SUPERINTENDENCIA DE PROYECTOS - YAULI

HOJA DE CÁLCULO

PROYECTO : ARCHIVO

CALCULO DE :

Referencia Preliminar X Definitivo

FECHA JULIO 2013

NAVE MOLINO PRIMARIO ‐ MAHR TUNEL

ANALISIS VIGA MONORIEL EXISTENTE CÁLCULO 

PORA.PALACIOS E.

CONDICIÓN DE 

CALCULO

DATOS

Del plano 5090-MMT-ID-MEC-005

Capacidad de Carga Cp 10000 Kg

1.- Analisis de la luz mas larga para la viga monoriel (Entre eje C y eje D)

Distancia entre apoyos Lu 5525 mm

Momento Máximo MxCp Lu

4

2.- Definición de la Sección

Momento de Inercia

Ix 450372000 mm4

Cx 233 mm

Esfuerzo de la Sección

Ss1Mx Cx

Ix

Ss1 7.146 Kg/mm2

Ss Ss1 100 Ss 714.59 Kg/cm2

3.- Cálculo del Factor de Seguridad N

Esfuerzo del Acero Sac 2536.37 Kg/cm2

Factor de Seguridad NsSac

Ss Ns 3.549

4.- Análisis Estructural de la Nave

4.1.- Carga Muerta (D)

Representado por el peso de todas las estructuras D 20000 Kg

4.2.- Carga Viva (Li)

Representado por el peso de la carga Cp mas peso del monoriel Cm

Cm 3800 Kg

Li Cp Cm Li 13800 Kg

Dimensiones de la nave en metros La 14.88 An 7.370 Hh 11.941 Te 7.398 HH 12.585

4.3.- Carga de Viento (Vi)

Del mapa eólico se obtiene la velocidad del viento para la zona (Vv) (Ver Anexo 1) Vv 90Km/h

La presión dinámica del viento (Qd) Qd 0.005Vv2

Qd 40.5 Kg/m2

Coeficientes de Presión (CPx)

Ver Anexo 2

CPa 0.9 0.3( )

CPa 1.2

CPb 0.9 0.3( )

CPb 1.2

CPc 0.7 0.3

CPc 1

PA CPa Qd PA 48.6 Kg/m2

PB CPb Qd PB 48.6 Kg/m2

PC CPc Qd PC 40.5 Kg/m2

Fuerzas ejercidas por el viento

Fa PA Te La Fa 5349.997 Kg

Fb PB La Hh Fb 8635.349 Kg

Fc PC An HhAn HH Hh( )

2

Fc 3660.322 Kg

Carga a soportar por cada viga y/ocolumna

FAuFa

4 Te FAu 180.792 Kg/m

FBuFb

4 Hh FBu 180.792 Kg/m

FCuFc

2 Hh FCu 153.267 Kg/m

Fx Fb Fa cos 85( )( ) Fx 3368.937 Kg Fz Fa sin 85( ) Fz 942.004 Kg

Fy Fc Fy 3660.322 Kg

Vi Fx2

Fy2

Fz2

Vi 5063.108 Kg

4.3.- Carga de Nieve (Sn)

Asumiendo una altura de la capa de nieve de Hni 0.15 m

Densidad de la Nieve Dni 250 Kg/m3

Volumen de nieve en el techo Vni Te La Hni Vni 16.512 m3

Carga de Nieve Sn Dni Vni Sn 4128.084 Kg

4.3.- Carga de Sismo (Si)

La carga de sismo se determina en base a los siguientes parámetros (Anexo 2):

Factor de zonificación sísmica (Zs) (Anexo 3a y 3b) Zs 0.3

Factor de uso e importancia (Us) (Anexo 4) Us 1

Factor de tipo de suelo (Ssu) (Anexo 5) Ssu 1

Coeficiente sísmico (Cs) (Usamos el promedio - Anexo 6) Cs 0.28

Carga permenente sobre la construcción (Ws)

Ws D Li Ws 33800

Factor de reducción por ductilidad (Ru) (Anexo 7a y 7b) Ru 1 Kg

COMPROBACION1 "CORRECTO"Cs

Ru0.1if

"INCORRECTO"Cs

Ru0.1if

COMPROBACION1 "CORRECTO"

SiZs Us Ssu Cs

RuWs Si 2839.2 Kg

5.- Combinación de Carga Con Mayor Efecto de Acuerdo a AISC-LRFD

De acuerdo a AISC-LRFD se consideran las siguientes combinaciones de carga (Anexo 8)

A41 1.4 D A41 28000 Kg

A42 1.2 D 1.6 Li 0.5 Sn A42 48144.042 Kg

A43 1.2 D 1.6 Sn 0.5 Li A43 37504.934 Kg

A44 1.2 D 1.3 Vi 0.5 Li 0.5 Sn A44 39546.082 Kg

A45 1.2 D 1.5 Si 0.2 Sn A45 29084.417 Kg

A46 0.9 D 1.5 Si( ) A46 13741.2 Kg

El Mayor efecto se presenta con la combinación AISC-LRFD A42

6.- Analisis con SAP-2000 15

Cargas en Newton; Distancias en MM

7.- Resltado del Análisis Estructural

7.- Conclsiones

- La estructura puede soportar 10 Toneladas de carga

- Se deberá de definir alcance sobre carga para nueva configración con puente grua

