calculo de galpón industrial parte 1

Ing. Josué A. Echenagucia R. Ingeniero CivilProfesor por Concurso

UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO

ESTRUCTURAS DE ACEROCALCULO DE GALPON INDUSTRIAL (PARTE I)

Este proyecto presenta una información detallada del diseño y cálculo de una estructura en acero; un Galpón Industrial con techo de Acerolit y conformado internamente por una mezzanina para uso de oficinas y una escalera de acceso para la misma. Para la realización del mismo se considero solo una etapa de diseño y calculo.

Para el techo se presenta una armadura tipo FINF (luces largas), adecuadas para pendientes grandes y la distribución elemental de su alma en 5 triángulos permite cubrir luces de hasta 24m. A medida que la luz aumenta, los triángulos exteriores deben subdividirse progresivamente, para otorgar mas resistencia al conjunto.

Esta estructura se va a calcular mediante un envigado de acero. Las estructuras de acero que se están utilizando son perfiles doble TE, TE, de la serie estándar de PROPERCA1, perfiles I, U, L de la serie estándar de SIDOR2, y perfiles rectangulares de la serie estándar de CONDUVEN3, todos utilizados para las diferentes exigencias y propuestas de diseño en el cálculo del Galpón Industrial, tomando en cuenta que la serie de PROPERCA propone dos tipos de perfiles; el VP (Perfiles cuya sección transversal forma una I. La altura, d, es mayor que el ancho del ala, bf, por lo cual se utilizan preferentemente para trabajar como vigas). Esta serie VP es capaz de resistir de manera más adecuada las solicitaciones a flexión en la viga. El CP(Perfiles de sección II. La altura, d, es igual al ancho de las alas, bf, por lo cual preferentemente son usados como columnas). Estos resisten acciones a compresión de manera más eficiente.

Específicamente los miembros de la estructura fueron diseñados y se seleccionaron los siguientes perfiles:

- Vigas secundarias de la Armadura (correas) : PROPERCA VP 120x9.70 (doble TE)

- Cordón superior de la Armadura:PROPERCA TCP 80x14.7 (TE)

- Cordón inferior de la Armadura:PROPERCA TCP 65x12.5 (TE)

1 Productora de perfiles electrosoldados; que presentan esfuerzos de fluencia de Fy=2530Kgf/cm2.

2 Productora de perfiles laminados; que presentan esfuerzos de fluencia de Fy=2500Kgf/cm2.

3 Productora de perfiles y tubos electrosoldados; que presentan esfuerzos de fluencia de Fy=3515Kgf/cm2.

Teléfonos: 0424 497 36 52E-Mail: [email protected]

Web Site: josue-echenagucia-ingenieriayarquitec.blogspot.com

mailto:[email protected]



- Cordón diagonal de la Armadura:SIDOR 2L 35x35x6 (ángulos)

- Cordón horizontal de la Armadura:SIDOR 2L 20x20x3 (ángulos)

- Vigas principales de la mezzanina : CONDUVEN 300x100 (rectangular)

- Vigas secundarias de la mezzanina (correas) :

CONDUVEN 180x65 (rectangular)

- Columna intermedia de la mezzanina : SIDOR IPN 160x74 (perfil I)

- Columna de la escalera :SIDOR IPN (80x35)

- Columna del Galpón:SIDOR U (120x45) (2U apareados)

El diseño y cálculo se hizo siguiendo la metodología del L.R.F.D (Load and Resístanse Factor Desing for Steel), Método de los Estados Limites, que consiste en el diseño de acero por factores de carga y resistencia mayoradas, proporcionando así una mayor confiabilidad en el diseño.

Para el diseño de toda estructura es necesario estimar la carga que va a soportar a lo largo de su vida útil. Para este análisis de carga se analizan diferentes situaciones que pueden cumplirse en la estructura, variando éstas de acuerdo al nivel de diseño que se requiera. Estas cargas van a depender directamente del uso y el predimensionado de la estructura. Dichas cargas se dividen en dos, permanentes y Variables.

Las acciones permanentes son las que actúan continuamente sobre el galpón y cuya magnitud puede considerarse invariable en el tiempo, como las cargas debidas al peso propio de los componentes estructurales y no estructurales. Para la determinación de estas cargas se usarán los pesos de los materiales y elementos constructivos a emplear en el galpón.

