nave industrial d

Correa, Maximiliano

Fresco, Ma. Victoria

Oscarez, Mauricio

1 | P g i n a

Correa Fresco - Oscarez

Nave Industrial | U.N.P.S.J.B.|

ndice

Objetivos..Pag.2

DestinoPag.2

Ubicacin..Pag.2

Esquema para el diseo..Pag.3

Arriostramientos..Pag.5

Materiales.Pag.10

Documentos de referenciaPag.10

Estructuracin y modelacinPag.10

Cargas..Pag.10-33

Peso propioPag.10

Carga de viento..Pag.12-28

o Perpendicular a la generatriz.Pag.13

o Paralelo a la generatriz..Pag.21

Carga de nieve.Pag.29

Anlisis y diseoPag.34

2 | P g i n a


Objetivo

El objetivo de este documento es presentar una memoria, detallada, de todos los clculos para la

construccin de una nave industrial. Dichos procedimiento y clculos sern acompaados de tablas,

grficos y todos aquellos elementos necesarios para la correcta interpretacin de la memoria.

Destino

El destino de la nave industrial a construir ser un saln de venta de equipos viales. Este dato es

importante y condicionante, ya que a partir de ellos debemos considerar las dimensiones de la nave.

Ubicacin

La ubicacin de la nave es en las afueras de la ciudad de Ushuaia, provincia de Tierra del Fuego,

Argentina.

3 | P g i n a


Esquemas para el diseo

El ngulo de inclinacin de la cercha es de 25 y lo determinamos realizando una rpida estimacin

de la carga ms desfavorable, obteniendo como resultado que la carga de viento predomina sobre la

carga de nieve en la ciudad de Ushuaia, por lo tanto la flecha de la cercha no deba ser de gran

longitud.

La luz de la cercha estipulada es de 14,1 mts. por lo que fuimos variando la inclinacin del ngulo,

hasta llegar a una longitud de flecha acorde a lo descripto. Por lo que la altura sera 3,3 mts.

6 mts. es la altura entre el suelo de la nave y el cordn inferior de la cercha. Por lo que la nave queda

de una altura total de 9,3 mts.

Una vez adoptado el ngulo de inclinacin de la cercha, trabajaremos con la mitad de ella, ya que

ser lo mismo para la otra mitad de la cercha.

Calculamos la longitud de medio cordn superior, dando como resultado 7,8 mts.

Para colocar las correas necesitbamos una separacin menor a 1,20 mts. ya que predomina el

viento en la zona. Por lo que dividimos los 7,8 mts., del cordn superior en 8 partes iguales,

adoptando una separacin entre correas de 0,975 mts.

Esto nos conlleva a colocar correas intermedias entre los nudos de la cercha, ya que de forma

contraria la separacin entre correas sera mayor a 1,20 mts.

Debido a la separacin entre correas debimos colocar ms diagonales en la cercha, as queda una

correa sobre un nudo y una correa intermedia entre nudo y nudo.

Para agregar ms diagonales tratamos de respetar el esquema inicial de Polonceau.

Reticulado de Polonceau

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En la nave hay un total de 6 cerchas, separadas entre s una longitud de 6,92 mts. desde sus ejes,

teniendo una longitud total de 34,6 mts.

De color rojo simbolizamos a las correas, acotando la zona de influencia con color amarillo.

5 | P g i n a


Arriostramientos

Para los arriostramientos en los laterales colocamos correas (perfil doble T), con una separacin de

1 metro, para las ventanas cortamos la continuidad de una correa.

Prtico intermedio colocamos cruces de San Andrs, tanto en la cubierta como en los laterales, para

que se puedan transmitir los esfuerzos y se canalicen al suelo.

Lateral

6 | P g i n a


En los mdulos en los que no se coloc cruces de San Andrs se colocaron chapas traslucidas para

que d mayor iluminacin al interior de la nave, ya que solo se pudieron colocar 4 ventanas de 8m2

de superficie en los mdulos en que no se colocaron cruces de San Andrs.

Las correas del techo estn separadas 0.975 metros, estn colocadas encima de los nudos de las

cabreadas y tambin de forma intermedias entre los nudos, ya que en la zona predomina el viento y

la separacin de las correas es como mximo 1.20 metros.

En la cubierta tambin se colocaron tillas (barras lisas 10) en los tercios de las luces, es decir, a los

2.30 metros.

Planta

7 | P g i n a


Para el frente colocamos un arriostramientos que permite la abertura del portn, pero a la vez le da

rigidez al plano frontal. Tambin colocamos correas frontales, con separacin de 1 metro.

