Memoria de Calculo de Techo Kalimet Grupo Kala Rev 09

GRUPO KALA Página 1 de 14

Fecha :10/11/2015

“MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

TECHO PLANTA KALIMETVARIANTE DE UCHUMAYO

POR EL METODO LRFD MATRICIAL DE RIGIDECES”

NOMBRE CARGO FIRMA FECHA

PREPARO : ING JOSE QUIROA INGENIERO DE PRODUCCION 10/11/2015

CALCULO : ING JOSE QUIROA 10/11/2015

REV.Nº FECHA NOMBRE REVISO APROBO FIRMA

DISEÑO 10/11/2015

ING JOSE QUIROA A. 10/11/2015

10/11/2015

REVISO 10/11/2015 ING JOSE QUIROA A. 10/11/2015

10/11/2015

APROBO 10/11/2015 10/11/2015

10/11/2015


Fecha :10/11/2015

INDICE

1.- OBJETIVO

2.- DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA

3.-PRESENTACION DEL PROBLEMA

4.- ANTECEDENTES, CARGAS Y CONDICIONES DE BORDE

5.- CRITERIO DE DISEÑO

6.- RESULTADOS DE LA MODELACION

7.- CONCLUSIONES

8.- ANEXOS

ANEXO A1. PLANOSANEXO A2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES


Fecha :10/11/2015

MEMORIA DE CALCULO DE ESTRUCTURA METALICAInforme

1.- OBJETIVOS

El objetivo central es evaluar la Resistencia del techo de planta Kalimet SAC, Grupo Kala, evaluando los esfuerzos ocasionados por la cargas especificadas para techos RNE 0.20, y sismicas E 0.3 para la determinacion de esta Resistencia se utilizara el software SAP 2000, el mismo que evalua la Resistencia de los elementos metalicos bajo el metodo LRFD, da como resultado la determinacion de esfuerzos y flexiones y reacciones en los apoyos.

2.- DESCRIPCION DEL TECHO

Dimensiones : 42.0 mtrs x30.0 mtrs Area : 1260 m2Carcterísticas : 07 Tijerales de peso aproximado 750 kgrs, columnas de 0.35x.48 x7.50 mtrs tipo cajon en en plancha 3/16” peso aproximado 320 Kgrs y 66 viguetas peso aproximado 35 kgrs.

Peso total de la estructura : 12040 Kgrs

3.- PRESENTACION DEL PROBLEMA

Nuestro cliente, TRANSPORTES KALA SAC nos ha solicitado

la preparación de este expediente, sobre esta estructura, la cual se instalara en el

te r reno de la empresa s i tuado en var ian te de uchumayo km 4 .5

El diseño debe cumplir con lo prescrito en el RNE en cuanto a cargas, y

sismo E 0.20 , E 0.30


Fecha :10/11/2015

Figura 1: Vista isométrica del tijeral del techo


Fecha :10/11/2015


Fecha :10/11/2015

4.- ANTECEDENTES CARGAS Y CONDICIONES DE BORDE

4.1. Antecedentes y materiales

• Material de perfiles estructurales: Acero estructural ASTM A36Material de los perfiles : Plancha de 3/16” Acero A-36

Esfuerzo de Fluencia : 250 [Mpa]Resistencia ultima : 400 [Mpa]

• Planos de la estructura :

4.2.- Determinación de las cargas

• Peso del techo : 12000 [kg]• Peso de la carga : 1.500 [kg] Peso

Total : 4700 [kg]

Nro apoyos plataforma : 6 [c/u] Carga por Apoyo : 783.33 [kg]

• Sismo (Carga horizontal) : 225.16 [kg]0,15 carga total + 0,16 Norma E- 0.30 Viento 60 Kgrs de acuerdo a E.020 Art 12


Fecha :10/11/2015

4.4. Casos a analizar

Se modelara 3 casos con su respectiva carga estática

CASOS DESCRIPCIONDEAD Estructura con peso propio y cargas

puntuales

COMBO 1Estructura c o n c a r g a v i v a , d e s i s m o y v i e n t o

COMBO 2Estructura c o n c a r g a

v i v a , s i s m ov i e n t o y n i e v e

5. CRITERIOS DE DISEÑO

El análisis considera una modelación mediante el software de SAP 2000 o mat riz de rigideces .

