Nave Madera
-
Upload
pablo2007746587 -
Category
Documents
-
view
1.505 -
download
5
description
Transcript of Nave Madera
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 1
Cátedra: Construcciones Metálicas y de Madera TRABAJO PRACTICO FINAL Título: PROYECTO DE UNA PEQUEÑA NAVE INDUSTRIAL Año: 2003 Proyectar y dimensionar la siguiente estructura de una pequeña nave industrial, así como la cubierta de techos; si será de madera. La luz teórica de la cercha: 10m, paso entre cerchas: 3,2m. Longitud de la nave: 32m. Altura total (hasta la línea de cumbrera): 6.5m. La cubierta será de chapas galvanizadas Nº 24, con aislación térmica de lana de vidrio de 2” de espesor. Suponerla ubicada en Comodoro Rivadavia, en dirección N-S, en el Parque Industrial. Adoptar madera lenga y uniones clavadas. Las columnas podrán ejecutarse con otra especie maderera, a elección. Pautas de Trabajo:
1- Determinación de las cargas y sobrecargas actuantes: - peso propio
- viento transversal - viento longitudinal - nieve
2- Proyecto de la cubierta: - adopción del largo de las chapas - adopción de los solapes (en caso de existir) - adopción del medio de unión de las chapas de cubierta - adopción y dimensionado de las correas de techo
3- Determinación de las solicitaciones en las estructura de techos. 4- Dimensionado de la estructura:
- dimensionado de las barras de la cercha - dimensionado de los nudos clavados - dimensionado de las columnas - dimensionado de los arriostramientos y viga contraviento - dimensionado del muro piñón - dimensionado de las correas de techo
5- Realizar los esquemas necesarios indicando las ubicaciones de los arriostramientos y de las vigas contraviento.
UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL DDEE LLAA PPAATTAAGGOONNIIAA
SSAANN JJUUAANN BBOOSSCCOO
AC A G A
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 2
1) Análisis de Carga: 1.1) Cargas Permanentes:
a) Peso de las chapas (galvanizadas Nº 24) = 5,2 kg/m2 b) Aislación térmica: lana de vidrio = 2 kg/m2 c) Medios de Unión = 1 kg/m2 gcub = 8,2 kg/m2 Adopto => gcub=10 kg/m2
1.2) Cargas Accidentales: a) Carga de Nieve para Comodoro Rivadavia = 45 kg/m2 b) Carga Viento =>b.1) Viento Longitudinal b.2) Viento Transversal b) Estudio de carga de viento htot = 6,5 m b = 32 m a =10 m
b a
Velocidad de referencia: b = 37,5 m/seg Velocidad básica de diseño: V0 = Cp .b ; Cp = 1,65 V0 = 61,875 m/seg Presión dinámica básica: qo = V0
2/16 = 239,28 kg/m2 Presión dinámica de cálculo: qz = qo. Cz. Cd Cz para k = II => Cz = 0,673 h/V0 = 6,5/61,875 = 0,105 Cd = 1,00 b/h = 32/6,50 = 4,923 =>qz = 239,28 x 0,673 x 1,00 = 161,03 kg/m2 b.2) Viento Transversal Presiones Generales b.1.1) Relación de dimensiones λ (a>b) λa = h/a = 6,5/32 = 0,203(cara expuesta) λb = h/b = 6,5/10 = 0,65
ba
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 3
b.1.2) Características de la construcción a = 32 m b = 10 m f = 3 m h = 6,5 m α = 21,8 b.1.3) Coeficiente de forma γ γ0 para construcciones apoyadas en el suelo, con e = 0 De la figura 13 CIRSOC capítulo 6 => γ0 = 1 Acciones exteriores: (tablas 6 y 7) 1)Paredes: Barlovento = +0,8 Sotavento = -(1,3γ0 − 0,8) = -0,50 2)Cubierta: f < h/2 (de figura 17) α = 21,8 barlovento = - 0,50 sotavento = -0,40 3)Acciones interiores VIENTO Cálculo de las acciones: ωr = ( Ce- Ci ) x qz
ωΙ = 1,10 x qz = 177,13 kg/m2 ωII = -0,85 x qz = -136,87 kg/m2
ωIII = -0,70 x qz = -112,72 kg/m2 ωIV = -0,80 x qz = -128,82 kg/m2 b.2) Viento Longitudinal: Ce = -0,28 γο = 0,85 ωI = ωII = ( -0,28 - 0,3 ) x qz = -93,39 kg/m2 ωΙΙΙ = 1,10 x qz = 177,13 kg/m2 ωIV = -0,8 x qz = -128,82 kg/m2
-0,50(II) -0,40(III)
+0,8(I) -0,50(IV) -0,3
+0,3 +0,3
+0,3
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 4
VIENTO 2)Estado de Carga:
I) Cargas Permanentes: gcub.+ gcorr gcub = 10 kg/m2 => 9 kg/m gcorr = (2” x 6”lenga) = 580 kg/m3 x 0,05 x 0,15 = 4,35 kg/m
g = 13,35 kg/m
II) Carga de Nieve: gN = 45 kg/m2
III) Viento Transversal: ωΙ = 177,13 kg/m2
ωII = -136,87 kg/m2
ωIII = -112,72 kg/m2 ωIV = -128,82 kg/m2
Para correas: ω cada correa de 0,90 m g = 13,35 kg/m pN = 40,50 kg/m ωII = -123,20 kg/m ωIII = -101,45 kg/m IV) Viento Longitudinal: ωII = -93,39 x 0,9 = -84,05 kg/m
X'
Y'
α
α
Faldón II Faldón IIIY''
X''α
α
+0.8 (III) - 0,50(IV) -0,3 +0,3
(I=II)
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 5
3) Cálculo de las correas
Estados de carga [kg / m]:
I- Gravitatorias II- Nieve III- Viento Transversal IV- Viento Longitudinal
X' Y' X'' Y'' I 4.95 -12.4 4.95 -12.4 II 15.04 -37.6 15.04 -37.6 III 0 123.20 0 101.45 IV 0 84.05 0 84.05
