeniera estructural

realizada con base a secciones transversales estructurales de acuerdo al estndar de diseo de estructuras de acero del

Instituto Americano de Construccin de Acero: AISC-ASD: Allowable Stress Designy al Instituto Americano del Concreto:

ACI -Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08)

El clculo estructural se ha realizado con base a modelos estticos de elementos estructurales de configuracin estable,

capaces de resistir las cargas de diseo en base a fuerzas axiales de compresin, tensin y momentos.

2.- BASES Y NORMAS PARA EL DISEO

Para la definicin de las cargas y para la revisin de esfuerzos admisibles y desplazamientos mximos, se han respetado los

lineamientos establecidos en los reglamentos de diseo y documentos tcnicos aplicables. En particular los siguientes:

American Institute of Steel Construction AISC-ASD - 89: Allowable Stress Design

Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) and Commentary

3.- MATERIALES DE CONSTRUCCIN


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Resistencia del acero de varillas de acero 4200 kg/cm (Acero G-60) Resistencia del concreto a los 28 das fc 280 kg/cm.

5.- CONFIGURACIN ESTRUCTURAL Y MODELOS ESTRUCTURALES.

La estructura del portn est compuesta por marcos de acero, con una cubierta de lmina la cual se sujetar por medio de

dos columnas de concreto y una viga metlica tipo macomber. La subestructura de cimentacin est formada por zapatas

aisladas y viga tensora capaces de trasmitir los esfuerzos generados por la superestructura al suelo sin sobrepasar los

esfuerzos ltimos considerados y proporcionados por el cliente con una capacidad ultima de 1.5 kg/cm

El sistema estructural posee una distribucin clsica para sistemas estructurales concebidos para resistir fuerzas ssmicas entrminos de regularidad geomtrica en planta y elevacin.

Descripcin General de los Modelos Numricos Lineales.

En el modelo computacional se asume que todos los elementos de las estructuras tienen comportamiento lineal elstico. Las

vigas y columnas se modelan con elementos uniaxiales tipo frame de comportamiento dominado por flexin.

La Figura 1 y la Figura 2 muestran el Isomtrico y la elevacin de la estructura.


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Fig. 1. Seccin Longitudinal del Estante Actual


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Hiptesis de Modelacin Estructural.

Las dimensiones geomtricas de los elementos estructurales considerados en los modelos se obtuvieron de las consultas

y necesidades del cliente.

La formulacin de los modelos estructurales se hizo sobre la base de las siguientes hiptesis:

I.

Las columnas y vigas estructurales se modelaron como elementos finitos rectangularesII. Las vigas se modelaron como elementos de flexin uniaxiales.

III. Los apoyos fijos se colocaron en el nivel basal de la estructura, representado una articulacin.

Estado de cargas.

I. Cargas gravitacionales

Las cargas gravitacionales permanentes (muertas) consideradas en la evaluacin de las estructuras incluyen el peso

propio de elementos estructurales, el cual se incorpora automticamente a travs del modelo estructural, as como

el peso de elementos no estructurales tales como paredes no estructurales.

las cargas gravitacionales vivas consideradas se obtuvieron de un proceso iterativo que permiti obtener la

capacidad mxima del estante bajo las condiciones de anlisis establecidas

II.

Solicitaciones Ssmicas.

o Mtodo esttico equivalente:

La magnitud de las fuerzas generadas por las solicitaciones ssmicas se calcula como:

Donde:

Vs: Cortante de Sismo


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I: Factor de Importancia.

Co y To. Coeficientes de sitio debido a las caractersticas del Suelo.

R: Factor de Modificacin de respuesta.

T: Perodo fundamental de la estructura

El periodo fundamental se calcula como:

.Donde:

Ct : 0.085 para sistemas estructurales de acero.

hn: Altura total del edificio.

Factor de Zonificacin Ssmica:

A = 0.40

Factor de Zonificacin Ssmica.

Zona Factor A

I 0.40

II 0.30

Fig. 6. Mapa de zonificacin Ssmica de El Salvador

Factor de importancia


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.

Fig. 7. Factores de Importancia


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Factor de Modificacin de Respuesta

R = 12.0

La Fig. 9, correlaciona los diferentes valores de Factores de Modificacin de Respuesta con los diferentes tipos deSistemas Estructurales


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Calculo del coeficiente ssmico.