5.1. Esfuerzos admisibles

Frente a las Los esfuerzos y deformaciones que no deben sobrepasar los valores admisibles de los aceros de la estructura ; es decir:

Frente a las Los esfuerzos y deformaciones que no deben sobrepasar los valores admisibles de los aceros de la estructura ; es decir:

• Tensión ASTM A36 σmax ≤ σadm = σfluencia / 4 = 2549/4 = 637 [kg/cm2]

• Factor de seguridad F.S.=4 (Anexo A3) L

• Deformaciones: δ max ≤ δ adm = 400

[cm] = 9500/400 =23.75 [mm]


Fecha :10/11/2015

wHARNERO = 891[rpm]

• Limite de Fatiga Sn < 72 [MPa] = 734 [kg/

El Limite de Fatiga Sn para unmaterial, considerando sus características se puede esti relación:

DondeSn = Sn’ * Ks * Ke

Sn’ : Corresponde al limite de fatiga de una prob materiales como el que se utiliza en el carro este v

Sn’ ≈ 0,5 σ ultimo

Ks : Coeficiente de acabado superficialKe : Coeficiente de concentración de esfuerzos

Cabe señalar que existen otros factores que modifican él limite de fatiga de un elemento mecánico (factor de tamaño, temperatura, confiabilidad, etc) pero estos factores no juegan un papel importante en el análisis

Figura 1: Factores de modificación de acabado superficial para el acero


Fecha :10/11/2015

Tabla Nº1 : Calculo de Esfuerzo de Fatiga para diferentes aceros

Tipos de AceroResistencia Tracción [M

Pa]

Limite de Fluencia Min [M

Pa]

Limite de Fluencia

Max[M Pa] tracccion

Alargamiento% Ks Ke Sn'

[Mpa]

ASTM A36 400 250 414 20 0,7 0,55 77A 37-24 ES 363 235 376 22 0,72 0,55 72A 42-27 ES 412 265 424 20 0,72 0,55 82A 52-34 ES 510 324 518 18 0,65 0,55 91ASTM A 514 HSL 830 630 840 17-25 0,5 0,55 114

5.2. C ARG AS DI STRIB UID AS:

1 .C A R G A V I V A : La carga viva según el R.N.E. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (DS N° 011-2006-VIVIENDA) Norma E. 020 cargas Acapite 7.1 d ) ( t e c h o s d e c o b e r t u r a l i v i a n a ) estima en :

Cv= 3 0 Kgr /m2

2.C ARG A DE VI EN TO : Segun R.N.E. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (DS N° 011-2006-VIVIENDA) Norma E. 020 cargas Acapite 12.4:

Techo tipo parabolico inclinacion menor a 15ºEdificacion tipo 1 V = 75 Km /hr , Coeficiente C= 0.6Altura de la edificacion= 12 mtrsVelocidad de diseño = 0.005x0.6*750.22 = 78.1 Km/hrLa carga de viento P h se calculo entonces en : 18.25 Kgr/m2

3.C ARG A MUERTA COBERTURA:SE calcula para el area de 1260 m2 7890 und calaminas:La carga de la cobertura nos da para TR4:

Cm = 54.25 Kgrs / m2.

4.C ARG AS DE SI SMI CAS : R.N.E. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (DS N° 011-2006-VIVIENDA) Norma E. 030 Diseño Sismoresistente capitulos II, III 17.1, 17.2 y 17.3:, para la zona de Peru son: Z= 0,40 seg ( Zona 2) sierra

U= 1.00 tipo de edificación C (estructura soporte de mantenimiento) S= 1,20 Tipo de suelo cohesivo e intermedioTp=0.60 seg periodo de vibración del suelo tipo S2 y que corresponde al suelo intermedioR= 10, factor de reducción o ductilidad en los pórticos de acero para solicitaciones sísmicas.C= Coeficiente de amplificación sísmica, debe ser ser calculado con las relaciones establecidas .

Peso propio de la cobertura del techo es aproximadamente: 5 Kg/m2 total = 6300 KgrEl peso propio de la estructura : 4900 KgTotal peso : 11200 Kgrs

Por lo tanto el peso total en cada estructura tijeral sera : 1600 kgrs evaluando Total 1600 Kg.


Fecha :10/11/2015

La masa de la edificación Mt = 1 600 K g = 160 Kgx s2/m10 m/s2

El momento de inercia de la columna=Ixx = Iyy = 15 cm x 15 elev 3 cm3/12 = 27140 cm4

El modulo de elasticidad del concreto es de f¨ c = 210 Kg/cm2 entonces Ec = 210000 Kg/cm2El Factor de rigidez lineal K será:

K = 1 2 x E c x I y y = 12 x 2 1 0 0 0 0 x 2 7 1 4 0 = 87.83 Kg /cm h3 (920)3

1.- por el método Rayleight la vibración fundamental será T = 2 pi Raiz ( 285.52s2/87.83)=11.3 seg

