Memoria de Calculo de Cercha Estadio
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8/20/2019 Memoria de Calculo de Cercha Estadio
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DISEÑO DE COMPONENTES METALICOS.-
DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA:
PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO : Arcos metalicos: Fy = 36 KSI λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2
Fu = 58 KSI u = 0.30
corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2
SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70 KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)
COBERTURA: Pu = 1.50 kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)
ELEVACION DE CERCHA METALICA
TIJERAL N° 3
C J K D
TIJERAL T 3
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DISE O DE CERCHA METALICA
TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):
Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50 kg/m2
Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 20.00 kg/m2
WD = 21.50 kg/m2
CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020 WLr = 30.00 kg/m2
CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030 Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)
NTP E.020 - 2007 donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a
θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)
de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)
(El signo positivo indica presión y el negativo succión)
BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70 ρh = 28.35 kg/m2: = . ρh = . k /m2
SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40 ρh = -16.20 kg/m2
METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 6.84 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.61 m
CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B) , PD = 236.77 kg
CERCHA 1 = 118.38 kgCERCHA 2 = 118.38 kg
CARGA VIVA DE TECHO (PLr ): P Lr = (W Lr )(A)(B) PLr = 330.37 kg
CERCHA 1 = 165.19 kg
CERCHA 2 = 165.19 kg
CARGA DE VIENTO (W): P W = (ρh )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s 312.20 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 312.20 kg
CERCHA 1 = 156.10 kgCERCHA 2 = 156.10 kg
SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -178.40 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -178.40 kg
CERCHA 1 = -89.20 kgCERCHA 2 = -89.20 kg
CARGA DE LLUVIA (R): PR = 33.04 kg
COMBINACIONES DE CARGAS:
COMB 01 : 1.4 D D = CARGA MUERTA
COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA
COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO
COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO
COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA
COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s
COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr
COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr
COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R
COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R
ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10
ANALISIS ESTRUCTURAL:
barlovento sotavento0.70
-0.40
2005.0 hh xCxV P
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PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD) Kg - m.
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ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s)
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UND. KG - Cm.
ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) E DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES Se observa que el punto con deflexion maxima esta
en la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable
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PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SCAPACIDAD RESISTENTE
ANGULO DE LADOS IGUALES (PULG.)
BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR
DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)
esbeltes admisible r > KL/60 ……..(5)
esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)
donde: Ø = 0.85 (en compresion) y ……..(7)
DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:
BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2
de (5): r > 1.050 pulg
Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16" Ag = 1.140 pulg2 > Ag OK
r x = 0.770 pulg > r …. MAL
r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 25.310 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)
VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulgYcg = 0.263 pulg = 1.324 pulg = 0.921 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg = 0.075
= 0.9175 < 1.5 Fcry = 25.310 Ksi
luego: = 420.2701 = 134.427 Ksi
luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior
DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:
BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2
de (5): r > 0.227 pulg
Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4" Ag = 0.938 pulg2 > Ag OK
r x = 0.609 pulg > r …. OK
r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:
2 1/2" 2 1/2" 1/4"
critica:
N° 113
SECCIONES
DIAGONAL
ANGULO DE ALTA RESISTENCIA
3" 3" 5/16" 3" 3" 5/16"
Barra mas
critica:N° 42
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de (7): λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 35.061 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)
VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg
Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg = 0.821 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg = 0.0391
= 0.2512 < 1.5 Fcry = 35.062 Ksi
luego: = 602.1153 = 227.632 Ksi
luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK L 2" x 2" x 1/4"para toda la brida superior
DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:
DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2
de (5): r > 0.227 pulg (preferible)
Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado) Ag = 0.442 pulg2 > Ag OK
r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)
r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)
VERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 14.038 Ksi
Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"
DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:
ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”
RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras
RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9) de la plancha)
donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"
t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil
Φ = 0.75por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)
por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)
Longitudes de soldadura: L1 = f 1/ (ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)
DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulgY 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg 0 ) de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip … OK (f1 > 0 ) de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)
(similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)
N° 109
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DISE O DE COMPONENTES METALICOS.-
DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA:
PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO : Arcos metalicos: Fy = 36 KSI λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2
Fu = 58 KSI u = 0.30
corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2
SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70 KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)
COBERTURA: Pu = 1.50 kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)
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DISE O DE CERCHA METALICA
TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):
Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50 kg/m2
Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 20.00 kg/m2
WD = 21.50 kg/m2
CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020 WLr = 30.00 kg/m2
CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030 Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)
NTP E.020 - 2007 donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a
θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)
de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)
(El signo positivo indica presión y el negativo succión)
BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70 ρh = 28.35 kg/m2 .
