memoria de cálculo el 27 (techado estructural para bodega agrÍcola)

ESTRUCTURAS DE ACERO HIDALGO

INGENIERÍA

FOLIO: 01

PROPIETARIO: .

PROYECTO: CUBIERTA PARA BODEGA DE FORRAJE.

UBICACIÓN: COMUNIDAD DE “EL 27”, MUNICIPIO DE ACTOPAN, HGO.

TIPO DE DOCUMENTO: BASES DE DISEÑO.

DESCRIPCION:BASES DE DISEÑO PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA CUBIERTA PARA BODEGA DE FORRAJE, UBICADA EN LA COMUNIDAD DE “EL 27”, EN EL MUNICIPIO DE ACTOPAN, ESTADO DE HIDALGO.

ESTE DOCUMENTO CONSTA DE: 10 HOJAS, INCLUYENDO LA PORTADA.

REV DESCRIPCION ELABORO D.R.O. PROPIETARIO FECHA

0PARA APROBACION Y/O COMENTARIOS.

ING. ALBERTO LÓPEZ HINOJOSA.

CED. PROF.: 279053202 / JULIO / 2015

OBSERVACIONES: .


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PROYECTO: BASES DE DISEÑO PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE UNA CUBIERTA PARA BODEGA DE FORRAJE, UBICADA EN LA COMUNIDAD DE “EL 27”, EN EL MUNICIPIO DE ACTOPAN, ESTADO DE HIDALGO.

Contenido

1) MEMORIA DESCRIPTIVA...................................................................................................................................... 3

ALCANCES................................................................................................................................................................... 4

I. ANTECEDENTES.......................................................................................................................................................4II. OBJETIVOS...............................................................................................................................................................4III. CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS Y DISEÑO.............................................................................................................5IV. DESARROLLO...........................................................................................................................................................6

a. CARGAS CONSIDERADAS....................................................................................................................................7b. COMBINACIONES DE CARGAS............................................................................................................................7

V. MATERIALES............................................................................................................................................................8VI. CÓDIGOS Y NORMAS...............................................................................................................................................9VII. CONCLUSIONES.......................................................................................................................................................9

2) PRESENTACIÓN DE PLANOS ESTRUCTURALES............................................................................................................10

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1) MEMORIA DESCRIPTIVA

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ALCANCESLas presentes bases de diseño contienen en forma resumida los elementos

necesarios para cumplir con los alcances de trabajos a realizar por la empresa E.A.H.

CONSTRUCCIONES S.A. DE C.V. para el análisis y diseño estructural de la cubierta

para bodega de forraje, ubicada en la comunidad de “El 27”, en el municipio de

Actopan, estado de Hidalgo. Tomando en cuenta las necesidades del cliente y las

condiciones del sitio en el que se localiza la estructura.

I. ANTECEDENTES

En el sitio destinado para la bodega de forraje se había trabajado previamente

en la construcción de un muro perimetral que va desde los 5.70 m de altura hasta los

6.55 m, este es de block, con sus respectivos castillos y columnas a lo largo de éste;

frente al anterior se encuentran columnas de concreto reforzado, recubiertas de tabique

rojo, éstas son de 5 m de altura. Sobre la estructura antes descrita se piensa colocar

un conjunto de vigas de acero de sección IPR, en las cuales descansarán perfiles CF

(montenes) que proveerán el soporte necesario para la cubierta a base de lámina

R.101.

II. OBJETIVOS

En el presente trabajo se incluye el analisis y diseño estructural de la construcción de la

cubierta para una bodega agrícola, de forraje, durante la vida útil de este último,

llevando a cabo la revisión correspondiente de la interacción con los demás elementos

ya construidos de la estructura, esto tomando en cuenta tanto los aspectos técnicos

como económicos necesarios, para la obtención de los siguientes beneficios:

● Determinar que los esfuerzos actuantes en los miembros de la estructura, se encuentren

dentro del rango de esfuerzos admisibles, para garantizar un adecuado comportamiento

estructural durante su vida útil.

● La optimización de los miembros estructurales considerando factores de seguridad,

condiciones de servicio, apariencia y economía.

● La mejor alternativa para lograr la facilidad de la fabricación, instalación y montaje utilizando

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materiales disponibles en el mercado.

