Proyecto-memoria Descriptiva Techo Estructural

MEMORIA DESCRIPTIVA(PROYECTO ELECTROMECANICO)

SERVICIO SOLICITADO

ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA

TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON

YURA-CESUR

CARACOTO JULIACA

PROYECTO DE INGENIERÍA DE DETALLE PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCIÓN PARA CEMENTO SUR -

JULIACA

2 ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA , TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON

DICIEMBRE 2012

INDICE

INTRODUCCION

DESCRIPCION DE, PROYECTO

OBJETIVOS

CAPITULO I Determinación de Cargas en la Estructura

CAPITULO II Diseño de la Estructura

CAPITULO III Selección de perfiles y accesorios de la Estructura

PLANOS

ANEXOS


1. INTRODUCCION

La realización del proyecto de diseño y construcción de estructuras metálicas, son muy detalladas, y se trabajan a través de normas. Las normas nos ayudaran a prevenir futuros problemas en la construcción, antes, durante y después.

Antes de la construcción:

Prevenir la utilización de equipos especiales para la construcción.

Durante la construcción:

Equipos de seguridad

Detallado de colores de pintado de la estructura

Después de la construcción:

Evitar el colapso de la estructura frente a desastres naturales, que a su vez nos permitirán

Evitar pérdidas de vidas

Asegurar la continuidad de los servicios básicos

Minimizar los daños a la propiedad.

Las normas de seguridad, son dadas y actualizadas continuamente, es decir estas normas, no son para siempre. Un claro ejemplo de la actualización de las normas, es la actualización de las normas de construcción de edificios públicos y privados, estas normas son para prevenir el colapso precoz de las estructuras frente a incendios.

Además para reproducir el proyecto de diseño, se aplicaron las softwares de elementos finitos, algor y autocad estos programas facilitaran los cálculos de comprobación.

Es así que de esta manera se reduce el tiempo de diseño y además podremos hacer la comprobación de resistencia de los materiales, de estructuras complicadas, estructuras con forma curva, y con detalles complicados de construcción.


2. DESCRIPCIONDEL PROYECTO

El presente proyecto consta del diseño de de un techo estructural tipo galpón para ser utilizado como almacén de alimentos para el centro de distribución juliaca , ubicado en la carretera Cesur S/N, en el Distrito de Caracoto, provincia de San Roman, Departamento de Puno a con un área de proyección de 2228.016 m2 , el techo estará cubierta por paneles metálicos de tipo TR7 y la parte de la estructura metálica, conformada por vigas y columnas

2,1 UBICACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto de diseño de una estructura metálica tipo galpón fue seleccionada, para un uso adecuado de conservación de alimentos y facilitar la distribución y montaje de equipos a ser instalados. Para desarrollar el proyecto se tomaron en cuenta las siguientes necesidades.

Estética de la estructura, la estructura será de tipo galpón para darle un mejor uso de funcionamiento y seguridad , además dará una buena imagen por el mismo diseño realizado vista del exterior.

Infiltración de luz, el techo tendrá entradas de luz por la cobertura que dejara pasar la luz solar, para tener buena iluminación durante la mañana.

DISTRITO DE CARACOTOCARRETERA CESUR S/N


El proyecto de diseño cuenta con las siguientes dimensiones de 66.31 metros de largo y 33.60 metros de ancho. La forma del techo esta formada por dos pendientes en forma de dos aguas a las que estas se unen la estructura galpón.

La flecha del techo es de 16 metros de alto, desde donde comienza la estructura metálica (puntos de apoyo), Además la estructura cuenta con 13 marcos estructurales tipo tijeral montadas sobre el techo , que se encuentran separados por 5.53 y dos de ellos 5.48 metros, y se encuentran alineados y ubicados simétricamente, también contempla el techo con 1 larguero ubicado en la parte central del techo paralelamente sobre el techo, un sistema de arriostres como marcos dando rigidez en los lados laterales y además de las 26 columnas que soportan el techo.

La cobertura del techo es de tipo TR7, es un material altamente rígido y resistente, por eso que se ha, seleccionado para cubrir las necesidades del proyecto.