Donde:

CS Coeficiente Ssmico

A Factor de Zonificacn Ssmica

I Factor de Importancia

C0 y T0 Coeficientes de Sitio

R Factor de Modificacion de Respuesta

T Perodo fundamental de vibracin, Seg

Donde:

T Periodo fundamental de Vibracin, seg

Ct 0.085 Sistema A con marcos de Acero

h n Altura Total de la Estructura

Entonces

Cs = 0.282

A = 0.40

I = 1.00

C0 = 3.00

T0 = 0.60

R = 7.00

T = 0.28

Ct = 0.085

h n = 5.00 m

T (seg) = 0 085 * 5 003/4

Clculo del Coeficiente Sismico

Perodo Fundamental de Vibracin. Metodo A

32

28.0

6.0

00.7

0.3*00.1*4.0

SC

4

3

nthCT

32

00

T

T

R

AICCs


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Mtodo de Esfuerzos de Trabajo. Este mtodo de diseo denominado tambin diseo elstico, consiste en determinar,

en primer trmino, los esfuerzos que se presentan en las secciones crticas de un miembro estructural bajo la accin de

las cargas de servicio o de trabajo, considerando un comportamiento elstico del material. Se considera que un miembro

est diseado correctamente cuando los esfuerzos de trabajo, ocasionados por las cargas de servicio que obran en el

miembro no exceden los esfuerzos permisibles.

Ecuacin bsica de diseo:

Resistencia Requerida Resistencia Nominal

Rn

En este mtodo las condiciones de carga que se deben satisfacer en general se muestran en la tabla 1:

Tabla 1: Combinaciones de cargas de servicio.

Mtodo de Diseo a la Resistencia. Esta filosofa de diseo se fundamenta en la utilizacin de coeficientes de reduccin

de la resistencia y coeficientes de mayoracin de las cargas. Matemticamente se expresa como:

Resistencia de diseo Resistencia requerida

S nU

Para este mtodo se utilizan las combinaciones de carga indicadas en la Tabla 2

Condicin Combinaciones

Bsica U = D + L

U = D + L + E

U = 0.9D + ESismo


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D = Peso propio de la estructura.

L = Sobrecarga de uso de piso.

E = Cargas de Sismo.

6.- REACCIONES DE LAS ESTRUCTURAS .

6.1 Reacciones basales

Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3 M1 M2 M3

Text Text Text Kgf Kgf Kgf Kgf-m Kgf-m Kgf-m

40 DEAD LinStatic 0.00 0.00 160.64 0.00 0.00 0.00

40 QX LinStatic 0.00 0.00 345.85 0.00 0.00 0.00

40 QY LinStatic 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

42 DEAD LinStatic 0.00 0.00 137.79 0.00 0.00 0.00

42 QX LinStatic 0.00 0.00 -53.83 0.00 0.00 0.00

42 QY LinStatic 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

59 DEAD LinStatic 2.52 0.00 1977.70 0.00 5.62 0.00

59 QX LinStatic -576.72 0.00 -333.84 0.00 -1913.95 0.00

59 QY LinStatic 0.00 -577.36 0.00 2764.67 0.00 -92.94

60 DEAD LinStatic -2.52 0.00 1977.70 0.00 -5.62 0.00

60 QX LinStatic -578.01 0.00 341.58 0.00 -1916.76 0.00

60 QY LinStatic 0.00 -577.36 0.00 2764.67 0.00 92.94

65 DEAD LinStatic 0.00 0.00 138.57 0.00 0.00 0.00

65 QX LinStatic 0.00 0.00 -12.08 0.00 0.00 0.00

65 QY LinStatic 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

66 DEAD LinStatic 0.00 0.00 135.11 0.00 0.00 0.00

66 QX LinStatic 0.00 0.00 -9.12 0.00 0.00 0.0066 QY LinStatic 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

82 DEAD LinStatic 0.00 0.00 160.64 0.00 0.00 0.00

82 QX LinStatic 0.00 0.00 -234.41 0.00 0.00 0.00

82 QY LinStatic 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

83 DEAD LinStatic 0.00 0.00 137.79 0.00 0.00 0.00

TABLE: Joint Reactions


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7.- VERIFICACIN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

La resistencia de cada elemento estructural, obtenida a partir de las propiedades de sus materiales y de su geometra, se

contrast con los esfuerzos obtenidos del modelo para las distintas combinaciones de cargas.

La relacin de esfuerzos de cada elemento metlico se muestra en la imagen siguiente

Fig. 3 Relacin de Esfuerzos de la estructura metlica

Como puede comprobarse ningn elemento sobre pasa el valor de 1.333, que es el lmite superior o mximo para estructuras

con las acciones de cargas accidentales


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Diseo de columna de concreto de C1 35 cm x 35 cm


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Diseo de pedestal de concreto de P1 45 cm x 45 cm


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Diseo de cimentaciones.