Administrador

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ANEXO - 1

DISEÑO ESTRUCTURAL EN ACERO LUIS F. ZAPATA BAGLIETTO 1 - 12

NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN

CAPÍTULO 2. PARÁMETROS DE SITIO

Artículo 5 Zonificación

El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se

muestra en la Figura N° 1. La zonificación propuesta se basa en la

distribución espacial de la sismicidad observada, las características

generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la

distancia epicentral, así como en información neotectónica. En el

Anexo N° 1 se indican las provincias que corresponden a cada zona.

FIGURA N° 1

12

E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE

A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1.

Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con

una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.

Tabla N°1

FACTORES DE ZONA

ZONA Z

3 0,4

2 0,3

1 0,15

Artículo 6 Condiciones Locales

6.1 Microzonificación Sísmica y Estudios de Sitio

a. Microzonificación Sísmica Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismos y

fenómenos asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos,

tsunamis y otros, sobre el área de interés. Los estudios suministran

información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas por

causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales, así

como las limitaciones y exigencias que como consecuencia de los

estudios se considere para el diseño, construcción de edificaciones y

otras obras.

Será requisito la realización de los estudios de microzonificación en los

siguientes casos:

- Áreas de expansión de ciudades.

- Complejos industriales o similares.

- Reconstrucción de áreas urbanas destruidas por sismos y

fenómenos asociados.

Los resultados de estudios de microzonificación serán aprobados por la

autoridad competente, que puede solicitar informaciones o

justificaciones complementarias en caso lo considere necesario.

b. Estudios de Sitio Son estudios similares a los de microzonificación, aunque no

necesariamente en toda su extensión. Estos estudios están limitados al

lugar del proyecto y suministran información sobre la posible

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NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN

- Ductilidad.

- Deformación limitada.

- Inclusión de líneas sucesivas de resistencia.

- Consideración de las condiciones locales.

- Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

Artículo 10 Categoría de las Edificaciones

Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo con las categorías

indicadas en la Tabla N° 3. El coeficiente de uso e importancia (U),

definido en la Tabla N° 3 se usará según la clasificación que se haga.

Tabla N° 3

CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES

CATEGORÍA DESCRIPCIÓN FACTOR U

A

Edificaciones

Esenciales

Edificaciones esenciales cuya función no debería

interrumpirse inmediatamente después que ocurra un

sismo, como hospitales, centrales de

comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía,

subestaciones eléctricas, reservorios de agua.

Centros educativos y edificaciones que puedan servir

de refugio después de un desastre.

También se incluyen edificaciones cuyo colapso

puede representar un riesgo adicional, como grandes

hornos, depósitos de materiales inflamables o

tóxicos.

1,5

B

Edificaciones

Importantes

Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de

personas como teatros, estadios, centros

comerciales, establecimientos penitenciarios, o que

guardan patrimonios valiosos como museos,

bibliotecas y archivos especiales.

También se considerarán depósitos de granos y otros

almacenes importantes para el abastecimiento

1,3

C

Edificaciones

Comunes

Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría

pérdidas de cuantía intermedia como viviendas,

oficinas, hoteles, restaurantes, depósitos e

instalaciones industriales cuya falla no acarree

peligros adicionales de incendios, fugas de

contaminantes, etc.

1,0

D

Edificaciones

Menores

Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de menor

cuantía y normalmente la probabilidad de causar

víctimas es baja, como cercos de menos de 1,50m de

altura, depósitos temporales, pequeñas viviendas

temporales y construcciones similares.

(*)

(*) En estas edificaciones, a criterio del proyectista, se podrá omitir el análisis por fuerzas

sísmicas, pero deberá proveerse de la resistencia y rigidez adecuadas para acciones laterales.

18

NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN

Tabla Nº2 Parámetros del Suelo

Tipo Descripción Tp (s) S

S1 Roca o suelos muy rígidos 0,4 1,0

S2 Suelos intermedios 0,6 1,2

S3 Suelos flexibles o con estratos de gran

espesor 0,9 1,4

S4 Condiciones excepcionales * *

(*) Los valores de Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista, pero en

ningún caso serán menores que los especificados para el perfil tipo S3.

Artículo 7 Factor de Amplificación Sísmica

De acuerdo a las características de sitio, se define el factor de

amplificación sísmica (C) por la siguiente expresión:

⋅=TT

C p5,2 ; C≤2,5

T es el período según se define en el Artículo 17 (17.2) ó en el Artículo

18 (18.2 a)

Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la

respuesta estructural respecto de la aceleración en el suelo.