Hipótesis de carga
BARLOVENTO SOTAVENTO X' Y' X'' Y''
I 4.95 -12.4 4.95 -12.4 I + II 20 -50 20 -50 I + III 4.95 110.8 4.95 89.05 I + IV 4.95 71.65 4.95 71.65
I + II + III 20 73.2 20 51.45 I + II + IV 20 34.05 20 34.05
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 6
CCÁÁLLCCUULLOO DDEE SSOOLLIICCIITTAACCIIOONNEESS Según y-y la inercia es muy baja, por lo cual se disminuirá la luz de flexión agregando tillas que toman a las correas en los tercios medios, permitiendo estudiarlas en esta dirección como 3 correas simplemente apoyadas, de luz igual a e/3 = 3.2/3 = 1.06 m
cumbrera
correas
tillas
Tensiones originadas por flexión Según X -X
( )cmkgkg.m.mmkglq
M yxx .141808141
82.38.110
8
22
−=−=×−
=×
=
Según Y-Y
( ) cmkgmkgmmkglqM x
yy .5.69.695.08
06.195.48
22
−=−=×−
=×
=
+=
+×= cmkgcmkg
cmkg
MM
W yyxx
wfpdyy .5.69
8.14180
105
18
1
2σ
35.17 cmWyy =
3
6
62
2
====bh
hb
bh
WW
yy
xx α
35.523 cmWW yyxx =×=⇒
Adopto una sección de 6” x 2” => Wxx = 187.5 cm3 ; Wyy = 62.5 cm3 Jxx = 1406.2 cm4 ; Jyy = 156.25 cm4
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 7
Madera a utilizar: LENGA Parámetros resistentes: σwfpk = 421 kg/cm2 σwfpd = 105,25 kg/cm2
σwcpk = 206 kg/cm2 σwcpd = 41,20 kg/cm2
σwtpk = 725 kg/cm2 σwtpd = 145 kg/cm2 Verificaciones
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkgcm
cmkgcm
WM
WM
TRABAJO
wfpdyy
y
xx
xTABAJO
⇒<=+=
≤+=
2233 25.1057.765.625.69
87.5114180σ
σσ
Verificación de la flecha Se efectúa esta verificación considerando únicamente la acción de la carga permanente y una carga puntual P = 100 kg (operario con herramientas) en el punto medio de la correa. gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m P = 100 kg Px = 100 kg x sen 21.8 = 37.1 kg Py = 100 kg x cos 21.8 = 92.8 kg Flecha admisible Dirección y-y
VERIFICAfcmfcmcmkg
cmkgcmcmkg
cmcmkgf
JElP
JElqf
cmcmlf
vadmv
v
xxv
admy
⇒<=×
×+
××
×=
××
+××
=
===
80.02.1406/000.71
)320(8.92481
2.1406/000.71)320(/1239.0
3845
481
3845
06.1300
320300
42
3
42
4
34
Flecha admisible Dirección x-x
VERIFICAfcmfcmcmkg
cmkgcmcmkg
cmcmkgf
JElP
JElqf
cmcmlf
hadmh
h
yyh
admx
⇒<=×
×+
××
×=
××
+××
=
===
087.025.156/000.71)105(1.37
481
25.156/000.71)105(/0495.0
3845
481
3845
35.0300
105300
42
3
42
4
34
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 8
Verificación de la flecha: Peso propio + Nieve Peso propio gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m = 0.0495 kg/cm gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m = 0.1239 kg/cm Nieve Pn = 40.5 kg/m Pnx = 40.5 kg/m x sen 21.8 = 15.04 kg/m = 0.1504 kg/cm Pny = 40.5 kg/m x cos 21.8 = 37.60 kg/m = 0.3760 kg/cm Flecha admisible Dirección y-y
VERIFICAfcmfcmcmkg
cmcmkgcmcmkg
cmcmkgf
JElP
JElqf
cmcmlf
vadmv
v
xxv
admy
⇒<=××
+××
×=
××
+××
=
===
172.02.1406/000.71
)320(3760.0481
2.1406/000.71)320(/1239.0
3845
481
3845
6.1200
320200
42
3
42
4
34
Flecha admisible Dirección x-x
VERIFICAfcmfcmcmkg
cmcmkgcmcmkg
cmcmkgf
JElP
JElqf
cmcmlf
hadmh
h
yyh
admx
⇒<=××
+××
×=
××
+××
=
===
0073.025.156/000.71
)105(1504.0481
25.156/000.71)105(/0495.0
3845
481
3845
52.0200
105200
42
3
42
4
34
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 9
Verificación de la flecha: Peso propio + Viento transversal Peso propio gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m = 0.0495 kg/cm gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m = 0.1239 kg/cm Viento transversal Pvt = 123.20 kg/m Pvtx = 123.20 kg/m x sen 21.8 = 45.75 kg/m = 0.4575 kg/cm Pvty = 123.20 kg/m x cos 21.8 = 114.4 kg/m = 1.144 kg/cm Flecha admisible Dirección y-y
cmcmlf admy 6.1200
320200
===
xxv JE
lPJElqf
××
+××
=34
481
3845
42
3
42
4
2.1406/000.71)320(144.1
481
2.1406/000.71)320(/1239.0
3845
cmcmkgcmcmkg
cmcmkgcmcmkgfv ×
×+
××
×=
VERIFICAfcmf vadmv ⇒<= 177.0 Flecha admisible Dirección x-x
VERIFICAfcmfcmcmkg
cmcmkgcmcmkg
cmcmkgf
JElP
JElqf
cmcmlf
hadmh
h
yyh
admx
⇒<=××
+××
×=
××
+××
=
===
0080.025.156/000.71
)105(4575.0481
25.156/000.71)105(/0495.0
3845
481
3845
52.0200
105200
42
3
42
4
34
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 10
4) Cálculo de las Cerchas (considero una cercha central) Carga permanente: gcub = 10 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = 259,2 kg. gcorr = 0,15 m x 0,05 m x 3,2 m x 580 kg/m3 x 10 correas = 139,2 kg. gt = 398,4 kg Sobrecarga de Nieve Pn = 45 kg/m2 x 8,1 m x 3,2 m = 1166,4 kg. Viento Transversal
a) Barlovento: Vb = -136,87 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -3547,7 kg. b) Sotavento Vs = -112,72 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -2921,7 kg.