Las acciones variables son aquéllas que actúan sobre el galpón con una magnitud variable en el tiempo y que se deben a su ocupación y uso habitual. Estas cargas se determinarán mediante estudios estadísticos que permitan describirlas probabilísticamente. Cuando no se disponga de estos estudios a de una información más precisa, se podrá usar valores no menores a los indicados en las normas la cual está organizada según los usos de la edificación y sus ambientes.

En este caso se realizaron análisis de cargas para las correas cordones y vigas de la armadura de techo, para las vigas principales y secundarias de la





UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO mezzanina, la viga de la escalera y por ende las columnas que conforman todo el galpón industrial.

En el análisis de carga de las correas se tomaron en cuenta las cargas variables, la carga del viento y las cargas permanentes conformadas por el peso propio de las vigas y el peso de la cubierta de Acerolit, con estos valores se cargó el elemento trabajándolo como una viga sin arriostramientos laterales, hallando su momento máximo y las reacciones de las condiciones de apoyo (fijo en sus extremos), con la condición de cargas más desfavorable (1.2CP+1.6CV+0.8W) realizando su diseño a flexión pura.

Para el análisis de carga de la mezzanina , se hizo un estudio de cargas para un sistema constructivo propuesto por las alumnas en este proyecto, se considera una losa maciza de concreto con LOSACERO.

Para el análisis de carga de la escalera se consideró el peso propio del perfil, el peso de los escalones de madera y peso de las láminas de acero de la contrahuella como cargas permanentes y como cargas variables solo se considera el uso de la misma.

Para el análisis de cargas de las columnas de la estructura se diseñó en base a las solicitaciones más desfavorables de viento y las ejercidas por las vigas principales, las columnas van empotradas en su base a la fundación de concreto, y se sueldan a las planchas de base en todo el contorno. El anclaje en el concreto se realizan mediante pernos, que absorben eventualmente momentos flectores debidos a las fuerzas laterales del viento, o a la excentricidad de las cargas; No se presenta en este trabajo el diseño y el cálculo de dicho anclaje.

En este proyecto se decidió trabajar con diferentes perfiles de la siguiente forma, para las columnas externas del galpón Perfiles U apareados (SIDOR), se hizo el análisis por medio de solicitaciones combinadas (Flexo-Compresión); para las columnas internas del galpón perfiles I (SIDOR); se quiso mostrar el diseño de la columna de la escalera y la mezzanina mostrando que en ellas solo intervienen la reacción proveniente del peso propio de las misma, al igual es un perfil I (SIDOR) cuyo análisis se hizo a compresión pura.

La placa Base de la columna se diseño basándose en la carga transmitida por la columna y un área supuesta, se chequea comparando que el momento





UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO actuante sea menor que el momento resistente de la placa ó que el esfuerzo máximo de la placa sea menor que el esfuerzo admisible del concreto.

Para las uniones de cada miembro se presenta el diseño por soldadura; proceso en el que se unen partes metálicas mediante el calentamiento de sus superficies a un estado plástico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adición de otro metal fundido. La soldadura se presenta como una ventaja económica porque el uso de la misma permite grandes ahorros en el peso del acero utilizado; ya que permite eliminar un gran porcentaje de las placas de unión y de empalme, tan necesarias en las estructuras remachadas o atornilladas, así como la eliminación de las cabezas de remaches o tornillos.

En este proyecto se presenta la soldadura tipo Filete las cuales son más resistentes a la flexión, a la tensión y a la compresión que al corte y según el tipo de junta usada la presentamos en forma de TE. El método para determinar la resistencia de la soldadura de filete, se usa sin tomar en cuenta la dirección de la carga y utilizando filetes transversales ya que son un tercio más resistentes que los filetes longitudinales debido a que el esfuerzo está más uniformemente repartido en su longitud total.

El procedimiento escogido para soldar, es soldadura por arco eléctrico (arco protegido), utilizando electrodos E70 con punto de cedencia igual a 3500 Kg/cm2 y una ruptura a tensión de 4920 Kg/cm2.

