DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Y MADERA PROYECTO DE AULA 2011-2

Punto 1: Consideraremos que todas la estructuras están desplantadas en suelo tipo C para efectos del cálculo de la fuerza sísmica.

A. Nombre: Identificación del proyecto elegido para hacer el análisis debe, debe tratarse de una estructura metálica de acero sobre la cual se pueda tener evidencia fotográfica y exista la posibilidad de realizar un levantamiento geométrico de las dimensiones de elementos y de la estructura en general, debe ser una estructura externa a la universidad. La estructura debe estar construida en alguno o algunos de los perfiles comerciales vaciados en caliente que se han estudiado.

B. Descripción del proyecto: en qué consiste la edificación que se va calcular y a diseñar.

C. Localización: ciudad, zona sísmica.D. Sistema estructural: Describir el sistema estructural, por ejemplo pórticos de

acero, o armadura espacial plana o combinación de ambos.E. Grupo de uso estructural I, II. III. IV según su utilización.F. Cargas muertas sin mayorar por metro cuadrado de construcción.G. Cargas vivas de diseño de acuerdo a la NSR-10 titulo-B.H. Fuerza sísmica de diseño: Cortante en la base de la estructura que quiere

estimarse medida como F= SaW.I. Espectro de diseño completo. Revisar titulo A de la NSR_10 y graficar el

espectro.J. Distribuir las fuerzas verticales debidas al peso propio en los nudos de la

armadura o como fuerza distribuida en el caso de un pórtico sobre las vigas del pórtico.

K. Gráficos a presentar:o Espectro de diseño sin reducir (elástico)

o Esquema de cargas muertas sobre la estructura

o Esquema de cargas vivas sobre a la estructura

o Esquema de fuerzas sísmicas sobre el pórtico usando el método de

la fuerza estática equivalente.o Dibujo del levantamiento de la estructura en plano

o Fotos de la estructura que se muestren detalles para el diseño de

conexiones y elementos.

A) Parqueadero de la Unidad Residencial Bariloche 2 en el sector María Auxiliadora Municipio de Marinilla, departamento de Antioquia.

Figura 1. Municipio de Marinilla

A continuación se presenta la galería de fotos de la estructura contemplada en el trabajo.

Foto 1, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 2, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 3, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 4, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 5, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 6, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 7, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 7, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 8, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

Foto 9, Parqueaderos, Unidad Residencial Bariloche 2

B) La edificación es un pórtico en acero con elementos soldados en forma de tubería rectangular pero, estos elementos serán reemplazados por perfiles comerciales W 12x106 y W12x96 debido a recomendación de la profesora y para efectos de poder realizar en trabajo cumpliendo los parámetros de utilizar perfiles fabricados en caliente.

C) La estructura se encuentra localizada en el sector de María Auxiliadora en el Municipio de Marinilla Antioquia, zona sísmica intermedia.

Figura 2, Zonas de amenaza sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av

Figura 3, Mapa de valores de Aa

Figura 4, Mapa de valores de Av

D) La estructura en estudio es un pórtico de un nivel en acero con perfiles W12x106 con una cubierta en metálica, el pórtico posee unos arrostramientos que van desde la columna hasta la viga de techo.

E) El grupo de uso estructural es igual I, ya que es una estructura que no es de vital importancia ni de albergue para personas, además no se encuentra contemplada e los otros grupos de la norma.

F) Cargas muertas son iguales a 120kg/m entonces la carga muerta por metro cuadrado es igual a 24 kg/m2

G) La carga viva de diseño es igual a 8kg/m2 H) Cortante en la base de las estructura F= SaW

Cortante basal en dirección X (ton)

Figura 5, Cálculo cortante basal en X

Cortante basal en dirección Y (ton)

Figura 6, Cálculo cortante basal en Y

I) ESPECTRO DE DISEÑO, TITULO A NSR-10

PARAMETROS DELESPECTRO DE DISEÑO

Aa (g) = 0.15Av = 0.2Fa= 1.4Fv= 2

I= 1

SaMAX (g) = 0.53To (seg) = 0.19Tc (seg) = 0.91TL (seg) = 4.8

Tabla 1, Parámetros para el cálculo del espectro de diseño

Figura 7, Espectro de diseño

J) Distribución de las cargas verticales del pórtico

Figura 8, Distribución de cargas muertas sobre el pórtico

Figura 9, Distribución de cargas vivas sobre el pórtico

Figura 10, Distribución de cargas vivas sobre el pórtico

Figura 11, Diseño de la estructura según la AISC-LFRD

Figura 12, Propiedades de las secciones.

Figura 13, Propiedades de las secciones.