Viento Longitudinal VL = -93,39 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -2420,7 kg.
Estas resultantes se consideran actuando sobre cada nudo del cordón superior de la cercha
De acuerdo con la figura, analizando el faldón izquierdo, los nudos que reciben la descarga son: 5 – 7 – 11 – 4 . Pero los nudos 5 y 4 absorben la mitad de la carga que reciben los nudos 7 y 11 Carga permanente: gt = 398,4 kg Descarga a nudos 7 – 11 => 398,4/3 = 132,8 kg Nudos 5 – 4 = 132,8/2 = 66,4 kg Sobrecarga de Nieve Pn = 1166,4 kg.
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 11
Descarga a nudos 7 – 11 => 1166,4/3 = 388,8 kg Nudos 5 – 4 = 388,8/2 = 194,4 kg Viento Transversal
a) Barlovento: Vb = -3547,7 kg. Descarga a nudos 7 – 11 => -3547,7/3 = -1182,56 kg Nudos 5 – 4 = 1182,56/2 = -591,28 kg b) Sotavento Vs = -2921,7 kg. Descarga a nudos 12 – 8=> -2921,7/3 = -973,9 kg Nudos 4 – 6 = -973,9/2 = -486,95 kg
Viento Longitudinal VL = -2420,7 kg Descarga a nudos 7 – 11 => -2420,7/3 = -806,9 kg Nudos 5 – 4 = -806,9/2 = -403,45 kg Hipótesis de carga pp = Peso propio pn = Nieve vt = Viento transversal vl = Viento longitudinal h1 = pp h2 = pp + pn h3 = pp + vt h4 = pp + vl h5 = pp + pn + vt h6 = pp + pn + vl
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 12
ESFUERZOS DE TRACCION - COMPRESION EN BARRAS
barras pp pp+pn pp+vt pp+vl pp+pn+vt pp+pn+vl 1 248 974 -1771.6 -996.5 -1045.6 -270.5 2 248 974 -1542.5 -996.5 -816.5 -270.5 3 172.6 677.9 -1145.1 -690.9 -639.8 -185.6 4 -138.85 -545.3 1216.7 783.4 810.2 376.9 5 -138.85 -545.3 969.3 783.4 562.8 376.9 6 151.6 595.3 -1089.4 -692.7 -645.6 -248.9 7 -320.8 -1260.1 2805.8 1848 1866.6 908.7 8 -298.5 -1172.5 2335.6 1511.7 1461.6 637.6 9 -298.5 -1172.5 1994 1511.7 1120 637.6
10 306.6 1204.1 -2172.2 -1392.5 -1274.6 -494.9 11 306.6 1204.1 -1950.6 -1392.5 -1053.1 -494.9 12 -163.5 -642.2 1186.4 769.9 707.6 291.2 13 -163.5 -642.2 1067.6 769.9 588.9 291.2 14 66.9 262.8 -73.5 -39.7 122.4 156.2 15 -128.1 -503.3 910.86 738 535.7 362.8 16 -128.1 -503.3 894.3 738 519.1 362.8 17 -320.8 -1260.1 2783.9 1848 1844.6 908.7 18 -213.8 -839.9 1978.6 1305.6 1352.6 679.5 19 -213.8 -839.9 1872.1 1305.6 1246.1 679.5 20 66.9 262.8 -260.8 -39.7 -64.9 156.2 21 151.6 595.3 -862.5 -692.7 -418.7 -248.9
NOTA: El cálculo de solicitaciones fue resuelto por AVwin 98. 5) Dimensionado de las cerchas
CORDON SUPERIOR barras P(+)[kg] P(-)[kg]
6 595.3 -1089.4 7 2805.8 -1260.1
17 2783.9 -1260.1 18 1978.6 -839.9 19 1872.1 -839.9 21 595.3 -862.5
Madera a utilizar: LENGA Parámetros resistentes: σwfpk = 421 kg/cm2 σwfpd = 105,25 kg/cm2
σwcpk = 206 kg/cm2 σwcpd = 41,20 kg/cm2 σwtpk = 725 kg/cm2 σwtpd = 145 kg/cm2 Barra 7 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 1.260 tn x (2,70m)2 = 642.97 cm4 J c/u = 642.97 / 2 = 321.48 cm4
Adopto h / b = 3
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 13
====
=⇒=×=⇒=
cmhcmb
Adopto
cmbcmhh
5.12"55"2
45.337.103648.32136
48.321 44
Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4
Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4
Según el eje X-X
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
il
cmcmA
Ji
xx
xxx
xxxx
⇒<=×
=×
=
=⇒===
===
222
4
20.4116.20125
1.12602
2756.3
270
6.3125
6.1627
ωσ
ωλ
Según el eje Y-Y
5220.5
270 20.5125
41.33852
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
3244.16
270
44.15.622.130
2.13012
55.12
1
112
4
1
43
1
=====
=×
=
yy
y
il
cmcmcmi
cmJ
λ
Coloco 7 tacos clavados en 2.70 m => 6 espacios
03.2 763222352
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.414.20125
1.126003.2σ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 14
Barra 7 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
⇒<=== 222 14544.22125
8.2805σ
CORDON INFERIOR
barras P(+)[kg] P(-)[kg] 1 974 -1771.6 2 974 -1542.5
15 910.86 -503.3 16 894.3 -503.3
Barra 1 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 1.771 tn x (2.70m)2 = 903.74 cm4 J c/u = 903.74 / 2 = 451.9 cm4
Adopto h / b = 3
====
=⇒=×=⇒=
cmhcmb
Adopto
cmbcmhh
5.12"55"2
76.3 29.11369.45136
9.451 44
Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4
Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4
Según el eje X-X
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
il
cmcmA
Ji
xx
xxx
xxxx
⇒<=×
=×
=
=⇒===
===
222
4
20.413.28125
6.17712
2756.3
270
6.3125
6.1627
ωσ
ωλ
Según el eje Y-Y