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III. CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS Y DISEÑO

1.- La estructura contara con columnas de concreto reforzado, trabes principales

de perfil IPR y largueros a base de perfil CF (montén) sobre los que se apoyara la

cubierta de lámina R-101 o similar. Las caracteristicas de los materiales seran

según planos.

2.- Los entreejes y alturas de la estructura serán como se indica en planos.

3.- El material empleado en la estructura será acero que cumpla con la norma

ASTM A-36, el cual es el especificado en el diseño de la misma y deberá contar con los

certificados de calidad correspondientes y que son proporcionados por el proveedor.

4.- La soldadura de toda la estructura deberá cumplir con la norma AWS y el

espesor aplicado no deberá ser menor al menor espesor de los elementos a ser

unidos, así como deberá hacerse bisel para espesores de acero mayores de 3/8” y en

los de menos de 3/8” se hará soldadura de penetración para garantizar la correcta

unión.

5.- La cubierta del edificio será con lámina tipo R-101 y tendrá un servicio de

azotea, cualquier variación deberá ser avalada por medio de una revision estructural.

Para la revisión de los elementos estructurales y la evaluación del estado de

esfuerzos a que estará sujeta la estructura del Edificio se realizará un análisis

considerando las características en el sitio. La herramienta utilizada para el análisis es

el programa STAAD PRO, la evaluación del estado de esfuerzos se llevará a cabo a

cabo mediante un análisis estático lineal basado en el método de rigideces en el cual

se modela a la estructura como un conjunto de elementos conectados entre sí y sujetos

a las acciones externas (cargas y momentos) aplicados en los puntos de unión o nodos

del sistema. Considerando el equilibrio, resistencia de materiales y compatibilidad de

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deformación, planteando un sistema de ecuaciones lineales (seis por cada punto nodal

libre) que relaciona fuerzas y nodos con sus correspondientes desplazamientos. de la

solución del sistema planteado y de las relaciones fuerza-desplazamiento de los

elementos o fuerzas internas para cada elemento se obtienen los resultados del

modelo, posteriormente se revisa y comparan los esfuerzos actuantes contra los

esfuerzos permisibles considerando los lineamientos que establecen los criterios de

análisis y diseños estructurales correspondientes.

Para el análisis en el sitio de la edificación, se investigará el comportamiento de

la estructura durante su vida útil, modelando las cargas transmitidas por las

condiciones ambientales, se diseñarán los elementos sin exceder los esfuerzos

permitidos ni provocar deformaciones excesivas.

IV. DESARROLLO

Para el análisis, se modeló la estructura, tomando en cuenta los reglamentos, códigos

y normas ya establecidos para ello, así como también los aspectos económicos, de

fabricación, disponibilidad de los materiales y en general de todos los factores que

intervienen en la revisión.

Para realizar el análisis fue necesario elaborar un modelo tridimensional

representativo del sistema bajo condiciones de cargas gravitacionales y accidentales,

tomando en cuenta todos los elementos de la estructura, además de las restricciones

de desplazamientos y apoyos, capturando el modelo al programa de análisis, con el

objetivo de obtener los resultados correspondientes al comportamiento general de la

estructura, el cual permitirá que se puedan identificar los elementos mecánicos

actuantes máximos, así como sus efectos sobre el sistema, garantizando de esta

manera un diseño seguro.

El análisis se desarrollo de la siguiente forma:

Se inicio con la modelación geométrica, es decir, la topología de la estructura

en la cual se introducen las coordenadas de nodos; posteriormente se definen las

incidencias de los miembros y sus características físicas tales como secciones y

materiales.

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Se asignaron restricciones en los puntos de apoyo del sistema, de acuerdo al

tipo de análisis considerado se efectúa la simulación de las acciones o datos de

cargas de diseño tales como peso propio, de cubierta, de instalaciones, muros

divisorios, cargas vivas y viento, es decir, las cargas a las que estará sujeta la

estructura y las combinaciones entre ellas.

