EDIFICIO BUCAREST

CI-BU-01.0-A

REVISIÓN A

FECHA : 12-Octubre-2014

INGENIERÍA ESTRUCTURAL: VERIFICACIÓN DE MUROS CORTINAS

MEMORIA DE CÁLCULO

VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE MULLIONS

MURO CORTINA

INGENIERO : Mauricio Riquelme

Edificio Bucarest CI-BU-01.0-A 1 de 13

Tabla de Contenidos

Edificio Bucarest

CAPÍTULO 1.0: Verificación Estructural de Mullions, Muro CortinaCAPÍTULO 1.0: Verificación Estructural de Mullions, Muro CortinaCAPÍTULO 1.0: Verificación Estructural de Mullions, Muro CortinaCAPÍTULO 1.0: Verificación Estructural de Mullions, Muro Cortina

1.0.1 Determinación de las Cargas sobre el Muro Cortina1.0.1 Determinación de las Cargas sobre el Muro Cortina1.0.1 Determinación de las Cargas sobre el Muro Cortina1.0.1 Determinación de las Cargas sobre el Muro Cortina

1.0.2 Análisis Estructural del Muro Cortina1.0.2 Análisis Estructural del Muro Cortina1.0.2 Análisis Estructural del Muro Cortina1.0.2 Análisis Estructural del Muro Cortina

1.0.3 Verificación de los Mullions de Aluminio1.0.3 Verificación de los Mullions de Aluminio1.0.3 Verificación de los Mullions de Aluminio1.0.3 Verificación de los Mullions de Aluminio

1.0.4 Conclusiones1.0.4 Conclusiones1.0.4 Conclusiones1.0.4 Conclusiones

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Definiciones

Unidades

tonf 1000 kgf⋅≡ ton 1000 kg⋅≡ ORIGIN 1≡

Propiedades de los Materiales

Aluminio

Ftu 22ksi:= : Tensión última a la tracción del aluminio AA6063-T5.

Fty 16ksi:= : Tensión de fluencia a la tracción del aluminio AA6063-T5.

Fcy 16ksi:= : Tensión de fluencia a la compresión del aluminio AA6063-T5.

Fy min Fcy Fty, ( ):= Fy 110.3 MPa⋅= : Tensión de fluencia menor del aluminio AA6063-T5.

Ea 70000MPa:= : Módulo de elasticidad del aluminio AA6063-T5.

γa 2700kgf m3−

⋅:= : Peso específico del aluminio.

Cristal

γc 2500kgf m3−

⋅:= : Peso específico del cristal.

Acero

γs 7850kgf m3−

⋅:= : Peso específico del acero.

Es 200000MPa:= : Módulo de elasticidad del acero.

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CAPÍTULO 1.0: Verificación de Mullions

1.0.1 Determinación de lasCargas sobre el Muro Cortina

1.0.1.1 Geometría

Ancho colaborante: B 1120mm:=

Largo del mullion: L 3100mm:=

Espesores del cristales de Termopanel:

Espesor de cristal monolíticotemplado exterior: ec

16mm:=

Espesor de cristal monolíticotemplado interior: ec

26mm:=

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1.0.1.1.1 Propiedades Geométricas de los Mullions

Propiedades de Extrusión de Aluminio TU101.6x62.2x1.8

Alto: H1

101.6mm:=

Ancho: B´1

62.6mm:=

Espesor: t1

1.8mm:=

Anchor Efectivo: b1

B´1

2 t1

⋅−:= b1

59 mm⋅=

Área: A1

1200.956mm2

:= A1

12 cm2

⋅=

Inercia respecto eje x-x: Ixx1

1514852.203mm4

:= Ixx1

151.5 cm4

⋅=

Módulo Seccional respecto a eje x-x: Sxx1

Ixx1

52.7mm:= Sxx

128.7 cm

3⋅=

Inercia respecto eje y-y: Iyy1

587053.170mm4

:= Iyy1

58.7 cm4

⋅=

Módulo Seccional respecto a eje y-y: Syy1

Iyy1

34.0mm:= Syy

117.3 cm

3⋅=

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1.0.1.2 Definición de Cargas

1.0.1.2.1 Carga Permanente: Peso Propio

Peso por unidad de área de cristal: qc γc ec∑⋅:= qc 30kgf

m2

⋅=

Peso por unidad de área de aluminio (estimación):

qa 5kgf

m2

:=

Peso Propio del muro cortina: PP qc qa+( ) B⋅ L⋅:= PP 121.5 kgf⋅=

1.0.1.2.2 Carga Eventual: Viento (NCh 432 Of.71)

Presión básica de viento: qv 107.9kgf

m2

:=

Coeficiente de forma: Cd 0.8:=

Presión para diseño por viento: qd Cd qv⋅:= qd 86.3kgf

m2

⋅=

Para la verificación del cristal, se asume que la presión de viento corresponde a una ráfaga de 3-seg de acuerdo a lanorma ANSI/ASCE 7-05.