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 15
5220.5
270 20.5125
41.33852
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
3244.16
270
44.15.622.130
2.13012
52.51
1
112
4
1
43
1
=====
=×
=
yy
y
il
cmcmcmi
cmJ
λ
Coloco 7 tacos clavados en 2.70 m => 6 espacios
03.2 763222352
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.417.28125
6.177103.2σ
Barra 1 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
⇒<=== 222 1458.7125974σ
MONTANTES barras P(+)[kg] P(-)[kg]
3 677.9 -1145.1 8 2335.6 -1172.5 9 1994 -1172.5
12 1186.4 -642.2 13 1067.6 -642.2
Barra 8 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 1.172 tn x (1.00m)2 = 41.02 cm4
====
cmhcmb
Adopto5.12"5
5"2
Jxx = 813.8 cm4
Jyy = 130.2 cm4
A = 62.5 cm2
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 16
Según el eje X-X
cmcmcmixx 6.3
5.628.813
2
4
==
23.1286.3
100=⇒== xxx ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.4107.235.62
5.117223.1σ
Según eje Y-Y
cmcmcmiyy 44.1
5.622.130
2
4
==
87.17044.1
100=⇒== yyyy ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.411.355.62
5.117287.1σ
Barra 8 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<== 222 1453.375.62
6.2335σ
BARRAS DE ALMA barras P(+)[kg] P(-)[kg]
4 1216.7 -545.3 5 969.3 -545.3
10 1204.1 -2172.2 11 1204.1 -1950.6 14 262.8 -73.5 20 262.8 -260.8
Barra 10 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 2.172 tn x (2.50m)2 = 950.25 cm4 J c/u = 950.25/2 = 475.12 cm4
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 17
Adopto h / b = 3
====
=⇒=×=⇒=
cmhcmb
Adopto
cmbcmhh
5.12"55"2
81.3 43.113612.47536
12.475 44
Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4
Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4
Según el eje X-X
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
il
cmcmA
Ji
xx
xxx
xxxx
⇒<=×
=×
=
=⇒===
===
222
4
20,415.32125
2.217287.1
87.1706.3
250
6.3125
6.1627
ωσ
ωλ
Según el eje Y-Y
4820.5
250 20.5125
41.33852
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
2944.16
250
44.15.622.130
2.13012
55.12
1
112
4
1
43
1
=====
=×
=
yy
y
il
cmcmcmi
cmJ
λ
Coloco 7 tacos clavados en 2.50 m => 6 espacios
87.1 702922348
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 18
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.415.32125
2.217287.1σ
Barra 4 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
⇒<=== 222 14573.9125
7.1216σ
6) Dimensionado de los tacos Cordón Superior
kgcmcmkgAP
yi
wcpdmáx 2.2814
83.112520.41 22
=×
=×
=ω
σ
kgkgPwQ máxyi
i 8.8560
2.281483.160
=×
=×
=
79.0cm568
cm270hλ
lφ
1yi
y=
×=
×=
86.079.012
179.01212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
φφψ
kgcm
cmkgalQ
T i 2.77252
908.852 1
1 =×
×=
××
=
kgkgTT 1.6642.77286.0 =×=×=ψψ
wspdhbT
τψ ≤×
×23
Adopto h = 12.5 cm
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
⇒<=×
× 22 93.55.1215
1.66423
Clavos => 55/160 => corte simple = 95 kg N = 664.1/95 = 8 clavos Cordón Inferior
kgcmcmkgAP
yi
wcpdmáx 2.2814
83.112520.41 22
=×
=×
=ω
σ
kgkgPwQ máxyi
i 8.8560
2.281483.160
=×
=×
=
79.0568
270
1
=×
=×
=cm
cmh
l
yi
y
λϕ
86.079.012
179.01212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
ϕϕψ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 19
kgcm
cmkgalQ
T i 2.77252
908.852 1
1 =×
×=
××
=
kgkgTT 1.6642.77286.0 =×=×=ψψ
wspdhbT
τψ ≤×
×23
Adopto h = 12.5 cm
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
⇒<=×
× 22 93.55.1215
1.66423
Clavos pretaladrados => 55/160 Nd = 95 kg (corte simple) N = 664.1 x 1.25 / 95 = 9 clavos 7) Dimensionado de los nudos Nudo 1 (Más solicitado)
Hipótesis 3 (peso propio + viento transversal) Barra 3 N = -1145.1 kg a) Elección del clavo 55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos
58.45.2371.1145
⇒===kgkg
PPnadm
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 20
d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm
kgkgNdcsndcsdc 04.17795
55.088.312
8184 1 =
×+−=
+−⇒<<
n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento
746.604.177
1.1145⇒==
kgkgn clavos
e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wtpd ⇒=<== 222 1457.585.19
1.1145 σσ
Barra 20 N = -260.8 kg a) Elección del clavo 55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 21
Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos
21.15.2378.260
⇒===kgkg
PPnadm
d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm
kgkgNdcsndcsdc 04.17795
55.088.312
8184 1 =
