informe diseño barandas el charco

8/16/2019 Informe Diseño Barandas El Charco

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Elaboró:

ING. JA IRO REINOSO CASTROMP 25202 109363 CND

Revisó:

POLYUPROTEC S.A

REVISIÓN ESTRUCTURALBARANDAS EL CHARCO

MEMORIAS DE CÁLCULODISEÑO ESTRUCTURAL

VERSIÓN A ABRIL 26 DE 2016


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VERSIÓN: AFECHA: 26/04/2016

CODIGO: OP

MEMORIA DE CÁLCULOBARANDAS EL CHARCO

(NARIÑO)

TABLA DE CONTENIDO

1. GENERALIDADES .............................................................................................. 4

1.1. OBJETO ................................................................................................................................................. 4

1.2. ALCANCE .............................................................................................................................................. 4

1.3. REGLAMENTACIÓN Y NORMAS APLICABLES .................................................................................. 4

2. ASPECTOS FUNCIONALES DEL PROYECTO ................................................... 4

2.1. GEOMETRÍA ......................................................................................................................................... 4

3. ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES DEL PROYECTO ............................. 5

3.1. ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES ...................................................................................... 5 3.1.1

Acero Estructural .............................................................................................................................. 5

3.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO .................................................................................................. 5

4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL ................................................................................ 6

4.1. SISTEMA DE RESISTENCIA SÍSMICA ............................................................................................... 6

4.2. MODELO MATEMÁTICO ..................................................................................................................... 6

4.2.1

Geometría y Tipología del Modelo Matemático ............................................................................... 6

4.2.2

Definición de Materiales y Secciones en el Modelo Matemático ..................................................... 6

4.2.3 Secciones Definidas en el Diseño ..................................................................................................... 8

4.3. EVALUACIÓN DE CARGAS .................................................................................................................. 8 4.3.1

Cargas Muertas (D) .......................................................................................................................... 8

4.3.2

Cargas Vivas (W): ............................................................................................................................ 9

4.4. COMBINACIONES DE CARGA .......................................................................................................... 10

5.

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ................................................ 10

5.1. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES ................................... 10


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6.

VERIFICACIÓN DE DEFLEXIONES ................................................................ 13

7. ANEXO 1 – DATOS DE ENTRADA Y SALIDA SAP2000 ............................... 14


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1. GENERALIDADES

1.1. OBJETO

Realizar los diseños y estudios propios del proyecto “BARANDAS BIBLIOTECA ELCHARCO” para dar cumplimiento a los requisitos de seguridad y funcionalidad, segúnel reglamento NSR-10 y normas complementarias que sean aplicables a este tipo deestructuras.

1.2. ALCANCE

El proyecto tiene como base, realizar los estudios y diseños que permitan definir lascondiciones de la estructura necesarias para resistir las solicitaciones a las cualesestará expuesta y su respectiva evaluación; determinar una tipología estructural

compatible con la silueta; determinar el estado de cargas y fuerzas internas y realizarel diseño estructural de la baranda.

1.3. REGLAMENTACIÓN Y NORMAS APLICABLES

A continuación se mencionan los documentos técnicos y reglamentación vigente quedefinen criterios base y requisitos esenciales en el desarrollo de este diseñoestructural.

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 AASHTO LRFD 2004 American Institute of Steel Construction AISC-LRFD-99

2. ASPECTOS FUNCIONALES DEL PROYECTO

Dentro de la metodología de desarrollo del proyecto estructural se encuentra uncompendio sobre el análisis y revisión de la información sobre el diseño, la evaluaciónde materiales, y la afectación de todos estos parámetros mencionados en el diseñoestructural.

2.1. GEOMETRÍA

El proyecto define la construcción de una (01) baranda que servirá como protecciónperimetral en la plataforma de tránsito de la Biblioteca El Charco, la baranda se ha


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definido en tubería, tanto para los elementos horizontales como para los elementosverticales y tiene las siguientes características:

Figura 1. Detalle Módulo Típico de Barandas

3. ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES DEL PROYECTO

3.1. ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES

3.1.1 Acero Estructural

Tubería Estructural ASTM A500 Gr CFy= 345 MPa ; Fu= 440 MPa

Lámina ASTM A-36Fy= 250 MPa ; Fu= 400 MPa

3.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO

Diseño Barandas para Peatones – AASHTO LRFD 2004 Cap. 13.8 Diseño Acero Estructural: Método del estado límite de resistencia Titulo F

(NSR-10) y recomendaciones AISC-LRFD-99 (American Institute of SteelConstruction)


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4. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

4.1. SISTEMA DE RESISTENCIA SÍSMICA

Se considera como sistema de resistencia sísmico un sistema tipo péndulo invertido,de acuerdo a la tabla A-1.3-1 del apéndice A-1 del reglamento NSR-10.