16

E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE

CAPÍTULO 1. GENERALIDADES Artículo 1 Nomenclatura

Para efectos de la presente norma, se consideran las siguientes

nomenclaturas:

C Coeficiente de amplificación sísmica

CT Coeficiente para estimar el periodo predominante de un edificio

Di Desplazamiento elástico lateral del nivel “i” relativo al suelo

e Excentricidad accidental

Fa Fuerza horizontal en la azotea

Fi Fuerza horizontal en el nivel “i”

g Aceleración de la gravedad

hi Altura del nivel “i” con relación al nivel del terreno

hei Altura del entrepiso “i”

hn Altura total de la edificación en metros

Mti Momento torsor accidental en el nivel “i“

m Número de modos usados en la combinación modal

n Número de pisos del edificio

Ni Sumatoria de los pesos sobre el nivel “i”

P Peso total de la edificación

Pi Peso del nivel “i”

R Coeficiente de reducción de solicitaciones sísmicas

r Respuesta estructural máxima elástica esperada

ri Respuestas elásticas correspondientes al modo “ï”

S Factor de suelo

Sa Aceleración espectral

T Periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de un modo en

el análisis dinámico

TP Periodo que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo.

U Factor de uso e importancia

V Fuerza cortante en la base de la estructura

Vi Fuerza cortante en el entrepiso “i”

Z Factor de zona

Q Coeficiente de estabilidad para efecto P-delta global

∆i Desplazamiento relativo del entrepiso “i”

9

E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE

Cuando el procedimiento dinámico no considere el efecto de los

elementos no estructurales, el periodo fundamental deberá

tomarse como el 0,85 del valor obtenido por este método.

17.3 Fuerza Cortante en la Base

La fuerza cortante total en la base de la estructura, correspondiente a

la dirección considerada, se determinará por la siguiente expresión:

PR

ZUCSV ⋅=

debiendo considerarse para C/R el siguiente valor mínimo:

1,0RC≥

17.4 Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura

Si el período fundamental T, es mayor que 0,7 s, una parte de la fuerza

cortante V, denominada Fa, deberá aplicarse como fuerza concentrada

en la parte superior de la estructura. Esta fuerza Fa se determinará

mediante la expresión:

V15,0VT07,0Fa ⋅≤⋅⋅=

donde el período T en la expresión anterior será el mismo que el

usado para la determinación de la fuerza cortante en la base.

El resto de la fuerza cortante, es decir ( V - Fa ) se distribuirá entre los

distintos niveles, incluyendo el último, de acuerdo a la siguiente

expresión:

( )an

1jjj

iii FV

hP

hPF −⋅⋅

⋅=∑=

27

ASD, then, is characterized by the use of unfactored service loads in conjunction with asingle factor of safety applied to the resistance. Because of the greater variability and,hence, unpredictability of the live load and other loads in comparison with the dead load,a uniform reliability is not possible.

LRFD, as its name implies, uses separate factors for each load and for the resistance.Considerable research and experience were needed to establish the appropriate factors.Because the different factors reflect the degree of uncertainty of different loads andcombinations of loads and the accuracy of predicted strength, a more uniform reliabilityis possible.

The LRFD method may be summarized by the formula

ΣγiQi ≤ φRn (2-2)

On the left side of the inequality, the required strength is the summation of the variousload effects Qi multiplied by their respective load factors γi. The design strength, on theright side, is the nominal strength or resistance Rn multiplied by a resistance factor φ.Values of φ and Rn for columns, beams, etc. are provided throughout the LRFD Specifi-cation and will be covered here, as well.

According to the LRFD Specification (Section A4.1), ΣγiQi = the maximum absolutevalue of the following combinations

1.4D (A4-1)1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R) (A4-2)1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W) (A4-3)1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R) (A4-4)1.2D ± 1.0E + 0.5L + 0.2S (A4-5)0.9D ± (1.3W or 1.0E) (A4-6)

(Exception: The load factor on L in combinations A4-3, A4-4, A4-5 shall equal 1.0 forgarages, areas occupied as places of public assembly, and all areas where the live load isgreater than 100 psf).

The load effects D, L, Lr, S, R, W, and E are as defined above. The loads should betaken from the governing building code or from ASCE 7, Minimum Design Loads inBuildings and Other Structures (American Society of Civil Engineers, 1988). Whereapplicable, L should be determined from the reduced live load specified for the givenmember in the governing code. Earthquake loads should be from the AISC SeismicProvisions for Structural Steel Buildings, which appears in Part 6 of this Manual.

LRFD FundamentalsThe following is a brief discussion of the basic concepts of LRFD. A more completetreatment of the subject is available in the Commentary on the LRFD Specification(Section A4 and A5) and in the references cited therein.

LRFD is a method for proportioning structures so that no applicable limit state isexceeded when the structure is subjected to all appropriate factored load combinations.Strength limit states are related to safety and load carrying capacity (e.g., the limit statesof plastic moment and buckling). Serviceability limit states (e.g., deflections) relate toperformance under normal service conditions. In general, a structural member will haveseveral limit states. For a beam, for example, they are flexural strength, shear strength,vertical deflection, etc. Each limit state has associated with it a value of Rn, which definesthe boundary of structural usefulness.

AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION

2 - 6 ESSENTIALS OF LRFD