= . k /mSOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40 ρh = -16.20 kg/m2
METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 2.24 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.52 m
CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B) , PD = 73.20 kg
CERCHA 1 = 36.60 kgCERCHA 2 = 36.60 kg
CARGA VIVA DE TECHO (PLr ): P Lr = (W Lr )(A)(B) PLr = 102.14 kg
CERCHA 1 = 51.07 kgCERCHA 2 = 51.07 kg
CARGA DE VIENTO (W): P W = (ρ h )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s = 96.53 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 96.53 kg
CERCHA 1 = 48.26 kgCERCHA 2 = 48.26 kg
SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -55.16 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -55.16 kg
CERCHA 1 = -27.58 kgCERCHA 2 = -27.58 kg
CARGA DE LLUVIA (R): PR = 10.21 kg
COMBINACIONES DE CARGAS:
COMB 01 : 1.4 D
COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr D = CARGA MUERTA
COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA
COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO
COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO
COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA
COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr
COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr
COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R
COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R
ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10
ANALISIS ESTRUCTURAL:
barlovento sotavento0.70
-0.40
2005.0 hh xCxV P
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PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD) Kg - m.
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ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) Kg - m. ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s) Kg - m.
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ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) Kg - m. DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES
Se observa que el punto con deflexion maxima estaen la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable
Pág. 12
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PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SUCAPACIDAD RESISTENTE
ANGULO DE L ADOS IGUALES (PULG.)
BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR
DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)
esbeltes admisible r > KL/60 ……..(5)
esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)
donde: Ø = 0.85 (en compresion) y ……..(7)
DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2
de (5): r > 1.050 pulg
Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16" Ag = 1.140 pulg2 > Ag … OK
r x = 0.770 pulg > r …. MAL
r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 25.310 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)
VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg
Ycg = 0.263 pulg = 1.324 pulg = 0.921 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg = 0.075
= 0.9175 < 1.5 Fcry = 25.310 Ksi
luego: = 420.2701 = 134.427 Ksi
luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior
DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2
de (5): r > 0.227 pulg
Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4" Ag = 0.938 pulg2 > Ag … OK
r x = 0.609 pulg > r …. OK
r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:
ANGULO DE ALTA RESISTENCIA
SECCIONES
2 1/2" 2 1/2" 3/16" 2 1/2" 2 1/2" 3/16"
DIAGONAL 2" 2" 3/16"
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critica:N° 42
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critica:N° 113
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de (7): λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 35.061 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)
VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg
Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg = 0.821 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg = 0.0391
= 0.2512 < 1.5 Fcry = 35.062 Ksi
luego: = 602.1153 = 227.632 Ksi
luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK L 2" x 2" x 1/4"para toda la brida superior
DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2
de (5): r > 0.227 pulg (preferible)
Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado) Ag = 0.442 pulg2 > Ag … OK
r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)
r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)VERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 14.038 Ksi
Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"
DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:
ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”
RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras
RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9) de la plancha)
donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"
t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil
Φ = 0.75
por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)
por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)
Longitudes de soldadura: L1 = f 1/(ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)
DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulg
Y 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg
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de (10): f 3 = 0.00 Kip (obviando esta fuerza)
de (11): f 2 = 4.63 Kip ……OK (f2 > 0 ) de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip ……OK (f1 > 0 ) de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)
(similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)
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DISEÑO DE COMPONENTES METALICOS.-
DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA
NOTA : EL DISE O DEL TIJERAL ES TIPICO PARA LOS TIJERALES T4, T5 y T6
TOMANDO EL ARCO METALICO MAS CRITICO:
PROPIEDADES DE LOS MATERIALESACERO : Arcos metalicos: Fy = 36 KSI λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2
Fu = 58 KSI u = 0.30
corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2
SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso)Fexx = 70 KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)
COBERTURA: Pu = 1.50 kg/m2 (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)
ELEVACION DE CERCHA
TIJERAL N° 5
1.75 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46 1.45 1.74
. 5 0
.73 .73 .83 .91.91 .84 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73 .73
TIJERAL T5
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DISEÑO DE CERCHA METALICA
TIPOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D):
Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50 kg/m2
Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 10.00 kg/m2
WD = 11.50 kg/m2
CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTP E.020 WLr = 30.00 kg/m2
CARGA DE VIENTO (W):NTP E.030 Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)
NTP E.020 - 2007 donde: Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a
θ ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2)
de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)
(El signo positivo indica presión y el negativo succión)
BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: C = 0.70 ρh = 28.35 kg/m2
BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento: C = 0.00 ρh = 0.00 kg/m2
SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: C = -0.40 ρh = -16.20 kg/m2
METRADO DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: A = ancho tributario entre tijerales (m) = 5.55 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 0.80 m
CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B) , PD = 51.06 kg
CARGA VIVA DE TECHO (PLr ): P Lr = (W Lr )(A)(B) PLr = 133.20 kg
CARGA DE VIENTO (W): P W = (ρh )(A)(B)BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s 125.87 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWy = 125.87 kg
SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -71.93 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWYy = -71.93 kg (en alta pendiente)
CARGA DE LLUVIA (R): PR = 13.32 kg
COMBINACIONES DE CARGAS: ESPECIFICACION A-4.1 LRFD:
COMB 01 : 1.4 D
COMB 02 : 1.2 D + 0.5 Lr D = CARGA MUERTA
COMB 03 : 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr Lr = CARGA VIVA
COMB 04 : 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr Wp-s = CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO
COMB 05 : 0.9 D + 1.3 Wp-s Ws-s = CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO
COMB 06 : 0.9 D + 1.3 Ws-s R = CARGA DE AGUA DE LLUVIA
COMB 07 : 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr
COMB 08 : 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr
COMB 09 : 1.2 D + 0.5 R
COMB 10 : 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R
ENVOLVENTE: COMB 01 + ….+ COMB 10
ANALISIS ESTRUCTURAL:
barlovento sotavento0.70
-0.40
2005.0 hh xCxV P
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SECCIONES DEL EJE A al EJE D
SECCIONES DEL EJE E al EJE H
SECCIONES DEL EJE O al EJE R
PERFILES METALICOS ESTADO CARGA MUERTA (PD)
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ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr) ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s)
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ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES
Se observa que el punto con deflexion maxima estaen la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable
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PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SCAPACIDAD RESISTENTE
BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR
DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)
esbeltes admisible r > KL/60 ……..(5)
esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)
donde: Ø = 0.85 (en compresion) y ……..(7)
DISEÑO DE Pu = 866.37 Kg = 1.91 Kips requiere:
BRIDA INFERIOR: L = 1.600 m = 62.99 pulg Ag = 0.089 pulg2
de (5): r > 1.050 pulg
Se elige perfil: L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16" Ag = 1.140 pulg2 > Ag OK
r x = 0.770 pulg > r …. MAL
r y = 0.770 pulg > r …. MALVERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.917 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 24.53 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 25.310 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 6.40 , = 12.667 > λ OKT = 5/16 = 0.313 " (no existe pandeo local)
VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg
Ycg = 0.263 pulg = 1.324 pulg = 0.921 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg = 0.075
= 0.9175 < 1.5 Fcry = 25.310 Ks i
luego: = 420.2701 = 134.427 Ksi
luego: = 130.260 Kips > Pu = 1.91 OK L 2" x 2" x 5/16"para toda la brida inferior
DISEÑO DE Pu = 9154.50 Kg = 20.16 Kips requiere:
BRIDA SUPERIOR: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.937 pulg2de (5): r > 0.227 pulg
Se elige perfil: L 2" x 2" x 1/4" Ag = 0.938 pulg2 > Ag OK
r x = 0.609 pulg > r …. OK
r y = 0.609 pulg > r …. OKVERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.251 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 27.94 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 35.061 Ksi
VERIFICACION POR PANDEO LOCAL:b = 2 = 2.00 " λ = 8.00 , = 12.667 > λ OKT = 4/16 = 0.250 " (no existe pandeo local)
ANGULO DE ALTA RESISTENCIA
SECCIONES
2" 4" 5/16" 2" 4" 5/16"
DIAGONAL 2" 2" 1/8"
Barra mas
PERFIL RECTANGULAR (PULG.)