4.2. MODELO MATEMÁTICO

4.2.1 Geometría y Tipología del Modelo Matemático

Se elaboró un modelo de análisis computacional, en el cual se definió la estructurautilizando elementos tipo frame para la modelación del módulo típico de diseño.

Figura 2. Detalle del Modelo Matemático Utilizado

4.2.2 Definición de Materiales y Secciones en el Modelo Matemático

Para la elaboración del modelo matemático se alimentó el programa con lainformación referente a los materiales utilizados, en este caso el acero, y para lageometría de los elementos se definieron las diferentes secciones, utilizandoelementos tipo “frame” para la simulación de las secciones que componen los


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diferentes tramos.

Para definir las secciones de los tramos se utilizó la herramienta “Frame Sections” delsoftware SAP2000, en el Anexo 1 se pueden apreciar estas propiedades.

Figura 3. Asignación de Materiales en Software de Diseño


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4.2.3 Secciones Definidas en el Diseño

Para el diseño se han planteado las siguientes secciones:

Figura 4. Definición de Secciones en Software de Diseño

4.3. EVALUACIÓN DE CARGAS

Para realizar el diseño de la estructura objeto de estudio se han considerado lassiguientes hipótesis de carga:

4.3.1 Cargas Muertas (D)

Corresponde al peso propio de la estructura que se está estudiando.

Para que el software reconozca el peso propio de la estructura analizada se definió unpatrón de carga llamado “PP” al cual se le ha asignado uno (1) en la casilla “SelfWeight Multiplier”.


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Figura 5. Activación de Peso Propio en Software de Diseño

4.3.2 Cargas Vivas (W):

Corresponden a la sobrecarga de diseño para las barandas, que para peatones, deacuerdo a la norma AASHTO LRFD 2004 se deberá tomar como W= 75 kg/ml (0.75kN/m), tanto transversal como verticalmente, actuando en forma simultánea.

Figura 6. Cargas que Actúan Sobre las Barandas para Peatones


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Figura 7. Asignación de Cargas Vivas en Software de Diseño

4.4. COMBINACIONES DE CARGA

Se utilizarán las combinaciones de carga de acuerdo a lo mencionado en el capítulo

B.2 del Reglamento NSR-10.

Combinaciones de Carga para Diseño de Elementos Estructurales

COMB1: 1.20 D + 1.60 W

5. DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

5.1. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE LOS ELEMENTOSESTRUCTURALES

La verificación del diseño de los elementos en acero estructural, cumple los requisitosdel Título F del reglamento NSR-10 y las recomendaciones del AISC-LRFD-99, con lascombinaciones de diseño por estados límites de resistencia según el Titulo B delreglamento NSR-10.


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Figura 8. Parámetros de diseño para elementos de acero estructural.

Para el diseño de los elementos metálicos, la asignación de los perfiles de diseño esrealizado por varias secciones tipo AutoSelect en el programa de diseño,determinadas para cada tipología de elementos estructurales del proyecto, las cuales

tienen incluidas una librería de varias secciones. La revisión del estado de esfuerzospara cada uno es obtenido en una selección automática, la cual da el punto departida para realizar la iteración de la sección más eficiente sin afectar el nivel deseguridad de la estructura, a criterio del diseñador, donde la intención es mantenercoeficientes de sobre esfuerzo menores a 1.00 como se evidencia en la Figura 9.


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Figura 9. Niveles de Esfuerzos


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6. VERIFICACIÓN DE DEFLEXIONES

La altura total de la baranda será de 1.10 metros, como consideración de diseño seha tenido que la máxima deflexión sin que se presente falla en la base de la barandadebe ser 1.50% de la altura libre.

Para la baranda se evaluó la deflexión para las cargas descritas en el numeral 4,obteniendo los siguientes resultados:

Figura 10. Deflexión en Altura Máxima de la Baranda.

Para la baranda de 1.10 metros se presenta una deflexión de 0.117 m, que es inferiora 0.017 m, que es el límite asumido en los criterios de diseño.


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7. ANEXO 1 – DATOS DE ENTRADA Y SALIDA SAP2000

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