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1.0.1.2. 3 Carga Eventual: Sobrecarga de Seguridad (Ordenanza General de Urbanis-mo y Construcciones)

Barandas

Artículo 4.2.7. Todas las aberturas de pisos, mezaninas, costados abiertos de

escaleras, descansos, pasarelas, rampas, balcones, terrazas, y ventanas de

edificios que se encuentren a una altura superior a 1 m por sobre el suelo

adyacente, deberán estar provistas de barandas o antepechos de solidez

suficiente para evitar la caída fortuita de personas. Dichas barandas o

antepechos tendrán una altura no inferior a 0,95 m, medido desde el nivel de

piso interior terminado y deberán resistir una sobrecarga horizontal, aplicada

en cualquier punto de su estructura, no inferior a 50 kilos por metro lineal,

salvo en el caso de áreas de uso común en edificios de uso público en que

dicha resistencia no podrá ser inferior a 100 kilos por metro lineal.

En los tramos inclinados de escaleras se admitirá una altura mínima de baranda

de 0,85 m, medida desde la nariz de los peldaños.

La baranda se podrá suprimir en caso de recintos con fachada de cristales

fijos o ventanas cuya apertura no sobrepase 0,12 m, que cuenten con antepecho,

baranda o refuerzo interior de al menos 0,60 m de altura, medido desde el

nivel de piso interior terminado, y que certifiquen una resistencia de los

cristales a sobrecargas horizontales no inferior a la indicada en el inciso

primero de este artículo.

En los sectores accesibles para personas con discapacidad, cuando la altura

del piso sobre el suelo adyacente sea de entre 0,30 m y 1 m, se deberá

disponer un borde resistente de una altura no inferior a 0,30 m,

precedido de un cambio de textura en el pavimento a 0,50 m del borde.

Las barandas transparentes y abiertas tendrán sus elementos estructurales y

ornamentales dispuestos de manera tal que no permitan el paso de una esfera

de0,125 m de diámetro a través de ellos.

En las escaleras las aberturas triangulares formadas por la huella, la

contrahuella y la barra inferior de la baranda podrán admitir el paso de una

esfera de 0,185 m de diámetro.

Se exceptúan de lo dispuesto en este artículo los andenes de transporte de

personas o de carga y descarga de productos, los escenarios y otras

superficies cuya función se impediría con la instalación de barandas o

Antepechos.

Sobrecarga de seguridad: qsc 100kgf

m:= Área de uso público

La carga que especifica la norma se aplica en el punto más desfavorable de la baranda, que debe tener una altura mínimade 95 cm, medido desde el nivel de piso terminado.

1.0.1.3 Combinaciones de Carga

C1 : PESO PROPIO Normal

C2 : PESO PROPIO + SOBRECARGA DE USO Eventual

C3 : PESO PROPIO + VIENTO Eventual

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1.0.1.4 Deformación Admisible

Se utilizaron las recomendaciones para deformaciones admisibles especificados en el documento AAMA TIR-A11-04(Editorialmente Revisado el 2/2004): "Maximum Allowable Deflection of framing Systems for Building Cladding Componentsat Design Wind Loads".

Deformación Horizontal Admisible

Deformación admisible: ∆h.allow L( )L

175L 13ft 6in+<if

L

240

1

4in+ otherwise

:=

Deformación Vertical Admisible

Deformación admisible: ∆v.allow L( )L

360:=

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CAPÍTULO 1.0: Verificación de Mullions

1.0.2 Análisis Estructural del Muro Cortina

1.0.2.1 Análisis Estructural de los Mullions - Combinación de Carga C2: PP + SOBRECARGA DE USO

1.0.2.1.1 Análisis Estructural de los Mullions debido a Combinación C2

(From Aluminum Design Manual, 2005 Ed., page VII-105)

Distancias de aplicación de carga: a 950mm:=

b L a−:= b 2150 mm⋅=

Carga de viento distribuida: P1

qsc B⋅:= P1

112 kgf⋅=

Momento máximo respecto a eje x-x: Mmax1

P1a⋅ b⋅

L:= Mmax

173.8 kgf m⋅⋅=

Deformación máxima: ∆max1

P1a⋅ b⋅ L b+( )⋅

27

3 a⋅ L b+( )⋅

Ea Ixx1

⋅ L⋅⋅:= ∆max

15.1 mm⋅=

Reacciones horizontales: R1 1,

P1b⋅

L:= R

1 1, 77.7 kgf⋅=

R1 2,

P1a⋅

L:= R

1 2, 34.3 kgf⋅=

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1.0.2.2 Análisis Estructural de los Mullions - Combinación de Carga C3: PP + VIENTO

1.0.2.2.1 Análisis Estructural de los Mullions debido a Combinación C3

(From Aluminum Design Manual, 2005 Ed., page VII-106)

