arco circular biarticulado
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DISEÑO DE ARCO CIRCULAR BIARTICULADO
Alumno : Ing Oscar Salazar Jaime
DISEÑO DE UNA NAVE INDUSTRIAL EN ARCO BIARTICULADO
I.- DIMENSIONAMIENTO
1.1 GEOMETRIA
Luz = 40.00 m
Largo = 90.00 m
S arco = 8.18 m
S viguetas = 2.00 m
f = L / 6 = 6.67 m
2.2 CARGAS
CARGA MUERTA
Peso del arco = 10.00 Kg/m2 450*150*5/16"
Peso de cobertura = 4.30 Kg/m2 TR-4 CURVO 0.5 mm
Viguetas = 5.00 Kg/m2
Luminarias = 3.00 Kg/m2
Agua Contra Incendio = 3.00 Kg/m2
25.30 Kg/m2
S = 8.18 m
Wm = 206.95 Kg/m
CARGA VIVA
Carga Viva (RNE) = 30.00 Kg/m2
S = 8.18 m
WL = 245.40 Kg/m
- Cargas de viento (W)
Vw= 75 km/hr
qs 28.13 kg/m2
@ 8.18
Techo Barlovento cq 0.3 Ww= 69 kg/m
Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -138 kg/m
Techo Barlovento cq -0.7 Ww= -161 kg/m
Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -138 kg/m
ESTADOS DE CARGA
CM: 0.21 T/m
CV1: 0.25 T/m
CV2: 0.25 T/m
CV3: 0.25 T/m
CV4: 0.25 T/m
VIENTO 1: 69 Kg/m
-138 Kg/m
VIENTO 2: -161 Kg/m
DIAGRAMA DE FUERZAS DE CM
AXIAL CM
DMF CM
ALTERNANCIA DE CV
AXIAL DE CV
AXIAL CV1
AXIAL CV2
AXIAL CV3
AXIAL CV4
AXIAL VIENTO1
AXIAL VIENTO2
DMF CV
DMF CV1
DMF CV2
DMF CV3
DMF CV4
DMF VIENTO1
DMF VIENTO2
CORTE CV
COMBINACIONES DE CARGA
•1.4D
•1.2D + 1.6L
•1.2D + 1.6W
•0.9D +1.6W
DIAGRAMA DE FUERZAS INTERNAS 1.2D+1.6L1
DISEÑO
Detalle del Diseño de la Sección más esforzada del Arco.
II.- DISEÑO DE ESTRUCTURA
2.1 Diseño de Viga
Mu máx 12.66 T-m Combinación: 1.2D + 1.6L4
Para sección HSS 18" x 6" x 5/16" A= 86.45 cm² Sx= 934.06 cm3 rx= 15.70 cm Rectangular HSS
d = 450.00 mm Sy= 498.17 cm3 ry= 6.63 cm
Zx = 1,197.89 cm3 bf/(2*tf) = 5.97 Y
E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 44.11 cm
Fy = 2,520.00 Kg/cm2 t(des)=0.291
Ix= 21,352.67 cm4 h / tw = 50.76
Iy= 927.61 cm4 Jc = 10,697.15 cm4
bf = 15.24 cm tw = 0.88646 cm tf = 0.88646 cm
h=18 X
Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 3.32 m
RADIO DE GIRO EFECTIVO = b=6
HSS18X6X5/16
rts = 3.60 cm A = 13.4 in.^2
0.7Fy/E = 0.0008647 h = 18 in.
Jc/Sxho = 0.26 b = 6 in.
E/0.7Fy = 1156.46 t(des) = 0.291 in.
FL = 0.7Fy wt./ft. = 48.87 plf.
Longitud máx. Sin soporte Lr = 58.52 m Ix = 513 in.^4
Longitud sin soporte lateral Lb = 20.000 m OK Sx = 57 in.^3
Longitud para M° plástico Lp = 3.32 OK rx = 6.18 in.