El proyecto estará unida por medio de soldadura y pasada por dos manos de pintura anticorrosiva

como se detalla

A) SOLDADURA

El proyecto se regirán a las normas de soldadura que se da dentro de un proyecto estructural, por lo cual se recomienda utilizar el tipo de Electrodo especificado en los planos.

Se usara electrodo E - 7018 para las placas de apoyo, armaduras.

Para el resto se usara electrodo E - 6013 o E- 6011 que sarán destinados a los miembros secundarios.

B) PINTADO

Las vigas estructurales se cubrirán con dos manos de Pintura – Anticorrosiva de color Azul Metalico. Una vez instalado las estructuras, estas serán unidas por medio de soldadura con las demás Vigas estructurales y demás perfiles lo cual generara puntos soldados, que estos también después serán cubiertos por la misma Pintura Anticorrosiva por todo el techo estructural.


3. OBJETIVOS

- Procedimiento que lleva la determinación de la respuesta del sistema estructural ante la solicitación de las acciones externas que puedan incidir sobre dicho sistema.

- La respuesta de una estructura o de un elemento es su comportamiento bajo una acción determinada; está en función de sus propias características y puede expresarse en función de deformaciones, agrietamiento, vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc.

- Para obtener dicha respuesta requerimos considerar los siguientes aspectos:

Idealización de la estructura.

Seleccionar un método analítico factible de ser analizado con los procedimientos de calculo disponible. La selección del modelo analítico de la estructura puede estar integrado de las siguientes partes:

Estructuras Tijerales tub.cuadrad/ 5x4x1/8”

Columnas W14X120

Arriostres laterales tub.cuadrad/2x1x1/8”

Viga Central tub cudrad. /5x4x1/8”

Vigas Laterales perfil C 3x4.1

Arriostres Lados Tipo L 2x2x3/8

Largueros centrales en techo tub.cuadrad/4x3x1/8

Vigas y columnas en frente tub.cuadrad/12x6x1/2”

Tensores lados Tub/ 1x1”

Largueros centrales bajo tijerales tub.cuadrad 4x3x1/8”

http://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtml


CAPITULO I


CAPITULO I

DETERMINACION DE CARGAS EN LA ESTRUCTURA

Exigencias:

La estructura contará con estas exigencias.

a) Dimensiones

Largo : 66.31 m.

Ancho : 33.60 m.

Altura: 16 m.

b) Condiciones de la estructura

Ubicación : Carretera CESUR, S/N Caracoto -Juliaca

Techo : (gran onda) TR7

Viento : SI

Sismo : Si

Carga Puntual : Si

Calculo de la Todas las cargas en la estructura.

Forma del techo

Nota:

Según la norma LRFD, el techo debe tener una inclinación para la caída de agua.

Le daremos una inclinación de 10°


Determinación de Planchas

Para este proyecto se utilizara cubiertas de paneles metálicos de tipo T-R7 (ver anexo).

Cantidad de paneles

Área de un lado del techo

17.7 m X 66.31 m = 1173.68 m2

Área de todo el Techo

1173.68 X 2 = 2347.374 m2

10 % más del área por las juntas entre planchas y los bordes del techo

2347.374X 1.1 = 2582.11 m2

NUMERO DE PANELES TOTALES

2582.11 m2 /2.61 m2 = 989.31 paneles

989.31 PANELES 0.8 mm peso 7.94kg/m2

Peso Por Panel 7.94 kg/m2


2582.11 m2 X 7.94 Kg/m2. = 20501.95 kg

Carga Por Techo Panel = 201055.45 N

DETERMINACIÓN DE CARGAS POR VIENTO

Velocidad de diseño:

Para nuestro caso que es la zona de Caracoto Juliaca ; según el Mapa Eólico del Perú, la velocidad

del viento es de 130 km/hr generando ráfagas de viento mensuales

CÁLCULO DE CARGAS POR PRESIÓN O SUCCIÓN DEL VIENTO:

Superficies inclinadas a 15° o menos +0,3 -0,7 -0,6

Superficie de techo a Barlovento


C2= 0.3

Superficie de techo de Sotavento:

C3=-0.7 – 0.6 = -0.1

q=0.005 V2

q=0.005 X 1302 = 84.5 kg/m2

P= C X q

P2= 0.3 X 84.5= 25.35 kg/m2

P3= -0.1 X 84.5 = -84.5kg/m2

Se utilizara Para distrito de Caracoto, consultando en el manual de edificaciones una carga

por viento de 15 kg/m2que es el mínimo permitido.