Se realiza una revisión preliminar para verificar que no existan incongruencias

entre la información numérica y grafica del modelo. Se efectúa el análisis del modelo ya

revisado con las condiciones de carga de diseño de la estructura, se obtienen los

resultados del comportamiento del sistema: fuerzas, desplazamientos, esfuerzos,

graficas, etc., verificando que los valores de esfuerzos actuantes se mantengan por

debajo de los esfuerzos admisibles señalados en los códigos y normas

correspondientes indicados en el punto VII.

a. CARGAS CONSIDERADAS

CM – Carga Muerta

CVm – Carga Viva máxima

CVi – Carga viva instantánea

Vx – Viento en dirección X

Vz – Viento en dirección Z

b. COMBINACIONES DE CARGAS

Todas las cargas anteriormente relacionadas se utilizarán para obtener las

diferentes combinaciones de cargas para realizar el análisis estructural, en el cual se

obtendrá la combinación mas crítica sobre la que se basará el diseño de la estructura y

cimentación definitiva. (ver tabla de condiciones y combinaciones de carga anexa).

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DENOMINACIÓN COMBINACIÓN

C1 1 CM + 1 CVm

C2 1.4 CM + 1.4 CVm

C3 1.1 CM + 1.1 CVi + 1.1 Vz

C4 1.1 CM + 1.1 CVi + 1.1 Vx


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V. MATERIALES

Para el diseño de los diferentes componentes de la estructura se utilizaran los

siguientes materiales estructurales:

1.- El acero será de: fy = 2530 km/cm2 para refuerzo secundario transversal. Estribos de

alambrón liso de 1/4" de diámetro.

fy = 4200 km/cm2 para refuerzo principal longitudinal y, en algunos

casos especiales, para refuerzo transversal. Diámetros de varilla

corrugada comprendidos entre 3/8" y 3/4".

fy = 3515 km/cm2 y fu= 4088 - 5620 km/cm2 para acero estrcutural

del tipo A.S.T.M. A572-50, secciones HSS, W (IR), LI y placas de

conexión para trabes.

2.- La soldadura: Esta se realizará usando electrodos o la combinación de electrodo

y fundente serán compatibles con el material de base. Se seguirán

ls indicaciones del fabricante respecto a los parámetros que

controlan el proceso de soldadura, como son voltaje, amperaje,

polaridad, tipo de corriente y de acuerdo a la posición en que se

realice la soldadura; poseerán las siguientes características

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mecánicas:

Esfuerzo mínimo de fluencia:E60XX 3500 kg/cm²E70XX 4000 kg/cm²

Esfuerzo de ruptura a tensión:E60XX 4200 kg/cm²E70XX 4900 kg/cm²

VI. CÓDIGOS Y NORMAS

Los procedimientos de diseño, especificaciones e instalaciones de la estructura del

presente proyecto, se desarrollaran con base a los siguientes códigos, normas o

estándares, según corresponda:

ACI American Concrete Institute. ACI 318-05

AISC American Institute of Steel Construction. specifications for desígn, fabrication and erection of structural steel for buildings and bridges, allowable stress desígn.

ASTM American Society for Testing and Materials

IMCA Instituto Mexicano de la Construcción en Acero, A.C.Manual de Construcción en Acero.

AWSD1.1 Structural welding code. steel. Specification for low alloy steel covered arc welding electrodes.

CFE Manual de diseño de obras civiles – Diseño por viento.

RCDF - NTC Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias.

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VII. CONCLUSIONES

Después de realizar el análisis en sitio y verificar los resultados obtenidos, en

las condiciones más desfavorables, se obtuvieron las siguientes conclusiones:

La máxima deflexión que se presenta en la estructura obtenida mediante el

análisis es menor al valor de la flecha permisible de acuerdo a lo indicado por el

Instituto Americano de la Construcción en Acero (AISC) en su manual de construcción.

Los esfuerzos actuantes en todos los perfiles revisados de la estructura son en

todos los casos menores que los permisibles habiendo sido revisados en base a la

teoría simple de vigas y esfuerzos permisibles mediante el método recomendado por

las Normas Técnicas Complementarias al Reglamento de Construcciones para el

Distrito Federal, además del Instituto Mexicano de la Construción en Acero (IMCA) y el

Instituto Americano de la Construcción en Acero (AISC), en su manual de construcción.

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2) PRESENTACIÓN DE PLANOS ESTRUCTURALES

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