Formato Entrega Mem de Calculo

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INFORME DE INGENIERIA OOCC-CAL-0001 Rev. C DISEO DE INGENIERA BSICA DE UN EDIFICIO DE ACERO DICIEMBRE 2009 INGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILES DISEO DE ESTRUCTURAS DE ACEROS II UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE ESTADO DE REVISIONES DOCUMENTO NOOCC-CAL-0001 TITULODISEO DE INGENIERA BSICA DE UN EDIFICIO DE ACERO REVISIONOOCCPROFESOR REVDESCRIPCIONPORPORPORPORREVISOAPROBOAPROBO A REVISION INTERNA Y COMENTARIOS NOMBRE ABSSGPAMPRMCDAL FIRMA FECHA OCT 2009 OCT 2009 OCT 2009 OCT 2009OCT 2009 B REVISIN ENTREGA 1 FORMAL NOMBRE ABSSGPAMPRMCDAL FIRMA FECHA OCT 2009 OCT 2009 OCT 2009 OCT 2009OCT 2009 C REVISIN ENTREGA 2 FORMAL NOMBRE ABSSGPAMPRMCDAL FIRMA FECHA DIC 2009 DIC 2009 DIC 2009 DIC 2009DIC 2009 0 REVISION FINAL ENTREGA FORMAL NOMBRE FIRMA FECHA PROYECTO DISEO DE INGENIERA BSICA DE UN EDIFICIO DE ACERO CONTENIDO 1. INTRODUCCIN4 2. OBJETIVOS4 3. ALCANCES DEL INFORME 4 4. ANTECEDENTES 5 5. PLANO DE ARQUITECTURA DEL EDIFICIO5 6. CDIGOS Y NORMAS DE DISEO6 7. MATERIALES 6 8. ESTADOS DE CARGA 7 9. COMBINACIONES DE CARGA9 10. CRITERIOS DE DISEO9 11. CROQUIS DEL MODELO ESTRUCTURAL 11 12. CONSIDERACIONES PARA EL DISEO DE VIGAS13 13. PRE-DISEO DE VIGAS14 14. MODELO ESTRUCTURAL 29 14.1.Estructuracin del edificio 14.2.Diagramas de descargar de solicitaciones 14.3.Propiedades de la seccin de la viga seleccionada 14.4.Determinacin de la masa ssmica 15. Diseo Ssmico 15.1 Cargas Ssmica 15.2 Verificacin Estructural PREPARADO POR REVISADO POR Andrea Balboa S.Estudiante Ing. Civil en OOCC Sergio Gmez P. Estudiante Ing. Civil en OOCC ngelo Matus P.Estudiante Ing. Civil en OOCC Rafael Merino C. Estudiante Ing. Civil en OOCC Daniel Alvarado L. Profesor Ingeniera Civil, OOCC Por GRUPO 0001 INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO Por GRUPO N0001REV. C 1.INTRODUCCION Laindustriainmobiliariahadecididocambiareldiseoclsicodeedificiosdehormign armado a un edificio de acero. Peroantesdedecidirsiharlainversinfinal,necesitancuantificarcuantoeselcosto aproximadodeconstruireledificioconunaestructuradeaceroversushacerlomedianteun edificio de hormign. Sehanelegidodosempresaspararealizareldiseodeledificio,sincontactoentreunay otra, para que no se influencien los resultados. AUd.lehatocadorealizareldiseoatravsdeunaestructuradeacero,calculada medianteelmtodoLRDF,solicitndoleunasolucinaniveldeIngenieraBsicaqueles permita cubicar con un nivel adecuado el costo de las instalaciones. Ademsdebercumplirconunrequerimientoadicional,enquelosdepartamentosdeben estardiseadosparaquesemitiguenalmximolasvibracionesderivadasdeltrnsitode personas u otros efectos. Este edificio contar con 5 pisos yno constar deascensores, (ver planos adjuntos). A su vez el sistema de piso se realizar con losas colaborantes para todas las losas (incluida la de techumbre). En la azotea del edificio se deben colocar 2 estanques de agua separados uno del otro, de 20m3 cada uno, para lo cual se le solicita disear el sistema estructural que lo soporte. Contardequsetrataelproyecto,indicandolazonaenlacualestemplazadayeltipode estructura(edificio industrial, edificio habitacional, galpn). Cuidando la redaccin y ortografa. 2.OBJETIVOS EnbasealproyectoDiseodeIngenieraBsicadeunedificiodeacerosebuscar construirelmodeloestructural,realizarelanlisisdecargasyeldiseosegnelcdigode diseodeestructurasdeacerosolicitado,queenelcasodelproyectoDiseodeIngeniera Bsica de un edificio de acero ser LRFD ( Load and Resistance Factor Design). 3.ALCANCE DEL INFORME En esta primera entrega se presenta: a)Pre diseo de viga mas solicitada. b)Verificacin de vigas ante vibracin y deformaciones. c)Eleccin paneles de aislacin acstica. INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-5-REV. C 4. ANTECEDENTES Los antecedentes entregados hasta el momento son los siguientes: a)Planos de arquitectura del edificio. b)Documento: Ingeniera Bsica edificio de acero. c)Catlogo Instadeck; Placas colaborantes. 5. PLANOS DE ARQUITECTURA DEL EDIFICIO INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-6-REV. C 6. CDIGOS Y NORMAS DE DISEO i.Jack Mc Cormac,Diseo de Estructuras de Acero- Mtodo LRFD. ii.AISC-LRFD-ASD 2005, "Specification for Structural Steel Buildings ". iii.AISC Design Guide 11 - Floor Vibrations Due To Human Activity. iv.Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones. v.Listado oficial de soluciones constructivas para aislamiento acstica del Ministerio de Vivienda y Urbanismo (2009). vi.ICHA, "Manual de Diseo para Estructuras de Acero", 2001. vii.NCh 432.Of71, "Clculo de la Accin del Viento sobre las construcciones". viii.NCh 433.Of96, "Diseo Ssmico de Edificios". ix.NCh1573.Of86 Diseo Estructural deEdificios- Cargas permanentes Y Sobrecargas de Uso. x.Apuntes de clase. 