MEMORIA DE CALCULO





UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO DISEÑO DEL TECHO:

-P= Δ

D⇒ Δ=P∗D=35

100∗10=3 . 5m

-Tgα=3. 5

10⇒α=arctg

3 .510

=19 . 29

- Li=√ (3 .5 )2+(10 )2=10 .59m

-N sep=

LiScmax

=10.59m1 .75m

=6 .05

- son 7 correas

-Scnodo=

10 .59m4

=2 .65m⇒Separación entre nodos

-Scint er=

10 . 59m8

=1 .32m⇒Separación entre correas intermedias

- Sc Smáx1.32m 1.75m

NOTA: Se debieron colocar 2 correas más de modo que la separación entre nodos cumpliera con la separación máxima exigida en el trabajo, por lo tanto el número de correas es 9.



P = 35%

3.50 m

10.59 m

10 m10 m

20 m

2.65m

1.32m




1. ANÁLISIS DE CARGAS:

CORREAS DEL TECHO:

Acerolit sobre perfiles VP (doble Te) PROPERCA.

CARGA PERMANENTE:

- Peso cubierta Acerolit: Pt=6 .50

Kg

m2∗1.32m=8 .58

Kgm

- Peso propio de la correa: Pc=9 .70

Kgm

. .. .. . .. .=9 . 70Kgm

Wcp=18 .28

Kgm

CARGA DE VIENTO:

-q=50

Kg

m2

-Pv=1. 2∗Sen (α )∗q=1. 2∗Sen (19 .29 )∗50

Kg

m2=19 .82

Kg

m2

Según la norma, para techos con inclinaciones mayores al 10, debe diseñarse con

una sobrecarga de viento, en ningún caso menor de 50

Kg

m2.

-Pv=19 .82

Kg

m2

50Kg

m2

Pv=50Kg

m2






-Cv=P∗Sc=50

Kg

m2∗1. 32m=66

Kgm

-Wv=66

Kgm

-Wmy=Wcp∗Cos α=18 . 28

Kgm

∗Cos (19 .29 )=17 . 25Kgm

-Wmx=Wcp∗Senα=18 .28

Kgm

∗Sen (19 . 29 )=6 . 04Kgm

-Wxdef=CMx=6 .04

Kgm

-Wydef=WMy+Wv=17 . 25

Kgm

+66Kgm

=83.25Kgm

MAYORACION DE LAS CARGAS:

Combinación de cargas para estructuras de acero.



Wcv Wcp

X

Y




-Wux=1. 4CMx=1. 4∗6 . 04

Kgm

=8 .46Kgm

-Wuy=1. 2CMy+1 .3Wv=1 .2∗17 .25

Kgm

+1 . 3∗66Kgm

=106 .5Kgm

MOMENTO ULTIMO MAYORADO:

-Mux=Wuy∗L2

8=

106 . 5Kg

m∗(4m )2

8=213Kg−m

-Muy=Wux∗L2

8=

8 . 46Kg

m∗( 4m )2

8=16 .92Kg−m

1. DISEÑO DE VIGAS SECUNDARIAS (CORREAS):

Suponiendo perfil VP (120x 9.70) de PROPERCA, sección doble te, basada en la teoría LRFD.






-

Z= Mactφb∗Fy

=213Kg−m∗100

0. 9∗2530Kg

cm2

=9 . 35 cm3

- Mxmax=213Kg−m

-Vmax=

Wy∗L2

=106 . 5

Kgm∗4m

2=213Kg

CHEQUEOS

DISEÑO POR FLEXION:

CARACTERÍSTICAS DEL PERFIL SUPUESTO:

VP 120 x 9.7 b = 0.90 d = 120 mm bf = 100 mm tw = 3.0 mm tf = 4.5 mm A = 12.3 cm2

Ix = 335 cm4

Iy = 75 cm4

rx = 5.21 cm ry = 2.47 cm Zx= 61.2 cm3

Zy = 22.7 cm3

Sx = 55.7 cm3

Sy = 15 cm3 Lb = 0 ( Suponiendo soporte lateral continuo en su ala a compresión y

debido a que el techo arriostra lateralmente a la correa)

DISEÑO PLÁSTICO:






-Mp=Zx∗Fy=61. 2cm3∗2530

Kg

cm2=1548 .36Kg−m

- φb∗Mp=0 . 90∗1548. 36Kg−m=1393. 52Kg−m

-My=Fy∗Sx=2530

Kg

cm2∗55 . 7cm3=1409 . 21Kg−m

- 1 .5My=1.5∗(1409 .21Kg−m )=2113.82Kg−m

- Mp 1.5 My1548.36 Kg-m 2113.82 Kg-m

- Mux Mp. b213 Kg-m 1393.52 Kg-m Cumple por FLEXION.