Esfuerzos inducidos al suelo.

Acero de refuerzo en tensor

Acero de refuerzo en zapata

Panel OutputCase CaseType MaxPress MinPress GlobalXMax GlobalYMax GlobalXMin GlobalYMin

Text Text Text kgf/cm2 kgf/cm2 cm cm cm cm

1 D+QX Combination -0.16 -0.51 460.00 0.00 510.00 22.50

1 D-QX Combination -0.16 -0.51 -510.00 0.00 -560.00 22.501 D+QY Combination 0.52 -0.90 -510.00 0.00 -560.00 22.50

1 D-QY Combination 0.09 -0.86 -560.00 22.50 -510.00 0.00

TABLE: Soil Pressures - Summary

L ine BeamProp Loca ti on FTopCombo FTopMom ent AxlForceT FTopArea FTopAM in FBotCombo FBotMoment AxlForceB FBotArea FBotAM in VC om bo VForce VArea Sta tus G lobalX G lobalY

Text Text cm Text kgf-cm kgf cm2 cm2 Text kgf-cm kgf cm2 cm2 Text kgf cm2/cm Text cm cm

1.00 V50X30 0.00 D-1.4QX -127952.68 -107.12 1.23 1.63 D+1.4QX 141293.00 103.96 1.30 1.74 D+1.4QY 846.83 0.00 OK -510.00 0.00

1.00 V50X30 50.00 D-1.4QX -206989.58 -1.84 1.95 2.60 D+1.4QX 143458.90 -3.19 1.35 1.80 D+1.4QY 1027.03 0.00 OK - 460.00 0.00

1.00 V50X30 165.00 D-1.4QX -193828.88 -1.84 1.83 2.43 D+1.4QX 55656.73 -3.19 0.52 0.70 D+1.4QY 1084.85 0.00 OK - 345.00 0.00

1.00 V50X30 280.00 D+1.4QY -199795.74 -2.52 1.88 2.51 D-1.4QY 42104.63 -2.52 0.39 0.53 D+1.4QX 717.87 0 .00 OK - 230.00 0.00

1.00 V50X30 395.00 D+1.4QY -187417.84 -2.52 1.76 2.35 D-1.4QY 44649.73 -2.52 0.42 0.56 D+1.4QX 498.42 0 .00 OK - 115.00 0.00

1.00 V50X30 510.00 D+1.4QY -186240.26 -2.52 1.75 2.34 D-1.4QY 38351.67 -2.52 0.36 0.48 D-1.4QX 533.85 0 .00 OK 0.00 0.00

1.00 V50X30 625.00 D+1.4QY -187417.84 -2.52 1.76 2.35 D-1.4QY 44649.73 -2.52 0.42 0.56 D-1.4QX 498.95 0 .00 OK 115.00 0.00

1.00 V50X30 740.00 D+1.4QY -199795.74 -2.52 1.88 2.51 D-1.4QY 42104.63 -2.52 0.39 0.53 D-1.4QX 718.26 0 .00 OK 230.00 0.00

1.00 V50X30 855.00 D+1.4QX -194244.80 -3.19 1.83 2.44 D-1.4QX 56072.66 -1.84 0.53 0.70 D+1.4QY 1084.85 0.00 OK 345.00 0.00

1.00 V50X30 970.00 D+1.4QX -207342.85 -3.19 1.95 2.61 D-1.4QX 143812.18 -1.84 1.35 2.61 D+1.4QY 1027.03 0.00 OK 460.00 0.00

1 .0 0 V5 0X30 1 02 0.00 D+1 .4 QX -1 28 115.95 -1 07 .97 1 .23 1.64 D-1 .4 QX 1 414 56.2 6 1 04 .81 1 .30 1.7 4 D +1.4Q Y 846 .83 0.0 0 OK 5 10.0 0 0 .00

Acer o Sup eri or 2.61 cm2 Ace ro I nfe ri or 2.61 cm 2

Varil la # 4 G60 3.00 Vari l la # 4 G60 3.00

TABLE: Concrete Beam Design 01 - Flexural And Shear Data

St rip Stat ion Conc Wid th FTopCombo FTopMomen t FTopAr ea FTopAMin FBo tCombo FBo tMomen t FBo tAr ea FBo tAMin AxialFor ce VCombo VFor ce VArea Status GlobalX GlobalY Lay er