2347.374 m2 x 15 kg/m2 = 35210.61 kg, 345416.08 N

DETERMINACIÓN DE CARGAS VIVAS

NTE 020 Estructuras Metálicas Lr

“Para techos con inclinación mayor de 3°, con respecto a la horizontal se incrementara para

su efecto en carga viva un valor de :

100 kgf * m^2 X Area

100 x 2347.374 = 234734.4 Kgf = 2302773.8 N


DETERMINACION DE CARGAS MUERTAS

Se considerará el peso real de los materiales que conforman y de los que deberá soportar la

edificación, calculados en base a los pesos unitarios.

Se ha tomado una longitud total sumando la distancia de marcos horizontales y verticales.

Estructura Descicin de tipo de perfil Carga (KG) Carga(N)

1 Tijeral 5x4x1/8” 1867.48 kg x13 unid=24277.24

238159.72

2 Viga Central 5x4x1/8” 972.6 9541.20

3 Largueros 4x3x1/8” 8841.3 86733.47

4 Tensores Techo 1x1” 112.5 1103.68

5 Arriostres Laterales 2x2x3/8 4745.5 46554.08

PESO TOTAL 38949.25 382092.15

Peso de la soldadura ( 0.1% de peso

estructual)

389.49 3820.9215

Peso de paneles 20494.949 201055.45

PESO TOAL DE CARGA MUERTA 59833.6 586968.52


DETERMINACION DE CARGAS POR NIEVE

En este anexo se explicará detalladamente la obtención de forma analítica de las cargas de nieve para la hipótesis de nieve simétrica y las hipótesis de nieve asimétricas.Se expresa el valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse como:

𝑞𝑛 = 𝜇 ∙ 𝑠𝑘Siendo:μ el coeficiente de forma de la cubierta según las normas sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal según las normas

Se considera que la nave no está ni especialmente expuesta ni especialmente protegida de la nieve y que ésta puede resbalar libremente de la cubierta.el factor de forma tiene el valor de 1 para cubiertas con inclinación menor o igual que 30º y 0 para cubiertas con inclinación de mayor o igual que 60º Para el proyecto a realizar , se tomará μ = 1

Por otro lado, de sobrecargas puede obtenerse el valor característico de carga de nieve sobre un terreno horizontal, respecto a la zona Caracoto – Juliaca presenta una altido mayor a los 1.200 m, presentado una carga de 120 kg/m2 expresado en 1177.2 N/m2

SOBRECARGAS DE NIEVE

Altitud topogrï¿½fica h m. Sobrecarga de nieve Kg/m2

0 a 200 40

201 a 400 50

601 a 800 60

800 a 1.000 80

1.001 a 1.200 100

> 1.200 120

h : 10

Este valor es la carga horizontal, ahora se multiplica por el coseno del ángulo de la inclinación del techo (cos 10° = 0.98).

Carga de nieve sobre eltecho:1177.2 N/m2 x 0.98 x 2347.374 m2 = 270806.2 N


DETERMINACION DE CARGAS POR SISMO

La fuerza ocasionada por un movimiento sísmico, esta especificada en la Norma Técnica E.030 (Diseño

Sismo Resistente), la cual nos permite saber la fuerza que será ocasionada sobre la estructura.