Tabla 2, Reacciones

Point Load FZ

5 MUERTA 2.04

5 VIVA 0.18

5 SX 0

5 SY 0

5 CU 2.74

5 CD01 MAX 2.63

5 CD01 MIN 2.63

5 CD02 MAX 2.63

5 CD02 MIN 2.63

5 CD03 MAX 2.63

5 CD03 MIN 2.63

5 CD04 MAX 2.63

5 CD04 MIN 2.63

5 CD05 MAX 2.63

5 CD05 MIN 2.63

5 CD06 MAX 2.63

5 CD06 MIN 2.63

5 CD07 MAX 2.63

5 CD07 MIN 2.63

5 CD08 MAX 2.63

5 CD08 MIN 2.63

5 CD09 MAX 1.84

5 CD09 MIN 1.84

5 CD10 MAX 1.84

5 CD10 MIN 1.84

5 CD11 MAX 1.84

5 CD11 MIN 1.84

5 CD12 MAX 1.84

5 CD12 MIN 1.84

5 CDE01 MAX 2.63

5 CDE01 MIN 2.63

5 CDE02 MAX 2.63

5 CDE02 MIN 2.63

5 CDE03 MAX 2.63

5 CDE03 MIN 2.63

5 CDE04 MAX 2.63

5 CDE04 MIN 2.63

5 CDE05 MAX 2.63

5 CDE05 MIN 2.63

5 CDE06 MAX 2.63

5 CDE06 MIN 2.63

5 CDE07 MAX 2.63

5 CDE07 MIN 2.63

5 CDE08 MAX 2.63

5 CDE08 MIN 2.63

5 CDE09 MAX 1.84

5 CDE09 MIN 1.84

5 CDE10 MAX 1.84

5 CDE10 MIN 1.84

5 CDE11 MAX 1.84

5 CDE11 MIN 1.84

5 CDE12 MAX 1.84

5 CDE12 MIN 1.84

5 CDE13 MAX 1.84

5 CDE13 MIN 1.84

5 CDE14 MAX 1.84

5 CDE14 MIN 1.84

5 CDE15 MAX 1.84

5 CDE15 MIN 1.84

5 CDE16 MAX 1.84

5 CDE16 MIN 1.84

5 CES 2.22

5 CES01 MAX 2.18

5 CES01 MIN 2.18

5 CES02 MAX 2.18

5 CES02 MIN 2.18

5 CES03 MAX 2.18

5 CES03 MIN 2.18

5 CES04 MAX 2.18

5 CES04 MIN 2.18

5 CES05 MAX 2.18

5 CES05 MIN 2.18

5 CES06 MAX 2.18

5 CES06 MIN 2.18

5 CES07 MAX 2.18

5 CES07 MIN 2.18

5 CES08 MAX 2.18

5 CES08 MIN 2.18

5 CES09 MAX 1.23

5 CES09 MIN 1.23

5 CES10 MAX 1.23

5 CES10 MIN 1.23

5 CES11 MAX 1.23

5 CES11 MIN 1.23

5 CES12 MAX 1.23

5 CES12 MIN 1.23

5 CES13 MAX 1.23

5 CES13 MIN 1.23

5 CES14 MAX 1.23

5 CES14 MIN 1.23

5 CES15 MAX 1.23

5 CES15 MIN 1.23

5 CES16 MAX 1.23

5 CES16 MIN 1.23

5 DJST1 2.04

5 DJST2 2.22

0, 0, Base MUERTA 2.04

0, 0, Base VIVA 0.18

Figura 14, Desplazamiento máximo en X.

Figura 15, Desplazamiento máximo en Y.

Figura 16, Deriva máxima en X.

Figura 17, Deriva máxima en Y.

Figura 18, Momento de volcamiento en la dirección X.

Figura 19, Momento de volcamiento en la dirección Y.

COMBINACIONES NSR 10LOAD COMB 5 1.2CM+1.6CV1 1.2 2 1.6*Combinaciones para verificación de derivaLOAD COMB 6 1.2CM+CV+SX+0.3SZ1 1.2 2 1.0 3 1.0 4 0.3LOAD COMB 7 1.2CM+CV-SX-0.3SZ1 1.2 2 1.0 3 -1.0 4 -0.3LOAD COMB 8 1.2CM+CV+SX-0.3SZ1 1.2 2 1.0 3 1.0 4 -0.3

