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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