SISTEMA ESTRUCTURAL.

El sistema estructural es un mezzanine de una tienda comercial compuesto por laminas antiderrapantes como sistema de piso apoyadas sobre largueros apoyados en marcos metlicos.

REGLAMENTACIN.Para el diseo y anlisis de la estructura metlica se tomara como reglamentacin el manual de construccin de acero en acero (diseo por esfuerzos permisibles) IMCA.Los perfiles metlicos sern los elementos que constituirn nuestra estructura. Estos aportan la resistencia y rigidez necesarias para la edificacin correcta segn nuestros requisitos.Las uniones aseguraran el correcto ensamblaje de piezas para conferirles la rigidez y continuidad necesarias. Para la unin entre piezas metlicas de la estructura solamente se puede elegir entre dos opciones disponibles: realizar las uniones mediante elementos atornillados o realizar soldaduras para unir las piezas.

CRITERIOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL. Criterios del diseo por esfuerzos permisibles en el rango elstico lineal para todas las estructuras de acero, segn AISC/IMCA. Para las cargas de servicio se utilizaran los lineamientos del NTC-04. El diseador est considerando las suficientes reservas de resistencia para cumplir y exceder los estados lmite y de servicio dentro de rangos racionales econmicos.

Combinaciones de cargas:

Se evaluaran las combinaciones:CM + CV(Para estructuras de acero)

Dnde:CM carga muerta.CV carga viva.

Se evaluaran los efectos combinados CM+CV determinndose matemticamente la combinacin ms desfavorable.

Anlisis.Para el piso del mezzanine se propone utilizar hojas de lmina antiderrapante de 3/16" - 3' x 8'.

El rea a cubrir ser de 14.7 m x 6.55 m = 96.29 m2 por lo que esa es el rea requerida de lmina. Para los largueros se propone utilizar un perfil "C" con una separacin de 1.47m entre cada uno de ellos.

Ubicacin de los largueros

Casos de carga mtodo ASD:

Dnde:

D= Carga muerta (CM)L= Carga viva (CV)

La carga muerta se calcular considerando el peso de la lmina antiderrapante multiplicada por su rea tributaria:

Wm=42.52kg/m2*1.47m=62.50 kg/mPor lo tanto:CM=62.5 kg/m (sin tomar en cuenta el peso propio del larguero). La carga viva se tomara del reglamento de NTC-04 del cual se desprende que la carga viva mnima para cubierta destinada a uso comercial debe ser de 350Kg/m2. Por lo tanto:CV= 350 kg/m2 * 1.47m=514.5kg/m

Nuestra combinacin de carga para revisar el larguero ser la ecuacin 1) del ASD:U= CV+CM=514.5+62.5= 577 kg/m.Hallando nuestro momento de diseo:

Para encontrar la seccin del larguero.

Del manual IMCA encontramos que no hay ningn perfil C que cumpla con este requisito por lo que se unirn dos perfiles. Elegimos dos perfiles C254X10 con las siguientes caractersticas:

Peso= 12.37 kg/mS=119.27

Revisando el perfil:

La carga muerta total:

CM=Peso de la lmina + Peso del largueroCM= 62.5 kg/m + 12.37 kg/m = 74.87 kg/m

La combinacin critica:U= CM+CV= 74.87 + 514.5 = 589.37 kg/m

Se debe cumplir:

Por lo tanto se aceptan los 2 perfiles C254X10 @1.47m para los largueros.La carga puntual correspondiente para cada marco metlico se calcula multiplicando la combinacin de carga por la mitad de la distancia del larguero.589.37 * 3.28 = 1930.19 kgA continuacin se muestra la imagen en SAP mostrando la manera en que se modelo.

Calculando reacciones y momentos actuantes con SAP:TABLE: Element Forces - Frames

FrameStationPV2V3M2M3FrameElemElemStation

TextmKgfKgfKgfKgf-mKgf-mTextm

10-5524.7600001-10

11.4-5477.8900001-11.4

12.8-5431.0300001-12.8

20-5524.7600002-10

21.4-5477.8900002-11.4

22.8-5431.0300002-12.8

30-5524.7600003-10

31.4-5477.8900003-11.4

32.8-5431.0300003-12.8

40-5524.7600004-10

41.4-5477.8900004-11.4

42.8-5431.0300004-12.8

500-2331.6800-2457.575-10

50.490-2315.2800-1319.065-10.49

50.980-2298.8800-188.595-10.98

51.470-2282.4800933.855-11.47

51.470-352.2900933.855-11.47

51.960-335.89001102.455-11.96

52.450-319.49001263.025-12.45

52.940-303.09001415.555-12.94

52.9401627.1001415.555-12.94

53.4301643.5100614.255-13.43

53.9201659.9100-195.095-13.92

54.4101676.3100-1012.465-14.41

54.4103606.500-1012.465-14.41

54.903622.900-2783.665-14.9

600-2977.2900-2762.486-10

60.490-2960.8900-1307.636-10.49

60.980-2944.4900139.196-10.98

60.980-1014.300139.196-10.98

61.470-997.900632.186-11.47

61.960-981.5001117.136-11.96

62.450-965.09001594.046-12.45

62.450965.1001594.046-12.45

62.940981.5001117.136-12.94

63.430997.900632.186-13.43

63.9201014.300139.196-13.92

63.9202944.4900139.196-13.92

64.4102960.8900-1307.636-14.41

64.902977.2900-2762.486-14.9

700-3622.900-2783.667-10

70.490-3606.500-1012.467-10.49

70.490-1676.3100-1012.467-10.49

70.980-1659.9100-195.097-10.98

71.470-1643.5100614.257-11.47

71.960-1627.1001415.557-11.96

71.960303.09001415.557-11.96

72.450319.49001263.027-12.45

72.940335.89001102.457-12.94

73.430352.2900933.857-13.43

73.4302282.4800933.857-13.43

73.9202298.8800-188.597-13.92

74.4102315.2800-1319.067-14.41

74.902331.6800-2457.577-14.9

DISEO DE VIGAEl mayor momento es 2783.66kg*m segn la tabla. Este es el momento que utilizaremos para disear.

Del manual IMCA proponemos el perfil IR305X 21.1Revisando por esfuerzos permisibles:Miembros hbridos o de acero A514 (no)Simtrico y cargado en el plano del eje menor (si)Patn y alma conectados en forma continua (si)

Como fa = 0 por no haber compresin solo se emplea

Revisando

Seccin No compacta.

Por lo tanto:Se debe cumplir:

Donde Cb = 1 conservadoramente de acuerdo a manual. Se debe cumplir:

Por lo tanto:

Se acepta el perfil IR305X 21.1

DISEO DE COLUMNA. Se propone un perfil con peralte igual a:

Se propone perfil IR 254 X 44.8

De la tabla C1.8.2 del manual de IMCA (pg. 351)K=1.5

Evaluando la seccin

De la misma tabla que nos arroja el SAP la carga axial mxima es de 5524.76 kg-m.

Revisando la seccin:

Por lo tanto es seccin compacta.

Por lo tanto:

Se cumple por lo que se acepta el perfil IR 254 X 44.8 para las columnas.