Zx = 73.1 in.^3
COEFICIENTE DE FLEXION Iy = 91.3 in.^4
Sy = 30.4 in.^3
ry = 2.61 in.
Zy = 33.5 in.^3
h(f lat) = 16.5625 in.
b(f lat) = 4.5625 in.
Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00 J = 257 in.^4
C = 58.7 in.^3
MOMENTO NOMINAL PARA LONGITUDES SIN SOPORTE LATERAL ENTRE Lp y Lr A(surf) = 3.92 f t^2/ft
30.19 Ton-m
Mn = 26.04 Ton-m
ᶲ Mn = 23.44 Ton-m
Mu / ᶲ Mn = 0.54 OK
Momento nominal es el doble del momento último
Mp = Fy * Zx =
Detalle del Diseño del Tirante
Sección del tirante: Se emplearán dos redondos lisos de 1-1/8” acero A-36
2.2 Diseño de Tirante
2 fierros lisos de 1 1/8"
Fractura en la parte roscada
Fu = 4.08 Ton/cm2 Esfuerzo de fractura
An = 0.75 x 12.826 cm2
An = 9.6195 cm2
ᶲ Tn = 29.43567 Ton
Tu = 17.29 Ton
Tu / ᶲ Tn = 0.5873826 < 1 OK
2.3 Viguetas de Techo
2.3.1 Metrado de cargas
Cargas Muertas (D)
Peso propio+templadores 6.00 kg/m2
Panel TR-4 CURVO 0.5 mm 4.30
Total Carga Muerta 10.3 kg/m²
Separación @ 2.00 m
Carga distribuida 20.60 kg/m
Cargas Vivas (L) 30 kg/m² RNE
Separación @ 2.00 m
Carga distribuida 60.00 kg/m
Cargas de Viento (W)
Vw= 75 km/hr
qs 28.13 kg/m2
Techo Barlovento
C 0.3
P 8.4 kg/m2 kg/m2
Separación @ 2.00 m Ww= 16.88 kg/m
W v W h
D 20.60 20.5 2.0
L 60.00 59.7 6.0
W 17 17
Ang (rad) 0.099668652 W v= w cos(ang)
W h= w sin(ang)
Combinación w (kg/m)
1 1.2D+1.6L 120 Kg/m Controla
2 1.2D+1.6W 52 Kg/m
2.3.2 Análisis y Diseño
vigueta típica de techo
L= 8.18 m
Lb 8.18 m
491.29 kg
1,004.70 kg-m
Para sección W 8 X 10 A= 19.10 cm² Sx= 127.98 cm3 rx= 8.18 cm
d = 197.25 mm Sy= 17.37 cm3 ry= 2.14 cm
Zx = 145.35 cm3 bf/(2*tf) = 9.61
E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 19.53 cm
Fy = 2,520.00 Kg/cm2
Ix= 1,281.99 cm4 h / tw = 45.68
Iy= 86.99 cm4 Jc = 1.77 cm4 Cw = 8,297.76 cm6
bf = 10.01 cm tw = 0.4318 cm tf = 0.5207 cm
Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 1.07 m
RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 6.64
rts = 2.577 cm
0.7Fy/E = 0.0008647
Jc/Sxho = 0.000709
E/0.7Fy = 1156.46
FL = 0.7Fy
Longitud máx. Sin soporte Lr = 3.22 m
Arriostrar en el centro de luz Lb = 4.090 m Lb mayor que Lr sección en zona 3
Longitud para M° plástico Lp = 1.07
COEFICIENTE DE FLEXION
Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00
Vu max =
Mu max =
W vWh
MOMENTO NOMINAL
Cb pi2 E = 20,134,087.14
(Lb/rts)^2 = 25,198.68
799.01
Fcr = 1,236.31 Kg/cm2
Mn = 1.58 Ton-m
ᶲ Mn = 1.42 Ton-m
3.66 Ton-m
Mu / ᶲ Mn = 0.71
Mp = Fy * Zx =
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