7. MATERIALES -Vigas y pilares:A270 ES -Hormign de losas:H25 -Placa Colaborante Instadeck: Espesor 8 mm. INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-7-REV. C 8.ESTADOS DE CARGA a)Carga de Viento (NCh. 432 of 71) Para el clculo de la sobrecarga no se cuenta con estadsticas previas, por lo que se utiliz los valores indicados en la Tabla 1. Nuestro edificio consta de 4 pisos, con una altura total 12m y con una altura de entre piso de 3m. Interpolando obtenemos la siguiente presin bsica de viento: q = 71kgf/m2 La azotea del edificio es totalmente plana, por lo cual el ngulo de inclinacin del techo es 0. Con respecto a lo anterior tenemos las siguientes cargas de viento: INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-8-REV. C Cargas Transversales: Izquierda q1=0.8q q1=56,8kgf/m2 Derecha q2= - 0.4qq2= - 28.4kgf/m2 Cargas Verticales: q3= - 28.4kgf/m2 Cargas Longitudinales q4 = -28,4kgf/m2 b)Sobrecarga de Nieve (NCh. 431 of 77) La sobrecarga de nieve se calcular mediante la expresin: n = Kno Donde:n : sobrecarga de nieve no: sobrecarga bsica de nieve K : coeficiente de inclinacin del techo Como = 0, con respecto a la horizontal, el valor de K se reduce a 1. K = 1 Por lo tanto, el valor de la sobrecarga de nieve es: n = 25 kgf/m2 c)Sobrecarga de uso (NCh. 1537 of 86) -Sobrecarga de piso (pg. 14) -Sobrecarga de techo (pg. 16) Se realizar un pre diseo de viga secundaria y primaria de piso y techo d)Peso Propio ParaelclculodelPesoPropioseprocediautilizarelcatalogoInstadeckde Instapanel,elcualespecificaelPpdelaplacacolaborantemselPpdelvolumende hormign a utilizar. El procedimiento se detalla en la pgina 17. INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-9-REV. C Adems se disearn los dos estanques que se encuentran en el techo del edificio. El desarrollo de este procedimiento se encuentra en la pgina 21. INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-10-REV. C 9)COMBINACIONES DE CARGA MATRIZ DE CARGA PARA EL CLCULO DE LAS COMBINACIONES DE CARGA LRFD COMBINACIONPPSCVSXTXXSYTYY 11.4 21.21.6 31.21.6.8 41.2111 51.21-1-1 61.2111 71.21-1-1 Siendo:PP : Peso propio. SC : Sobrecarga de uso. V : Carga de viento. SX : Sismo en la direccin X SY : Sismo en la direccin Y TXX: torsin en debido a sismo en X. TYY: torsin en debido a sismo en Y. CC1: Combinacin de carga 1. CC2: Combinacin de carga 2. CC3: Combinacin de carga 3 CC4: Combinacin de carga 4. CC5: Combinacin de carga 5. CC6: Combinacin de carga 6. CC7: Combinacin de carga 7. 10)CRITERIOS DE DISEO a)Deformaciones DeacuerdoconloscriteriosentregadosporlanormaAISC,seespecificaquelas deformacionesdemiembrosysistemasestructurasbajocombinacionesdecargas apropiadas no deben afectar las condiciones se servicio de la estructura. Para ste caso, se recomienda que la deformacin mxima para miembros horizontales se limite a L/360, delaluz,parapisos.Encambio,paratechosserecomienda queladeformacin mxima para miembros horizontales se limite a L/240.Lascombinacionesdecargaparaverificardeformacionesestticaspuedenser desarrolladas utilizando anlisis de confianza de primer orden (Galambos y Ellingwood, 1986). Las pautas actuales de deformacin esttica para sistemas de piso y de techo son adecuadasparalimitardaosuperficialenlamayoradelasedificaciones.Unacarga INFORME DE INGENIERA OOCC-CAL- 001 DISEO DE INGENIERIA BASICA DE UN EDIFICIO DE ACERO ________________________________________________________________ PorGRUPO N0001-11-REV. C combinadaconunaprobabilidadanualdeexcedenciade5porcientoesadecuadaenla mayoradeloscasos.Paralosestadoslmitedeservicioqueincluyendeformaciones visualmente objetables, agrietamiento reparable u otros daos a terminaciones interiores, y otros efectos de corto plazo, las combinaciones de carga sugeridas son: D + L D + 0.5S Elcumplimientoyverificacindestecriteriodeserviciabidadsedesarrollaenlapgina 18. b)Deformaciones ssmicas Eldesplazamientorelativomximoentredospisosconsecutivos,medidoenelcentrode masasencadaunadelasdireccionesdeanlisis,nodebesermayorquelaalturade entrepiso multiplicada por 0,002. Eldesplazamientorelativomximoentredospisosconsecutivos,medidoencualquier punto de la planta en cada una de las direcciones de anlisis, no debe exceder en ms de 0,001 h al desplazamiento relativo correspondiente medido en el centro de masas, en que h es la altura de entrepiso. En pisos sin diafragma rgido, el valor mximo del desplazamiento transversal de entrepiso delascadenas,producidoporsolicitaciones