Text cm cm Text kgf-cm cm2 cm2 Text kgf-cm cm2 cm2 kgf Text kgf cm2/cm Text c m cm T ext

CSA1 0.00 100.00 D+1.4QY -62698.85 0.98 6.00 D-1.4QY 65294.29 0.94 0.00 103.74 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK - 510.00 -77.50 A

CSA1 50.00 100.00 D+1.4QY -246811.88 3.66 0.00 D-1.4QY 253378.48 3.68 6.00 99.70 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK -510.00 -27.50 A

CSA1 77.50 100.00 D+1.4QY -344391.78 5.10 0.00 D-1.4QY 353063.10 5.14 6.00 97.56 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK - 510.00 0.00 A

CSA1 100.00 100.00 D-1.4QY -75581.09 1.13 0.00 D+1.4Q Y 79626.49 1.20 6.00 -195.22 D+1.4QY 937.48 0.00 OK -510.00 22.50 A

CSA2 0.00 100.00 D+1.4QY -62698.85 0.98 6.00 D-1.4QY 65294.29 0.94 0.00 103.74 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK 510.00 -77.50 A

CSA2 50.00 100.00 D+1.4QY -246811.88 3.66 0.00 D-1.4QY 253378.48 3.68 6.00 99.70 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK 510.00 -27.50 A

CSA2 77.50 100.00 D+1.4QY -344391.78 5.10 0.00 D-1.4QY 353063.10 5.14 6.00 97.56 D-1.4QY 3589.38 0.00 OK 510.00 0.00 A

CSA2 100.00 100.00 D-1.4QY -75581.09 1.13 0.00 D+1.4Q Y 79626.49 1.20 6.00 -195.22 D+1.4QY 937.48 0.00 OK 510.00 22.50 A

CSB1 0.00 100.00 D+1.4QY -70638.99 1.12 0.00 D-1.4QY 74151.67 1.22 6.00 -287.07 D -1.4QX 581.62 0 .00 OK - 560.00 -27.50 B

CSB1 50.00 100.00 D-1.4QX -71569.10 1.28 0.00 D-1.4QY 89039.98 1.38 6.00 -3.98 D+1.4QY 696.33 0 .00 OK -510.00 -27.50 B

CSB1 100.00 100.00 D+1.4QY -110293.95 1.74 6.00 D-1.4QY 88612.79 1.44 0.00 -277.85 D +1.4QY 696.33 0.00 OK -460.00 -27.50 B

TABLE: Concret e Slab Desig n 01 - Flexural And Shear Data


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8.- Anexos

Anexo I:

PROPIEDADES GEOMTRICAS YMECNICAS DE LOS PERFILES

ESTRUCTURALES


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Propiedades geomtricas y mecnicas de los perfiles utilizados en el proyecto portn de La Tiendona

SectionName Material Shape t3 t2 tf tw dis Area TorsConst I33 I22 I23 AS2 AS3 S33 S22 Z33 Z22 R33 R22

Text Text Text mm mm mm mm mm mm2 mm4 mm4 mm4 mm4 mm2 mm2 mm3 mm3 mm3 mm3 mm mm

# 5 G60 Pipe 15.88 7.94 197.93 6235.26 3117.63 3117.63 0.00 148.44 148.44 392.77 392.77 666.79 666.79 3.97 3.97

2L2.5X2.5X3/16-3/4 A36 Double Angle 63.50 146.05 4.76 4.76 19.05 1161.29 9157.09 453692.27 1305426.66 0.00 604.84 604.84 9930.56 17876.43 17861.90 31531.99 19.77 33.53

C 35x35 4000Psi Rectangular 350.00 350.00 122500.00 2113380208.00 1250520833.00 1250520833.00 0.00 102083.33 102083.33 7145833.33 7145833.33 10718750.00 10718750.00 101.04 101.04

P 45x45 4000Psi Rectangular 450.00 450.00 202500.00 5775046875.00 3417187500.00 3417187500.00 0.00 168750.00 168750.00 15187500.00 15187500.00 22781250.00 22781250.00 129.90 129.90

T S2x2x1.5m m A36 Box/T ube 50.80 50.80 1.50 1.50 295.80 179734.74 119934.08 119934.08 0.00 152.40 152.40 4721.81 4721.81 5470.29 5470.29 20.14 20.14

TS4x2x1/8" A36 Box/Tube 101.60 50.80 3.18 3.18 927.42 955329.06 1238803.36 412844.13 0.00 645.16 322.58 24385.89 16253.71 30277.66 18499.46 36.55 21.10

TABLE: Frame Section Properties 01 - General

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