critica:N° 42
Barra mas
critica:N° 113
T
b
T
b
60r
l K
E
F
r
Kl c
y
cr F
Pu Ag
Ksi Fcr 32.25
yc
cr F F )658.0(2
y F t
b 76
3
322
311 t bt b
J
22222 __
y xooo r r y xr
2 __
22
1
o
oo
r
y x H
2 __
or A
GJ crz
F
E
Fy
r
Kl c
Fyc
FcrycS
Fy FcrycS c
2
877.015:
)658.0(15:
2)(
41
2crz cry
crz crycrz crft crft
F f
H F F
H
F F F
Ag F P crft cn
y F t
b 76
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VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL:Del perfil: Xcg = 0.263 pulg
Ycg = 0.263 pulg = 0.880 pulg = 0.821 pulg
G = 11200 Ksi
b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg = 0.0391
= 0.2512 < 1.5 Fcry = 35.062 Ks i
luego: = 602.1153 = 227.632 Ksi
luego: = 181.394 Kips > Pu = 20.16 OK L 2" x 2" x 1/4"
para toda la brida superior
DISEÑO DE Pu = 2097.12 Kg = 4.62 Kips requiere:
DIAGONALES: L = 0.347 m = 13.64 pulg Ag = 0.215 pulg2
de (5): r > 0.227 pulg (preferible)
Se elige varilla: Ø 3/4" (corrugado) Ag = 0.442 pulg2 > Ag OK
r x = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)
r y = 0.188 pulg > r …. MAL (se obvia)VERIFICACION POR ESBELTES:de (7): λc = 0.816 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 5.27 Kips > Pu OKde (6): Fcr = 14.038 Ksi
Ø 3/4" (corrugado)similar para primeras 18 diagonales empezandode cada extremo, el resto: Ø 5/8"
DISEÑO DE SOLDADURAS ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:
ESPESOR DE SOLDADURA: Dmax = t - 1/16" < 1/2” , Dmin = 1/8”
RESIST. POR SOLDADURA: ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8) (soldadura en ambas caras
RESIST. POR FRACTURA: ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9) de la plancha)
donde: T = 0.707(D) ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y"
t = espesor del perfil L3 = ancho del perfil
Φ = 0.75
por equilibrio de fuerzas: Pu = f 1 + f 2 + f 3 f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11)
por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: f 3 = (L3)(ΦRn).….(10) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12)
Longitudes de soldadura: L1 = f 1/ (ΦRn) > 4D …… (13) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)
DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR):DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y = 0.375 pulgY 85: t = 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg 0 ) de (14): L2 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)de (12): f 1 = 4.63 Kip … OK (f1 > 0 ) de (13): L1 = 0.97 pulg (long. minima = 4D)
(similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)
critica:N° 109
Barra mas
3
322
311 t bt b
J
22222 __
y xooo r r y xr
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22
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