×+−=
+−⇒<<
n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento
247.104.1778.260
⇒==kgkgn clavos
e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wtpd ⇒=<== 222 1454.135.19
8.260 σσ
Barra 2 N = -1542.5 kg a) Elección del clavo
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 22
55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos
75.65.2375.1542
⇒===kgkg
PPnadm
d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm
kgkgNdcsndcsdc 04.17795
55.088.312
8184 1 =
×+−=
+−⇒<<
n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento
97.804.177
5.1542⇒==
kgkgn clavos
e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wtpd ⇒=<== 222 1451.795.19
5.1542 σσ
Barra 1 N = -1771.6 kg a) Elección del clavo
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 23
55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos
84.75.2376.1771
⇒===kgkg
PPnadm
d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm
kgkgNdcsndcsdc 04.17795
55.088.312
8184 1 =
×+−=
+−⇒<<
n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento
111.1776.1771
==kgkgn clavos
e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wtpd ⇒=<== 222 1458.905.19
6.1771 σσ
Barra 14 N = -73.5 kg a) Elección del clavo
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 24
55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos
23.05.237
5.73⇒===
kgkg
PPnadm
d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm
kgkgNdcsndcsdc 04.17795
55.088.312
8184 1 =
×+−=
+−⇒<<
n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento
24.004.1775.73
⇒==kg
kgn clavos
e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wtpd ⇒=<== 222 1457.35.195.73 σσ
CALCULO DE LAS COLUMNAS a) Hipótesis 2 (peso propio + nieve)
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 25
Lp = 2 x H = 2 x 3.5m = 7 m Predimensionado a compresión Jmin = 70 x P x Lp
2 = 70 x 1.434 tn x (7m)2 = 4918.62 cm4 Si b = 4a
cm5.564
126.491864
12Ja 44 min
min =×
=×
=
"1025 "5.225.6 ====⇒ cmbycma b) Hipótesis 3 (peso propio + viento transversal)
Carga de viento: 1.10 x 161.03kg/m2 x 3.2m (paso entre cerchas) = 566.8 kg/m Predimensionado a flexión Madera a utilizar: INCIENSO Parámetros resistentes: σwfpd = 125 kg/cm2
σwcpd = 75 kg/cm2
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 26
mkgmkgmkgMM .26.425025.38.5665.346.222
2
0 =×+×=∑=
32 2.3400
125.425026 cm
cmkgcmkgW
WM
==⇒=σ
22dWJ
dJW ×=⇒=
122
3baJ ××=
ad ×= 4
cmbbW 4.3412
3
=⇒=⇒ flexiónaDimensiono ⇒
Dirección x-x
××+
××= 2
3
124 yx dbabaJ
+
=
2bd
JW
Adopto => a = 3” y b = 6” d = 11 cm dy = 11.75 cm A = 4 x 7.5 x 15 = 450 cm2 Verificación
423
6.7056575.11155.712
155.74 cmJ x =
××+
××=
33.3814
2
cmdb
JW x =
+
=
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
WM
wfpd ⇒=<=== 223 1254.1113.3814
.425026 σσ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 27
Verificación a Pandeo
cm52.12450
cm6.70565AJ
i4
xx ===
56cm52.12
cm700λ x ==
16.2125.7
12min ===ai
Si λ1 = 30 => lp1 = λ1 x imin = 65 cm Adopto presillas separadas 65 cm
301 =λ
85305.42256
2222
12 =××+=××+= λλλ Cnxxi
C = 4.5 = presillas clavadas De tabla ωxi = 2.31
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
wcpd ⇒=<=×
= 222 753.7450
4.143431.2 σσ
Dirección y-y
xiyi λλ = y yx 21 λλ = => yx 11 ωω =
107305.42285
2222
12 =××+=××+= λλλ Cnyiyy
422
3.19259450107700 cmcmJ
AJ
lyy
yy
yyy =×
=⇒=λ
cmddbaabJ xxyy 17.612
4 23
=⇒
××+
××=
Verificación a Flexo-tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
cmkg
wfpd ⇒=<=+= 2232 1257.1173.3814
.425026450
27.2821 σσ
Medios de unión
a) Tacos b) Presillas
a) Tacos
kgkgPQ yi
i 2.5560
4.143431.260
=×
=×
=ω
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 28
09.15.785
700=
×=
×=
al
yi
py
λϕ
93.009.112
109.11212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
ϕϕψ
kgcm
cmkgalQ
T i 7.29017.62
652.552 1
1 =×
×=
××
=
kgkgTT 3.2707.29093.0 =×=×=ψψ
wspdhbT
τψ ≤×
×23
Adopto h=10cm
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
hbT
wspd ⇒=<=×
×=×
× 22 1570.210153.270
23
23 τψ
Clavos => Adopto tipo 46/130 => Np = 72.5 kg
47.35.723.270
⇒==kgkgn clavos
b) Presillas
kgkgPQ yi
i 2.5560
4.143431.260
=×
=×
=ω
09.15.785
700=
×=
×=
al
yi
py
λϕ
93.009.112
109.11212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
ϕϕψ
kgcm
cmkgalQ
T i 25.12517.64
562.554 1
1 =×
×=
××
=
wspdheT
τψ ≤×
×23
Adopto h =15 cm Clavos => Adopto tipo 34/90 => Np = 45 kg.