2.- de la ecuación T= 0.0853(11.2)0.75= 0.522 s

3.- Según la norma NTE 030 , donde T = 8.275/35 = T = 0.24 seg

4.- Según la norma NTE 030 T= 0.09H/RAIZ(D) = Tx = 0.09 x 8.275 / raiz(10) =0.23 seg

Hallando el valor de C = 0 . 80 = 0 . 80 = 0.0684 menor a 1.36segT/Ts+1 0.23/1.36 +1

Entonces :

H = Z U S C R

H = 0 .40 x 1. 2 0 x 1 . 0 x0.2 = 0.009610

Luego el valor de la máxima fuerza cortante en la base será:

H = 0.0096 x 1600 = 1 5 . 3 6 Kg o carga de empuje horizontal por sismo llamada para nuestro calculo carga por sismo Cs.

5.C ARG A UL TI M A DE DI SEÑO

Pu= 1.2 Cm + 1.6 Cv + 0.5 Cs = 1.2(30) + 1.6 (18.25)+ 0.5(15.3) = 72.88 kgr/m2

6. COM BIN ACIO NES DE C ARG AS

Hi1 = 1.2 Cm

Hi2 = 1.2 Cm + 1.6 Cv

Hi3 = 1.2 Cm + 1.6 Cv + 0.8 Cw + 0.5 Cs

6.0 RESULTADOS DE LA MODELACION

6.1.- Resultados gráficos


Fecha :10/11/2015

Secciones Fsec 2 : Angulo de 2 1 /2”x2 1 /2x3/16” Fsec 5 : Tubo rectangular de 350*480*4.25mm Fsec 4: Angulo de 1 1/2”x1 ½”x 3/16” F sec 7: Angulo de 4”x4”x1/4”


Fecha :10/11/2015

Reacciones:

Fy: 2461.2 Fx: 936.93 Fz : 3062.0


Fecha :10/11/2015Reacciones:

Cargas :

Cargas Puntuales : 17 cargas de 180 Kgrs c/u Carga Total en el tijeral 3060 Kgrs

Ratios (coeficiente demanda/capacidad) :


Fecha :10/11/2015 Desde 0.50 a 0.90 < 1 (cumple)

De acuerdo al código AISC –LRFD93 ( “Load and Resistance Design” (LRFD).

De acuerdo a Capitulo I: Art. A 5 3 (Criterios de l Metodo diseño por esfuerzo):

“ el esfuerzo demandado tiene que ser menor a la capacidad de esfuerzo total material”.


Fecha :10/11/2015

6.2. RESUMEN DE LOS RESULTADOS

Tabla 3. Resumen de los resultados de esfuerzos y desplazamientos

CA SO

DESCRIPCIONESFUERZ

O MAXIMO [kgf/cm2]

DESPLAZAMIENTO MAXIMO [mm]

FRECUE NCIA NATURAL[rpm]

FACTOR DE SEGURIDAD

CUMPLE

CASO DEAD Carga muerta 455.9 24.1 4.0CU

MPLE

CASO COMBO 1Carga Viva, Carga vientoysismo

685.5 25.2 3.98CUMPL E

CASO COMBO 2 Carga viva, carga viva viento, y carga sismo y

nieve

695.4 26.4 3.98 CUMPLE

Tabla 3. Resumen de los resultados de esfuerzos, en

ITEM ZONAESFUERZO

MAXIMO [Kg/cm2]

DESPLAZA MIENTO MAXIMO mm

FACTOR DE SEGURIDAD

1 COLUMNAS 402.46 7.08 3.982 TECHO 532.54 7.7 3.9

CO NCLUSIO NES

- La estructura del techo cumple con las esfuerzos dando un de soporte habiendo cons iderado las cargas aplicadas de peso propio, carga viva, carga de v i e n t o , carga de sismo d e a c u e r d o R.N.E. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES (DS N° 011-2006-VIVIENDA) Norma E. 020 Capitulo 5 Articulo 19 Combinacion de cargas para Diseños por Esfuerzos admisibles

- En resumen: - • Se diseño una techo con tijerales de diseño tal que no requiere tensores intermedios dando una mayor altura libre del techo.

- • El nuevo diseño del techo cumple con los criterios de diseño, es decir trabaja con un factor de seguridad de 4, los desplazamientos son menores L/400 por lo tanto cumple con los requisites de rigidez para esta estructura


Fecha :10/11/2015

- • En cuanto a los materiales se concluye que tanto los perfiles como las planchas ASTM A -36 estan dentro de los valores recomendados para este tipo de estructura

Memoria de Calculo de Techo Kalimet Grupo Kala Rev 09

Documents

Transcript of Memoria de Calculo de Techo Kalimet Grupo Kala Rev 09