LOAD COMB 9 1.2CM+CV-SX+0.3SZ1 1.2 2 1.0 3 -1.0 4 0.3LOAD COMB 10 1.2CM+CV+0.3SX+SZ1 1.2 2 1.0 3 0.3 4 1.0LOAD COMB 11 1.2CM+CV-0.3SX-SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.3 4 -1.0LOAD COMB 12 1.2CM+CV+0.3SX-SZ1 1.2 2 1.0 3 0.3 4 -1.0LOAD COMB 13 1.2CM+CV-0.3SX+SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.3 4 1.0LOAD COMB 14 0.9CM+SX1 0.9 3 1.0LOAD COMB 15 0.9CM-SX1 0.9 3 -1.0LOAD COMB 16 0.9CM+SZ1 0.9 4 1.0LOAD COMB 17 0.9CM-SZ1 0.9 4 -1.0*Combinaciones para diseño de elementosLOAD COMB 18 1.2CM+CV+0.20SX+0.06SZ1 1.2 2 1.0 3 0.2 4 0.06LOAD COMB 19 1.2CM+CV-0.20SX-0.06SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.2 4 -0.06LOAD COMB 20 1.2CM+CV+0.20SX-0.06SZ1 1.2 2 1.0 3 0.2 4 -0.06LOAD COMB 21 1.2CM+CV-0.20SX+0.06SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.2 4 0.06LOAD COMB 22 1.2CM+CV+0.06SX+0.20SZ1 1.2 2 1.0 3 0.06 4 0.2LOAD COMB 23 1.2CM+CV-0.06SX-0.20SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.06 4 -0.2LOAD COMB 24 1.2CM+CV+0.06SX-0.20SZ1 1.2 2 1.0 3 0.06 4 -0.2LOAD COMB 25 1.2CM+CV-0.06SX+0.20SZ1 1.2 2 1.0 3 -0.06 4 0.2LOAD COMB 26 0.9CM+0.2SX+0.06SZ1 0.9 3 0.2 4 0.06LOAD COMB 27 0.9CM-0.2SX-0.06SZ1 0.9 3 -0.2 4 -0.06LOAD COMB 28 0.9CM-0.2SX+0.06SZ1 0.9 3 -0.2 4 0.06

LOAD COMB 29 0.9CM+0.2SX-0.06SZ1 0.9 3 0.2 4 -0.06LOAD COMB 30 0.9CM+0.2SZ+0.06SX1 0.9 4 0.2 3 0.06LOAD COMB 31 0.9CM-0.2SZ-0.06SX1 0.9 4 -0.2 3 -0.06LOAD COMB 32 0.9CM+0.2SZ-0.06SX1 0.9 4 0.2 3 -0.06LOAD COMB 33 0.9CM-0.2SZ+0.06SX1 0.9 4 -0.2 3 0.06*Combinaciones para verificación del estado de servicioLOAD COMB 34 CM+CV1 1.0 2 1.0LOAD COMB 35 CM+0.75CV+0.7SX+0.21SZ1 1.0 2 0.75 3 0.7 4 0.21LOAD COMB 36 CM+0.75CV-0.7SX-0.21SZ1 1.0 2 0.75 3 -0.7 4 -0.21LOAD COMB 37 CM+0.75CV+0.7SX-0.21SZ1 1.0 2 0.75 3 0.7 4 -0.21LOAD COMB 38 CM+0.75CV-0.7SX+0.21SZ1 1.0 2 0.75 3 -0.7 4 0.21LOAD COMB 39 CM+0.75CV+0.21SX+0.7SZ1 1.0 2 0.75 3 0.21 4 0.7LOAD COMB 40 CM+0.75CV-0.21SX-0.7SZ1 1.0 2 0.75 3 -0.21 4 -0.7LOAD COMB 41 CM+0.75CV+0.21SX-0.7SZ1 1.0 2 0.75 3 0.21 4 -0.7LOAD COMB 42 CM+0.75CV-0.21SX+0.7SZ1 1.0 2 0.75 3 -0.21 4 0.7LOAD COMB 43 0.6CM+0.7SX+0.21SZ1 0.6 3 0.7 4 0.21LOAD COMB 44 0.6CM-0.7SX-0.21SZ1 0.6 3 -0.7 4 -0.21LOAD COMB 45 0.6CM-0.7SX+0.21SZ1 0.6 3 -0.7 4 0.21LOAD COMB 46 0.6CM+0.7SX-0.21SZ1 0.6 3 0.7 4 -0.21LOAD COMB 47 0.6CM+0.7SZ+0.21SX1 0.6 4 0.7 3 0.21LOAD COMB 48 0.6CM-0.7SZ-0.21SX1 0.6 4 -0.7 3 -0.21

LOAD COMB 49 0.6CM+0.7SZ-0.21SX1 0.6 4 0.7 3 -0.21LOAD COMB 50 0.6CM-0.7SZ+0.21SX1 0.6 4 -0.7 3 0.21

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Y MADERA

PROYECTO DE AULA 2011-2

JULIAN ALBERTO CASTAÑO GIRALDOJHON MAURICIO LOPERA LONDOÑO

FRANK GIOVANNY ECHEVERRI JARAMILLO

POLITECNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA CADAVIDFACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERÍA CÍVILMEDELLÍN

2011