Entonces procedemos a calcular la fuerza sísmica:

Arequipa pertenece a una zona 3: => Z=0.3

(Suelos Intermedios): =>Tp(s)=0.6 S=1.2

(Edificaciones Esenciales): => U=1.5

(Pórticos Dúctiles): => R=9.5

Edificios Resistentes (Pórticos): pág.20 E.030 => CT=35

Entonces:

Periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de un modo en el análisis dinámico

T

n

C

hT

T= 435

=0.114

Amplificación Sísmica


T

TpC 5.2

C=2.5( 0.60.114 )=13.16

Fuerza cortante en la base

PR

ZUCSV

V=0.3×1.5×13.16×1.29.5

×586968.52

V= 439077.16 N

Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura pág.21 E.030

0.07xTxV Fa

Fa= 0.07 X 0.114 X439077.16 N

Fa= 3503.84 N

Son 247 nudos

3503.84X 247

La fuerza sísmica en la base de la estructura es :

Fa = 865448.48 N


TABLA RESUMEN DE LAS CARGAS

kgf lbf N

P muerta de techo 20501.95 45199.10 201055.45

P muerta de

estructura59833.6 131633.92 586968.52

P viva de techo 234734.4 538415.68 2302773.8

P viento 35210.61 77463.342 345416.08

P Nieve 27605.12 60731.26 270806.2 P sismo 88221.04 194086.28 865448.48

Fórmulas: Aplicando el método de LRFD 4.1) 1.4 D

4.2) 1.2 D +1.6 L + 0.5(Lr o S o R)

4.3) 1.2 D + 1.6 (Lr o S o R) + (0.5L o 0.8 W)

4.4) 1.2 D + 1.3 W + 0.5L + 0.5 (Lr o S o R)

4.5) 1.2 D +- 1.0 E +0.5 L + 0.2 S

4.6) 0.9 D +- (1.3 W o 1 E)

U= 1.2D + 1.6 Lr + 0.8 W

U =1.2 X80335.55 + 1.6 X 262339.52 + 0.8 X 35210.61

U = 544314.37kgf = 5339723.9 N


CAPITULO II


CAPITULO 2

DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Como se vio en las primeras páginas el galpón será a 2 aguas

Veamos algunas imágenes colocando las respectivas cargas distribuidas en ALGOR 20

187( 44 )X+56 ( 3

4 )X+4 ( 24 )X=5339723.9N

X=23115.68N

X es la carga distribuida en el centro del galpón

34X=17336.76N

(3/4) X es la carga en las zonas laterales del galpón

X2

=8668.38N

X/2 es la carga en cada esquina del galpón solo son 4 esquinas y en cada esquina


Observamos que el sumatorio de todas las cargas aplicadas es igual a

U= aprox 5339723.9N

Por lo que la distribución de cargas es correcta

U=5356615.874 N


CAPITULO III


CAPITULO 3

SELECCIÓN DE PERFILES Y ACCESORIOS DE LA ESTRUCTURA

Elementos vigas que descansan sobre las columnas

Estos tijerales son tubo de acero cuadrado HSS 5X4X1/8”

Los elementos arriostre laterales , son tubos cuadrados HSS de 2X1X1/8”

Las columnas que son perfiles W 14X120

Todos los elementos usados en el galpón son acero A36 comercial, si surge algún problema

con el diseño se optará por cambiarlo


Cálculos de los perfiles de tubo cuadrado elementos:

Análisis de Deformación de los Perfiles en Algor

Se observa la máxima deformación en los tiejerales que son tubos cuadrados estructurales HSS

5X4X1/8”

Esta máxima deformación es de 0.00301881 m para un perfil aplicado en 33.60 metros entre sus

respectivos apoyos, lo cual es aceptable según la norma técnica peruana. E.020 pág. 23

No hay problema con los arriostres laterales por marco que son tubos estructurales

2X1X1/8”


Selección Perfiles de los viga principal HSS 5X4X1/8


Selección Perfiles para los largueros HSS 6X4X1/8

Diseño de las columnas del galpón apoyadas entre sí

Inicialmente se tomó un perfil W 14X120 por motivos de geometría y espacio necesario para

efectuar la soldadura en las articulaciones, veamos si el perfil cumple perfectamente sin

inconvenientes:


Según las cargas aplicadas a toda la estructura veamos la fuerza que está soportando cada

columna.


ANEXOS

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