Carga de viento total: W qd L⋅ B⋅:= W 299.7 kgf⋅=

Carga de viento distribuida: wW

L:= w 96.7

kgf

m⋅=

Momento máximo respecto a eje x-x: Mmax2

w L2

⋅

8:= Mmax

2116.1 kgf m⋅⋅=

Deformación máxima: ∆max2

5

384

w L4

⋅

Ea Ixx1

⋅⋅:= ∆max

210.8 mm⋅=

Reacción horizontal: R2w L⋅

2:= R2 149.9 kgf⋅=

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CAPÍTULO 1.0: Verificación de Mullions

1.0.3 Verificación de los Mullions de Aluminio

1.0.3.1 Verificación Estructural de Mullion para Sobrecarga de Uso

1.0.3.1.1 Verificación Estructural de Mullion respecto a su Eje Fuerte

Longitud no arriostrada: Lb L:= Lb 3100 mm⋅=

Constante Torsional: J Jt H1B´1

, t1

, ( ):= J 82.5 cm4

⋅=

S

Lb Sxx1

⋅

Iyy1J⋅

2

:=Esbeltez: S 256= Section 3.4.14.

Section 3.4.14: Compresion in elements, extreme fiber, gross section (Tubular Shapes)

Tensión admisiblesegún fórmula 14: Fb.14 S Lb, Iyy

1, J, Sxx

1,

64.7 MPa⋅=

Section 3.4.16: Compresion in elements, flat elements supported on both edges (Tubular Shapes)

Esbeltez Local: λ1

b1

t1

:= λ1

32.8=

Tensión admisiblesegún fórmula 16:

Fb.16 λ1( ) 62.6 MPa⋅=

Comparando la tensión admisible de Fb.14 y Fb.16, el menor valor es:

Tensión admisible: Fb.x min Fb.14 S Lb, Iyy1

, J, Sxx1

,

Fb.16 λ1( ),

:= Fb.x 62.6 MPa⋅=

Tensión de trabajo: fb.x

Mmax1

Sxx1

:= fb.x 25.2 MPa⋅=

Factor de Utilización: FU1

fb.x

Fb.x

:= FU1

0.40= ≤ 1.0 OK

1.0.3.1.2 Verificación de Deformación Horizontal del Perfil

Deformación horizontal: ∆max1

5.133 mm⋅=

Deformación horizontal admisible: ∆h.allow L( ) 17.71 mm⋅=

Factor de deformación horizontal: FD1

∆max1

∆h.allow L( ):= FD

10.29= ≤ 1.0 OK

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1.0.3.2 Verificación Estructural de Mullion para Carga de Viento

1.0.3.2.1 Verificación Estructural de Mullion respecto a su Eje Fuerte

Longitud no arriostrada: Lb L:= Lb 3100 mm⋅=

Constante Torsional: J Jt H1B´1

, t1

, ( ):= J 82.5 cm4

⋅=

S

Lb Sxx1

⋅

Iyy1J⋅

2

:=Esbeltez: S 256= Section 3.4.14.

Section 3.4.14: Compresion in elements, extreme fiber, gross section (Tubular Shapes)

Tensión admisiblesegún fórmula 14: Fb.14 S Lb, Iyy

1, J, Sxx

1,

64.7 MPa⋅=

Section 3.4.16: Compresion in elements, flat elements supported on both edges (Tubular Shapes)

Esbeltez Local: λ1

b1

t1

:= λ1

32.8=

Tensión admisiblesegún fórmula 16:

Fb.16 λ1( ) 62.6 MPa⋅=

Comparando la tensión admisible de Fb.14 y Fb.16, el menor valor es:

Tensión admisible: Fb.x min Fb.14 S Lb, Iyy1

, J, Sxx1

,

Fb.16 λ1( ),

:= Fb.x 62.6 MPa⋅=

Tensión de trabajo: fb.x

Mmax2

Sxx1

:= fb.x 39.6 MPa⋅=

Factor de Utilización: FU2

fb.x

Fb.x

:= FU2

0.63= ≤ 1.0 OK

1.0.3.2.2 Verificación de Deformación Horizontal del Perfil

Deformación horizontal: ∆max2

10.751 mm⋅=

Deformación horizontal admisible: ∆h.allow L( ) 17.71 mm⋅=

Factor de deformación horizontal: FD2

∆max2

∆h.allow L( ):= FD

20.61= ≤ 1.0 OK

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CAPÍTULO 1.0: Verificación de Mullions

1.0.4 Conclusiones

Al efectuar el análisis de los resultados, se puede demostrar que al aplicar la carga de viento especificada según la normachilena, NCh 432 Of.71, y la sobrecarga de uso especificada en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones enla zona muro cortina, el mullion, con las propiedades especificadas en la presente memoria, de la obra "Edificio Bucarest",verifica estructuralmente las solicitaciones a las que fue sometido.

Mauricio Riquelme Alvarado Ingeniero Civil, mención Estructuras y Construcción

Magíster en Ciencias, mención Geofísica Reg. Col. Ing. 23.379-0

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