-e= Mux

φb∗Mp=213Kg−m

1393 . 52Kg−m=0 . 15

El VP 120x9.70, es el perfil más pequeño de la serie estándar de las tablas de PROPERCA, por lo tanto se chequea por flecha y corte.

CHEQUEO POR CORTE:

-

htw

≤2 . 4√ EFy

-

dtw

=120mm3mm

=40






-

2 .4√ 2 .1x 106Kgcm2

2530Kg

cm2

=69 .14

- 40≤69 . 14 Cv = 1

- Aw=120mm∗3mm=360mm2=3. 60cm2

-Vt=0 .6⋅Fy⋅Aw⋅Cv⋅φb=0. 90∗0 . 6∗2530

Kgcm2

∗3 .60 cm2∗1=4918 .32Kg

- Vt Vmax 4918.32 Kg 213 Kg

CHEQUEO POR FLECHA:

-f= 5⋅Wy⋅L4

384⋅E⋅Ix=

5∗83 . 25x 10−2∗(400 )4

384∗2 .1 x10−6∗335cm4=0. 39

-f max= L

200=400

200=2

- f fmax 0.39 2






2. ANALISIS DE CARGA DE LA ARMADURA:

CARGA PERMANENTE:

- Peso del Techo:

Pt=Pt∗2∗Li∗Sa=6 . 50Kg

m2∗2∗10 .59m∗4m=550 . 68Kg

Peso de las correas:

Pc=No .correas∗Pc∗Sa=9∗9 . 7Kgm

∗4m∗2=698 . 4Kg

- Peso propio de la armadura:

Pp=1 . 95∗S∗L+0 . 64∗S∗L2=1 . 95∗4m∗20m+0 . 64∗4m∗(20m )2=1180 Kg

- Wcm=2429. 08Kg

CARGA VARIABLE:

Para un techo inaccesible y una pendiente mayor al 15% se obtiene una carga

variable de 50 Kg/m2 que a su vez se puede transformar en una carga por correa

de 50 Kg/ml.

- CARGA DE VIENTO:

-Cv=50

Kg

m2∗10 . 59m∗4m=2118Kg

-Px(viento)=529 .5Kg∗Sen (19 . 29 )=174 . 92Kg






Internas

-Py(viento )=529 .5Kg∗Cos (19.29 )=499 .77Kg

- Px=264 .75Kg∗Sen (19 . 29 )=87 .46Kg Externas

- Py=264 .75Kg∗Cos (19 .29 )=249 .87Kg

POR CARGA PERMANENTE:

-Pi=2429 .08Kg

7+1=303 .64Kg

-Pe=Pi

2=303. 64Kg

2=151. 82Kg

POR CARGA VARIABLE:

- CARGA DE VIENTO:

-Pi= Ptv

ni+1=2118Kg

3+1=529.5Kg

-Pe=Pi

2=529 . 5Kg

2=264 .75Kg






CARGAS FINALES DE LA ARMADURA:

- 1 .2⋅Cp+1 .3⋅W=1.2 (303. 64Kg )+1 .3 (249 . 87Kg )=689 . 2Kg

- 1 .2⋅Cp+1 . 3⋅W=1. 2 (303. 64Kg )+1 .3 ( 499 .77Kg )=1014 .07Kg

- 1 .2⋅Cp+1 .3⋅W=1. 2 (151.82Kg )+1. 3 (249.87Kg )=507.015Kg Externa

- 1 .2⋅Cp=1.2 (303 .64Kg )=364 .37Kg Interna

- 1 .2⋅Cp=1. 2 (151.82Kg )=182 .18Kg Externa

- 1 .3⋅W=1 .3 (174 .92Kg )=227 .40Kg Interna

- 1 .3⋅W=1 .3 ( 87. 46Kg )=113.70Kg Externa

(LO VAMOS A COMPROBAR EN CLASE)



InternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternasInternas



UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO Armadura con desplazamientos

(LO VAMOS A COMPROBAR EN CLASE)

DISEÑO DE LOS CORDONES DE LA ARMADURA:






Para el diseño de los cordones, se utilizarán las fuerzas más cargadas del grupo,

así como la de mayor longitud de la barra.

MIEMBROS MAS DESFAVORABLES:

Los miembros de la armadura 5, 6, 14 y 22, se diseñarán con perfiles Te, de manera que cumpla con los requisitos de conexión y también para ahorrar la colocación de cartelas. Este arreglo de dichos miembros se realizó con la finalidad de proporcionar soportes que impidan l movimiento lateral y la torcedura.