clavoskg
kgn 46.245
5.116⇒==
cm
cmkgcm
kgh 66.4155.2
5.11623
2
=×
×=
kgkgTT 5.11625.12593.0 =×=×=ψψ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 29
Muro Piñón
Esta estructura también llamada muro hastial, resiste la acción del viento sobre el frente y el contrafrente de la nave. Está compuesto por elementos verticales, los parantes, arriostrados horizontalmente por largueros, se extienden desde su fundación hasta el faldón superior, donde sirven de apoyo a los cabios, elemento superior del muro piñón. A la altura de las columnas, cada parte tiene apoyo horizontal dado por la viga contraviento, y es allí donde descarga parte de la acción del viento. Reacciones de los parantes
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 30
Parante 1 Parante 2
Columna 0
Tomamos momento respecto de la fundación (apoyo F1)
mkg
mmkgmqCWb
294
66.103.16110.166.1 2
=
××=××=
( )0
2 1
21 =×−
+× HRCHWb
( ) kgmkgR 3.111850.32
66.150.3294 2
1 =×
+×= Reacción de
parante. Acción sobre viga contraviento
Sobre este parante apoya el portón. A la resultante total la dividimos por 4, suponiendo repartirla en los 4 vértices del marco. Así la acción sobre el portón será:
( ) ( )
kg
mmkghaW p
8.2076
50.335.303.16110.1 22
=
×××=×
Sobre cada vértice
kgkg 2.5194
8.2076= Carga puntual a nivel de
fundación y a una altura hp
Tomamos momento respecto del apoyo inferior ( ) ( ) ( )
HWA
HbWabWCHabWHR
×+
−
+−
++=
22222
222
2
kgR 4.21542 =
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 31
Columna 0 Para el dimensionado de los parantes, vamos a tener en cuenta la descarga de los cabios y la acción del viento longitudinal sobre la superficie del frente o bien a barlovento, dado que esta misma situación puede desarrollarse en el contrafrente. En este mismo aspecto y en forma simultánea a una acción de presión a barlovento, se desarrolla a sotavento una acción de succión, que además se presenta bajo un viento transversal, pero de intensidad igual a la mitad de la presión. Cabios Estos elementos reciben la descarga de la estructura del techo, chapas y correas, y las acciones variables: nieve y viento, en forma similar a las cerchas, con la salvedad de que ahora el área de influencia de los cabios se limita a una faja de ancho e/2. Las mismas consideraciones hechas para las cerchas las repetimos acá, transformando las distintas acciones en cargas uniformemente repartidas. El esquema de cálculo puede observarse en la figura sig. y tal como se indica el cabio se apoya en la columna O, los parantes 1 y 2. Cargas permanentes Peso del cabio: debemos adoptarlo en base a la experiencia, elegimos gc = 12 kg/m Cubierta: gcub = 10kg/m2 x e/2 = 10 x 1.6 gcub = 16 kg/m Correas : por faldón Faldón izquierdo 10 correas de longitud e/2 = 1.6 m gcorr = (2” x 6”lenga) = 580 kg/m3 x 0,05 x 0,15 = 4,35 kg/m Peso total WC = 10 x 4.35 kg/m x 1.6 m = 69.6 kg Como carga distribuida:
mkg
mkg
LW
g Ccorr 63.8
1.89.69
'===
( )mkg
mkggggg corrcubc 63.3663.81612 =++=++=
( )
( )
kgRm
mmkg
R
CHbWHR
9.4105.3
215.3
266.113.171
22.
0
2
2
0
20
0
=
+×
=
+×=
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 32
Cargas variables Nieve p = 45 kg/m2 x e/2 p = 72 kg/m Viento: no vamos a considerar el efecto de succión del viento sobre el faldón superior, a efectos de lograr una situación desfavorable. Carga total sobre los cabios: Faldón izquierdo: q = g + p = (36.63 + 72) kg/m q = 108.63 kg/m qx = q sen α = 40.34 kg/m (con α = 21.8º) qy = q cos α = 100.86 kg/m Además tendremos en cuenta una carga puntual P = 100kg en la luz media de cada cabio Px = P sen α = 37.10 kg Py = P cos α = 92.84 kg
Conocidas las cargas, hallaremos las solicitaciones producidas en el cabio de mayor longitud, donde se producirán los esfuerzos mayores y considerado simplemente apoyado. Momento flector
481
21 bPbqM yyx +=
( )469.284.92
869.286.100
2 mkgmmkgM x +=
mkgM x .66.153= Esfuerzo Normal
xxx PbqN +=21
kgmmkgN x 10.37
269.234.40 +×=
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 33
kgN x 4.91= Predimensionado Madera: Lenga
32 34.146
105.15366 cm
cmkgcmkgM
Wadm
xnec ===
σ
Adopto b = 2” = 5 cm h = 6” = 15 cm Ix = 1406.25 cm4 A = 75 cm2
Wx = 187.5 cm3
Verificación
cmcm
cmAI
i xx 33.4
7525.1406
2
4
===
72.16333.4
269=⇒=== x
x
xx cm
cmil
ωλ
wfpdxx
x
x
AN
WM
σω
σ ≤×
+=
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
cmcmkg
⇒<=×
+= 2223 1058475
4.9172.15.187
.15366σ
Parantes
En la figura se detallan cargas y áreas de influencia que debe soportar cada parante V1 = q x 1.67 m gcabio = 580 kg/m3 x 0.05m x 0.15m = 4.35 kg/m V1 = 4.35 kg/m x 1.67 m = 7.26 kg
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 34
V2 = 4.35 kg/m x 2.50 m = 10.9 kg Para cada faja de influencia tendremos Peso de las correas: C1 = 3 correas x 4.35 kg/m x 1.67 m = 21.8 kg
C2 = 5 correas x 4.35 kg/m x 2.5 m = 54.4 kg Peso de las chapas: Ch1 = 5.2 kg/m2 x 1.67 m x 5.16 m = 44.8 kg Ch2 = 5.2 kg/m2 x 2.50 m x 5.83 m = 75.8 kg Además sobre cada cabio incluimos una carga de 100 kg correspondiente a un operario con herramientas. Carga puntual sobre parante 1:R1* = (V1 + C1 + Ch1 + 100)
R1* = (7.26 + 21.8 +44.8 + 100)kg R1* = 174 kg Carga puntual sobre parante 2: R2* = (V2 + C2 + Ch2 + 100)
R2* = (10.9 + 54.1 + 75.8 + 100)kg R2* = 241 kg Solicitaciones originadas por el viento longitudinal Parante 1 (ver hoja 28) Calculamos la reacción del parante a nivel de fundación Wb(H+C1) – R1 – RF1 = 0 RF1 = 294 kg/m (3.5 + 1.66)m – 1118.3 kg RF1 = 398.74 kg Para Q = 0 =>
) . sec (35.1294
74.3981max flectormommáximodeciónaFdesdedistm
mkgkgX ==
2..
2
)( 1
xWbxRM Fx −=
) max (.40.270)35.1( tramomommkgmM = Momento en el apoyo
mkgc
qM C .05.405266.1294
2.