DISEÑO POR SOLICITACIONES COMBINADAS DEL CORDÓN SUPERIOR (FLEXO-COMPRESION):





UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO Suponiendo un perfil TCP 80x14.7 de PROPERCA, sección TE, basados en la teoría de agotamiento resistente (L.R.F.D).


A=18.7cm2 as=1 rx=1.96cm ry=4.06cm J=4.43cm2

Cw=23.3cm6

ro=4.60cm =0.961

Solicitaciones de diseño:

Vmax=106.5kg

Mmax=141.11kg-m

Teléfonos: 0424 497 36 52

E-Mail: [email protected] Site: josue-echenagucia-ingenieriayarquitec.blogspot.com

PL/4=M=141.11Kg-m

4

1

P=213Kg

1.325 m

1.325 m

2.65 m 8490 K g.

8490 K g.




Pu = 8490 Kg

Lx = L

Ly = L/2

Lx = 265 cm

Ly = 265 cm/2 = 132.5 cm

At = 16.6 cm2

rx = 1.96 cm

ry = 4.06 cm

Kx⋅Lxrx

=1∗265cm1. 96 cm

=135 .89

Ky⋅Lyry

=1∗132 .5cm4 .06cm

=32. 64

Se escoge el mayor : 135.89

Se prediseña según la teoría de agotamiento resistente LRFD, siguiendo los siguientes fundamentos teóricos, se debe cumplir que:



41P=




- Si Nu

φcNt≥0 .2

- Si Nu

φcNt¿ 0 .2¿

Donde:

Nu =8490kg

Calculo de la resistencia teórica a compresión cMt:

a) Por pandeo flexional:

Nt=φc⋅Fcr⋅A

λc= K⋅Lr⋅π

⋅√ FyE =135.89π √2530

Kgcm2

2.1x 106Kgcm2

=1 .50

c 1.5 ; entonces:



NuφcNt

+ 89 ( Mux

φ bMtx+ MuyφbMty )≤1 .0

Nu2φc Nt

+( MuxφbMtx

+ MuyφbMty )≤1 . 0




Fcr=φas [0 .658φ as⋅λc2 ]⋅Fy=1 [ 0 .6581. 52 ]¿2530

Kgcm2=986 .57

Kgcm2

Nt=0. 85⋅986 .57Kg

cm2⋅18 .7cm2=15681.56Kg

b) Por pandeo flexo-torsional:

Nt=φc⋅Fcr⋅A

λe=√ FyFe para perfiles con simetría simple en los que el eje Y de simetría:

Fe=F ft

F ft=Fey+Fez

2 β [1−√1−4 FeyFez β

(Fey+Fez )2 ]Fey=

Π2E

(K y L y

r y )2=Π2×2.1x 106

32. 642=19454 . 44

kg

cm2

Fez=GJAr

02

=

2.1x 106

2.6×4 . 43

18. 7×4 . 602=9042 .59

kg

cm2

F ft=19454 . 44+9042 .592×0. 961 [1−√1−4×19454 . 44×9042. 54×0 . 961

(19454 .44+9042 .59 )2 ]=8762. 43kg

cm2

λe=√25308762 .43

=0 .54

como :λe√φas

≤1.5

F cr=φas [0 .658φasλe

2 ]F y=1 [0 . 6580 . 542 ]2530kgcm

2 =2240 . 82kg

cm2

NT=0. 85×18 .7cm2 ¿2240 . 82kgcm2 =35617 . 8kg






Domina el pandeo Flexional por lo tanto cNT=15681.56 kg

NuφcNt

=849015681 .56

=0 . 54 > 0 . 2 ; por lo tanto:

Calculo de la resistencia teórica a flexión bMt:

Lb = 1.325 m

a) Por pandeo torsional:

Lp=1. 74⋅ry⋅√Ef yLp=1. 74∗4 .06 cm∗√2. 1∗106 kg

cm2

2530kg

cm2

Lp=2. 04m

Como Lb < Lp

1.325< 2.04 m , Caso 1

Mt = Z * Fy = Mp

Fue necesario hallar el modulo elástico es Y el módulo plástico ya que en tablas de dicho perfil no aparecen:



16 cm

0.6 cm

7.1 cm

0.9 cm

6.64 cm

1.36 cm

NuφcNt

+ 89 ( Mux

φ bMtx+ MuyφbMty )≤1 .0




A = 0.6 cm * 7.1 cm + 0.9 cm * 16 cm = 18.7 cm2

Yc = desde el patín superior

Yc=(0 .9cm∗16cm )∗0.45 cm+(7 .1cm∗0 .6cm )∗4 .45cm

18 .7 cm2=1.36cm

I= 112

16cm (0. 9cm )3+0 .9 cm⋅16 cm (0 .91cm )2+ 112

0 .6 cm (7 .1cm )3+7 . 1cm⋅0. 6cm (3 .09cm )2

I=12 .89cm4+58 . 57cm4=71 . 47cm4

My = Sx * Fy

Sx= IC

=71 . 47cm4

6. 64 cm=10 . 76cm3

; donde C es la palanca entre ellos.

My=2530Kg

cm2⋅10 . 76cm3=272 .23Kg−m

1 .5My=408 . 34Kg−m

Cálculos plásticos: Eje neutro en la base del patín

Z=14 . 4 cm2∗0 .45cm+4 .26 cm2∗3 .55 cm=21.603cm3






Mp = Zx * Fy = 21.603 cm3 * 2530 Kg/cm2 = 54655.50 Kg-cm

Mp = 546.56 Kg-m

Mp 1.5 My

546.56 Kg-m 408.34 Kg-m

Mux Mp*b

b*Mp= 0.90 * 546.56 Kg-m = 491.9 Kg-m

141.11 491.9

e%= Muxφb⋅Mp

=141 . 11Kg−m491 .9Kg−m

=0. 29

Cálculo de la fuerza de flexión (Efecto P- ) :

Mux = Mumaxx 1






Ne1=Π2EA

(KLr )2=Π22 .1 x106×18 .7

(1×2 . 651. 96 )

2=20988 .71Kg

cm=1−0 .2×NuNe1

=1−0.2849020988 .71

=0 . 92

β1=cm

(1−NuNe1 )

=0.92

(1−849020988. 71 )

=1 .54>1

Mux = 141.11x1.54=218kg-m

Verificando el perfil:

0.93 1 Verifica el perfil.

DISEÑO DEL CORDÓN INFERIOR A TRACCIÓN:

Nu= 8810kg

L(m)= 2.81

Barra 1-10



Nuφt Nt

+ 89 ( Mux

φbMp )=0 .54+ 89 (218Kg−m

491 .9Kg−m )≤1



UNELLEZ VIPI-SAN CARLOS Programa: INGENIERIA, ARQUITECTURA Y TECNOLOGIA Carrera: INGENIERIA CIVIL Sub-Proyectos: PROYECTO ESTRUCTURAL EN ACERO Selección de perfiles a tracción:

POR CEDENCIA:

Nt=t*Fy*A

Amax=Nuφt F y

=8810kg

0 .9×2530kg

cm2

=3 .87 cm2

Para A=3.87cm2 se consigue un perfil: TCP 65x12.5


d = 65 mm bf = 140 mm tw = 6 mm tf = 9 mm A = 16 cm2

rx = 1.54 cm ry = 3.59 cm

Lr=2 . 81

1 .54=182. 47≤300

Nt=φ t×F y×A=0 . 9×2530×16=36432 kg

POR FRACTURA:






φ t=0 .75φ A=0 . 85

Amin=Nu

φAφ t Fu=8810

0.85×0 .75×4080=3 .39cm2

Se debe escoger la mayor de las áreas, pero cualquiera de las dos areas obtenidas, cumple con el área del perfil TCP 65x12.5

Nt= φ t×φA×Fu×A=0 . 85×0 . 75×4080×16=41616kg

Pu(diseño )=36432 kg>Pu(mayorado ) El perfil es apto

DISEÑO DEL CORDÓN DIAGONAL A COMPRESIÓN:

Nu= 2060kg

L(m)= 1.85

Barra 5-11

Suponiendo: 2L 35x35x6 (L SIDOR)







A=3.87cm2 P=3.04 I=4.13cm4

rx=ry =1.03cm J=0.448cm4

S=1.71cm3

ro=1.83cm =0.636 x=y=1.08 cm

Condición:

KLrmin

=1 x1851 .03

=179 .61≤200

I x=2 I=2×4 .13cm4=8 .26 cm4

Y=3.87×1. 08+3 . 87×1.082×3 .87

=1.08

I y=2 [4 . 13+3 .87 (1.08+0 . 3 )2 ]=23cm4

r y=√I y2 A=√23

2×3 .87=1 .724 cm



(Espesor del alma de la TE)

1.08 cm

1.08 cm

0.6 cm

X

Y

Articul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-ArticulArticul-Articul




a) Por pandeo flexional:

Nt=φc⋅Fcr⋅A

λc= K⋅Lr⋅π

⋅√ FyE =179. 61π √2500

Kgcm2

2 . 1x 106Kgcm2

=1 . 972

c 1.5 ; entonces:

Fcr=[ 0.877

1 .9722 ]×2500=563. 80kg

cm2

Nt=0. 85×7 .74 cm2×563 . 80kg

cm2=3709. 24Kg

b) Por pandeo flexo-torsional:

Nt=φc⋅Fcr⋅A

Fe=F ft

F ft=Fey+Fez

2 β [1−√1−4 FeyFez β

(Fey+Fez )2 ]Teléfonos: 0424 497 36 52

E-Mail: [email protected] Site: josue-echenagucia-ingenieriayarquitec.blogspot.com




( KLr )0=1×1. 85

1. 724=107 . 31

Para las soldaduras tenemos la siguiente ecuación:

( KLr )m=√( KLr )

20+0 . 82

α2

(1+α 2) [ ar ib ]

2

α= h2 rib (razón de separación)

h= Distancias entre centroides de las componentes al eje del pandeo del

miembro.

ari

≤34KLr

a= separación entre conectores.

a= 92.5 cm (a la mitad)

ri=0.669 cm

92 .50 .669

≤34

107 . 31

138.27>>80.48 (no se cumple por lo tanto se prueba a=L

4 )

a=

1854

=69 .13 verifica






( KLr )m=√ (107 .31 )2+0 .82

1 . 342

(1+1. 342) [1851 . 03 ]

2

=168 .84

h=1.08x2+0.6=2.76cm

α= 2.761.03×2

=1. 34

Fcrz=GJAr

02

J=0.488cm4= 2*0.488cm4=0.98cm4

Fcrz =

2 .1 x106

2 .6×0 . 98

7 .74×1. 832=30537 . 18

kgcm2

Tf=6mm=0.6cm

r02=X0

2+Y 02+r

x2+r y

2

r02=0+0 .482+1 .032+1 .7242=4 .2631cm

β=1−[X02+Y 02

r02 ]=1−[0 . 482

4 . 2631 ]=0.946

λe=KLrΠ √FyFe =107 . 31

Π √25002 . 1x 106

=1 .18

λe√φas

≤1.5

Fcr=φas [0 .658φas λe

2 ]F y=1 [0 .6581 .1822 ]2500kgcm

2 =1395 . 85kgcm2






F ft=30537 . 18+1395 .852×0. 946 [1−√1−4×30537. 18×1395. 85×0 . 946

(30537 . 18+1395 .85 )2 ]=1392. 26kg

cm2

Nt=0. 85×7 .74 cm2×1392 . 26kg

cm2=9159. 67Kg

Pu(diseño )=3709 .24 kg>Pu(mayorado ) el perfil es apto

DISEÑO DEL CORDÓN HORIZONTAL A TRACCIÓN:

Nu= 1520kg

L(m)= 2.81

Barra 3-14

Selección de perfiles a tracción:

POR CEDENCIA:

Nt=t*Fy*A

Amax=Nuφt F y

=1520kg

0 .9×2500kg

cm2

=0 .68cm2

Amax=2*0.68cm2=1.34cm2






Para A=1.34cm2 se consigue un perfil: 2L 20x20x4 (SIDOR)


d = 20 mm A = 1.45cm2

I=0.488cm4

P=1.14kg/m Tf=4mm

Nt=φ t×F y×A=0 . 9×2500

kg

cm2×2×1.45cm2=6525kg

Nt(diseño)>Nt

POR FRACTURA:

Ae=0.85x2A=0.85x1.45x2=2.47cm2

Nt= 0 .75×Fu×Ae=0 .75×4080×2 .47=7542 . 9kg

Se escoge el menor: Nt= 6525 kg

Pu(diseño )=36432 kg>Pu(mayorado ) El perfil es apto




calculo de galpón industrial parte 1

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