22
)(1
1−=×−=−= (momento en apoyo viga contraviento)
Predimensionado
32 84.384
25.105.40505 cmcmkgcmkgM
Wadm
xnec ===
σ
Adopto madera Lenga
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 35
Jxx = 14238.3 cm4
Jyy = 20566.4 cm4
Wxx = 1265.6cm3
A = 337.5 cm2 Verificación a pandeo Según x-x
5.65.3373.14238
2
4
==cmcmix
14.2805.6
516=⇒== xx cm
cm ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
kgkg
AR
wcpdx ⇒=<=
×=
×= 22
*1 2.4110.1
5.33717414.2 σ
ωσ
Según y-y
678.7
516 8.75.337
4.205662
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
4544.18
516
16.275.16801.791
01.791
1
112
4
1
41
=====
=
yy
y
il
cmcmcmi
cmJ
λ
Coloco 9 tacos clavados en 5.16 m => 8 espacios
21.3 1034522367
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.4165.15.33717421.3σ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 36
Verificación a Flexocompresión
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
cmcmkg
AR
WM
wfpdx
x
x ⇒=<=×
+=×
+= 2223
*1 25.10510.33
5.33717414.2
62.1265.40505 σ
ωσ
Parante 2 (ver hoja 28) Calculamos la reacción del parante a nivel de fundación
( ) 0222 222 =−−×+×+×
+FA RRWHbWCabW
( )
kgkg
mmmkgmm
mkgRF
4.21542.5192
5.32
66.103.16110.133.22
35.366.103.16110.1 222
−×+
×××+×+
××=
kgRF 43.4322 = Wb/2 = 1.10 x 161.03kg/m2 x 1.66m/2 =147.02 kg/m Para Q = 0 =>
) . sec (94.202.147
43.4321max flectormommáximodeciónaFdesdedistm
mkgkgX ==
( )2
.2
.2
2)( 1
xbWxWRM AFx ×−−=
( ) mkgmM .73.832294.2
266.103.16194.22.51943.432)94.2(
2
−=××−−=
Momento en el apoyo
mkgM C .4.1204)( 1−= (momento en apoyo viga contraviento)
Predimensionado
32 32.1144
25.105.120440 cmcmkgcmkgM
Wadm
xnec ===
σ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 37
Jxx = 14238.3 cm4
Jyy = 20566.4 cm4
A = 337.5 cm2 Verificación a pandeo Según x-x
5.65.3373.14238
2
4
==cmcmix
5.2905.6
583=⇒== xx cm
cm ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
kgkg
AR
wcpdx ⇒=<=
×=
×= 22
*1 2.4178.1
5.3372415.2 σωσ
Según y-y
7580.7
583 8.75.337
4.205662
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
3416.28
583
16.275.16801.791
01.791
1
112
4
1
41
=====
=
yy
y
ilcm
cmcmi
cmJ
λ
Coloco 9 tacos clavados en 5.83 m => 8 espacios
78.2 963422375
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.4198.15.33724178.2
σ
Verificación a Flexocompresión
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
cmcmkg
AR
WM
wfpdx
x
x ⇒=<=×
+=×
+= 2223
*2 25.1059.96
5.33724150.2
62.1265.120440 σ
ωσ
VIGA CONTRAVIENTO El desarrollo del muro piñón, en el frente y contrafrente de nuestra nave, se completa con una estructura reticular horizontal, que absorbe la descarga de los parantes, a la altura del extremo superior de las columnas o bien en el plano de los faldones superiores. En nuestro caso, no tenemos prevista ninguna ampliación, por lo que en el contrafrente vamos a disponer de una estructura similar. En estas condiciones y bajo la acción de un viento longitudinal, cualquiera sea su dirección, se producirán acciones opuestas de intensidades distintas. En pared a barlovento se produce presión sobre el muro piñón y simultáneamente a sotavento, se desarrolla succión según se indica en la figura.
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 38
La intensidad de la presión es distinta que la de succión pero los esfuerzos obtenidos a barlovento, en cada elemento de la viga contraviento, se invierten a sotavento, por lo que tendremos que verificar cada una de las barras tanto a tracción como a compresión, suponiendo que no existe una dirección preponderante en la acción del viento podemos esperar la situación opuesta, con el viento atacando el contrafrente. Por esto, disponemos en forma simétrica, vigas contraviento en correspondencia con muros piñón de frente y contrafrente. Existen disposiciones variadas para esta estructura y hemos optado por montantes ubicados según los parantes del muro piñón, unidos por cordones y diagonales. Respecto a estas últimas, el punto de cruce oficiará de arriostramiento para ambas, es un punto fijo o nudo, y permite la reducción de la luz de pandeo a la mitad. La geometría de la viga contraviento surge de la separación dada a los parantes en función del ancho a = 3.35 m del portón. Para determinar la altura, se toman valores experimentales que varían entre valores 1/10 a 1/12 del largo de la viga, que en nuestro caso será L = 10.00 m, la luz de la nave. Elegimos h = 1/10 L = 10.00 m/10 => h = 1.00 m
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 39
Esfuerzo(kg) Ubicación Barra Longitud(m) Barlovento Sotavento Cordón 6 8 1.94 6108.6 -4710.4 Superior 7 17 2.15 5597.7 -4343.7
18 3.36 6599.4 -5148.9 Cordón 1 20 1.66 2565.4 -2017.5 Inferior 16 19 1.66 -256.6 199.9
15 3.36 -2281.3 1796 9 26 0.97 -328.7 283 13 22 0.97 3514 -2758.9
Diagonales 10 25 0.97 2985.6 -2349.1 14 21 0.97 -816.8 664.2 11 24 1.75 2351.1 -1826.5 12 23 1.75 1271.6 -983.8
Montantes 2 4 1 -2550.3 1947.6 3 5 1 -2113.9 1657.9
Cordón Superior Barra 18 Madera a utilizar: Lenga Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 5.148 tn x (3.36m)2 = 4068.3 cm4 J c/u = 4068.3 / 2 = 2034.1 cm4
Adopto h / b = 3
====
=⇒=×=⇒=
cmhcmb
Adopto
cmbcmhh
20"85.7"3
4.5 4.16361.203436
1.2034 44
Jxx = 2 x 7.5 x 203 /12 = 10000 cm4
Jyy = 2 x (20 x 53 /12 + 20 x 7.5 x 7.52 ) = 18281.2 cm4
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 40
A = 300 cm2
Según el eje X-X
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
il
cmcmcm
AJ
i
xx
xxx
xxxx
⇒<=×
=×
=
=⇒===
===
222
2
4
20.4131.28300
9.514865.1
65.15977.5
336
77.5300
10000
ωσ
ωλ
Según el eje Y-Y
438.7
336 8.7300
2.182812
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
3216.25
336
16.2150
12.703
12.70312
5.720
1
112
4
1
43
1
=====
=×
=
yy
y
il
cmcm
cmi
cmJ
λ
Coloco 6 tacos clavados en 3.36 m => 5 espacios
90.1 713222343
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.416.32300
9.514890.1σ
Barra 18 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
⇒<=== 222 14522300
4.6599σ
Cordón Inferior
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 41
Barra 15 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 2.281 tn x (3.36m)2 = 1802.6 cm4 J c/u = 1802.6 / 2 = 901.3 cm4
Adopto h / b = 3
====
=⇒=×=⇒=
cmhcmb
Adopto
cmbcmhh
20"85.7"3
5.4 4.13363.90136
3.901 44
Jxx = 2 x 7.5 x 203 /12 = 10000 cm4
Jyy = 2 x (20 x 53 /12 + 20 x 7.5 x 7.52 ) = 18281.2 cm4
A = 300 cm2
Según el eje X-X
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
il
cmcmcm
AJ
i
xx
xxx
xxxx
⇒<=×
=×
=
=⇒===
===
222
2
4
20.415.12300
3.228165.1
65.15977.5
336
77.5300
10000
ωσ
ωλ
Según el eje Y-Y
438.7
336 8.7300
2.182812
4
=====yy
yyyyy i
lcm
cmcmi λ
3216.25
336
16.2150
12.703
12.70312
5.720
1
112
4
1
43
1
=====
=×
=
yy
y
il
cmcm
cmi
cmJ
λ
Coloco 6 tacos clavados en 3.36 m => 5 espacios
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 42
90.1 713222343
2222
12 =⇒=××+=××+= yiyyi
nc ωλλλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 20.414.14300
3.228190.1σ
Barra 1- 20 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
AP
⇒<=== 222 1455.8300
4.2565σ
Diagonales Barras 13 – 22 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 2.758 tn x (0.97m)2 = 90.82 cm4
====
cmhcmb
Adopto20"8
5.7"3
Jxx = 5000 cm4
Jyy = 703.1 cm4
A = 150 cm2
Según el eje X-X
cmcmcmixx 77.5
1505000
2
4
==
13.11777.5
97=⇒== xxx ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.418.20150
9.275813.1σ
Según eje Y-Y
cmcmcmiyy 16.2
1501.703
2
4
==
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 43
43.14516.2
97=⇒== yyyy ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.413.26150
9.275843.1σ
Barra 13 – 22 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<== 222 1454.231503514σ
Barras 11 – 24
====
cmhcmb
Adopto20"8
5.7"3
Según el eje X-X
cmcmcmixx 77.5
1505000
2
4
==
26.13177.5
175=⇒== xxx ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.413.15150
5.182626.1σ
Según eje Y-Y
cmcmcmiyy 16.2
1501.703
2
4
==
17.28116.2
175=⇒== yyyy ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.414.26150
5.182617.2σ
Barra 11 – 24 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<== 222 1457.15150
1.2351σ
Montantes Barras 2 – 4 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 2.550 tn x (1.00m)2 = 89.25 cm4
====
cmhcmb
Adopto20"8
5.7"3
Jxx = 5000 cm4
Jyy = 703.1 cm4
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 44
A = 150 cm2
Según el eje X-X
cmcmcmixx 77.5
1505000
2
4
==
14.11877.5
100=⇒== xxx ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.414.19150
3.255014.1σ
Según eje Y-Y
cmcmcmiyy 16.2
1501.703
2
4
==
46.14716.2
100=⇒== yyyy ωλ
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<=×
= 222 2.418.24150
3.255046.1σ
Barra 2 – 4 Verificación a Tracción
VERIFICAcmkg
cmkg
cmkg
⇒<== 222 14513150
6.1947σ
Dimensionado de los tacos Cordón Superior
kgcmcmkgAP
yi
wcpdmáx 2.6505
90.130020.41 22
=×
=×
=ω
σ
kgkgPwQ máxyi
i 20660
2.650590.160
=×
=×
=
04.15.743
336
1
=×
=×
=cm
cmh
l
yi
y
λϕ
Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil
Nave de Madera 45
96.004.112
104.11212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
ϕϕψ
kgcm
cmkgalQ
T i 8.9225.72
2.672062 1
1 =×
×=
××
=
kgkgTT 8.8858.92296.0 =×=×=ψψ
wspdhbT
τψ ≤×
×23
Adopto h = 20 cm
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
⇒<=×
× 22 94.42015
8.88523
Clavos => 55/160 => corte simple = 95 kg N = 885.8/95 = 10 clavos Cordón Inferior
kgcmcmkgAP
yi
wcpdmáx 2.6505
90.130020.41 22
=×
=×
=ω
σ
kgkgPwQ máxyi
i 20660
2.650590.160
=×
=×
=
04.15.743
336
1
=×
=×
=cm
cmh
l
yi
y
λϕ
96.004.112
104.11212
1122
2
2
2
=×
−×=
−=
ϕϕψ
kgcm
cmkgalQ
T i 8.9225.72
2.672062 1
1 =×
×=
××
=
kgkgTT 8.8858.92296.0 =×=×=ψψ
wspdhbT
τψ ≤×
×23
Adopto h = 20 cm
VERIFICAcmkg
cmkg
cmcmkg
⇒<=×
× 22 96.42015
8.92223
Clavos pretaladrados => 55/160 Nd = 95 kg (corte simple) N = 885.8 x 1.25 / 95 = 12 clavos