Frente

8 | P g i n a


En la parte posterior, al no tener portn se colocaron dos pilares de entramado.

Contrafrente

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10 | P g i n a


Materiales

Para la cercha utilizamos un acero F24 y la siguiente perfilera:

Cordn superior: Perfil L

Cordn inferior: Perfil L

Diagonales: Perfil C

Correas: Perfil doble T

Documentos de referencia

Los documentos y reglamentos utilizados para el desarrollo de la memoria de clculos son:

Cmputos y presupuestos (Mario E. Chandas)

Accin de viento sobre la construccin Reglamento CIRSOC 102 (Junio 1994)

Reglamento argentino de accin de la nieve y del hielo sobre las construcciones

Reglamento CIRSOC 104 (Julio 2005)

Tablas Perfiles laminados y tubos estructurales CIRSOC (Septiembre 2005)

Estructuracin y modelacin

En la presente memoria de clculo se determinaran las solicitaciones de la nave sometida a las

acciones de las cargas, peso propio, carga de viento y carga de nieve.

Cargas

Para la determinacin de la carga de peso propio utilizamos la tabla 10.5 del libro Cmputos y

presupuestos (Mario E. Chandas).

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Supusimos una carga de clculo de 140 kg/m2, como especifica la tabla.

Segn la tabla para una luz de 14 mts. y una separacin entre cerchas de 4mts., tenemos 600 kg de

peso de cabriada. Como nosotros utilizaremos una separacin de 6,92mts.:

Al no ser lineal la variacin del peso con respecto a la separacin entre cabriadas, adoptaremos 1200

kg. como peso final de la cabriada.

Como habrn 9 nudos, el peso para cada nudo es:

Las correas sern cargas puntuales sobre los nudos, utilizando una zona de influencia de 6,92 mts

(ver esquema de planta)

Pcorrea =

Para el peso de la chapa, malla y aislacin trmica adoptaremos una carga de 10 kg/m2 y

trabajaremos como una carga lineal sobre la cabriada

Pchapa, malla, aislacin =

12 | P g i n a


Todas las referencias mencionadas son del Reglamento Accin de viento sobre la construccin

CIRSOC 102 (Junio 1994)

De la Tabla 1 (pg. 18) determinamos que la velocidad de referencia para la ciudad de Ushuaia es:

= 40 m/seg.

La velocidad bsica de diseo es:

V0 = Cp .

El coeficiente de velocidad probable (Cp) lo adoptamos de la Tabla 2 (pg. 20), consideramos Grupo 3

Edificios e instalaciones industriales con bajo factor de ocupacin: depsitos, silos, construcciones

rurales, etc..

Cp = 1,45

13 | P g i n a


Entonces la velocidad bsica de diseo resulta:

V0 = Cp . = 1,45 * 40 m/seg.

V0 = 58 m/seg.

La presin dinmica bsica:

q0 = 0,000613 * V02

q0 = 0,000613 * (58 m/seg)2

q0 = 2,062 kN/m2

Direccin del viento: Perpendicular a la generatriz

Presin dinmica de clculo:

qz = q0 * Cz * Cd

Coeficiente adimensional (Cz) lo determinamos de la Tabla 4 (pg. 26) adoptamos Tipo de Rugosidad

II, Zonas llanas, poco onduladas con obstrucciones dispersas, tales como cercas, rboles o

construcciones muy aisladas, con alturas entre 1,5 y 10 mts.

Cz = 0,673

Coeficiente adimensional de reduccin por dimensiones (Cd) lo determinamos de la Tabla 7.4 del

antiguo reglamento. Como el tipo de rugosidad es II el coeficiente de conversin k* = 1,50.

14 | P g i n a


Para ingresar a la Figura 7.2 debemos determinar:

15 | P g i n a


Con estos dos valores entrando a la Figura 7.2 determinamos:

cd = 0,91

Entonces, la presin dinmica resulta:

qz = q0 * Cz * Cd

qz = 2,062 kN/m2 * 0,673 * 0,91

qz = 1,263 kN/m2

Accin unitaria resultante (Wr,c)

Cubierta

Coeficiente de presin exterior (Ce), Tabla 7 (pg. 50)

16 | P g i n a


Verificamos

f h/2

3,3 mts 9,3 m / 2

3,3 mts 4,65 mts

Para viento normal a la cara mayor:

Utilizamos Figura 17.a, para la cual necesitamos 0 (pg. 45)

a = h / a 0,5

a =

0,5

a = 0,268 0,5

17 | P g i n a


Para determinar 0 necesitamos el valor de b

Entonces:

b = h / b

b =

b = 0,66

Entonces utilizamos la siguiente grfica:

Entonces, determinamos de la tabla que 0 = 1

18 | P g i n a


Determinamos Ce a partir de la Figura 17 (pg. 52)

= 25

A sotavento Ce = - 0,4

0 = 1

19 | P g i n a


= 25

A barlovento Ce = - 0,42

0 = 1

Coeficiente de presin interna (Ci) Tabla 8 (pg. 54) suponemos permeabilidad 5%

Ci = +0,6 (1,8 1,3 )

Ci = +0,6 (1,8 1,3 * 1)

Ci = 0,3 Presin

Ci = - 0,6 (1,3 -0,8)

Ci = - 0,6 (1,3 * 1 0,8)

Ci = - 0,3 Succin

Paredes

Coeficiente de presin exterior (Ce) Tabla 6 (pg. 48)

20 | P g i n a


Direccin del viento

Coeficiente Ce

Caras a barlovento Caras a

sotavento

Perpendicular a la pared +0,8 -(1,3 0,8)

Oblicuo a la pared

Cuando fuera necesario tener una indicacin de la accin del viento oblicuo, se podr utilizar el diagrama de la

figura 16 Cara a barlovento:

Ce = +0,8

Cara a sotavento:

Ce = - (1,3 0,8)

Ce = - (1,3 * 1 0,8)

Ce = - 0,5

Entonces, para determinar la accin unitaria resultante (Wr,c)

W r,c = ( Ce C i ) * qz

Direccin del viento

Direccin del viento

21 | P g i n a


Direccin del viento: Paralelo a la generatriz

Coeficiente adimensional de reduccin por dimensiones (Cd) lo determinamos de la Tabla 7.4 del

antiguo reglamento. Como el tipo de rugosidad es II el coeficiente de conversin k* = 1,50.

22 | P g i n a


Con estos dos valores entrando a la Figura 7.2 determinamos:

Cd = 0,94

Entonces, la presin dinmica resulta:

qz = q0 * Cz * Cd

qz = 2,062 kN/m2 * 0,673 * 0,94

qz = 1,304 kN/m2

Accin unitaria resultante (Wr,c)

Cubierta

Coeficiente de presin exterior (Ce), Tabla 7 (pg. 50)

23 | P g i n a


Verificamos

f h/2

3,3 mts 9,3 m / 2

3,3 mts 4,65 mts

Utilizamos Figura 17.a, para la cual necesitamos 0 (pg. 45) con = 0

Para viento normal a la cara menor:

b = h / b 1

b =

1

b = 0,66 1

Como no se verifica utilizamos el siguiente grfico:

24 | P g i n a


Para determinar 0 necesitamos el valor de a

a = h / a

a =

a = 0,268

Entonces,

0 = 0,86

Para la Figura 17 emplearemos el valor 0 = 0,85 y = 0

25 | P g i n a


= 0

A sotavento Ce = - 0,29

0 = 0,85

= 0

A barlovento Ce = - 0,29

0 = 0,85

26 | P g i n a


Coeficiente de presin interior (Ci) Tabla 8 (pg. 54) suponemos permeabilidad 5%

Ci = +0,6 (1,8 1,3 )

Ci = +0,6 (1,8 1,3 * 0,86)

Ci = 0,41 Presin

Ci = - 0,6 (1,3 -0,8)

Ci = - 0,6 (1,3 * 0,86 0,8)

Ci = - 0,19 Succin

Paredes

Coeficiente de presin exterior (Ce) Tabla 6 (pg. 48)

Direccin del viento

Coeficiente Ce

Caras a barlovento Caras a

sotavento

Perpendicular a la pared +0,8 -(1,3 0,8)

Oblicuo a la pared

Cuando fuera necesario tener una indicacin de la accin del viento oblicuo, se podr utilizar el diagrama de la

figura 16

27 | P g i n a


Cara a barlovento:

Ce = +0,8

Cara a sotavento:

Ce = - (1,3 0,8)

Ce = - (1,3 * 0,86 0,8)

Ce = - 0,318

Entonces, para determinar la accin unitaria resultante (Wr,c)

W r,c = ( Ce C i ) * qz

28 | P g i n a


29 | P g i n a


Todas las referencias mencionadas son del Reglamento Reglamento argentino de accin de la nieve

y del hielo sobre las construcciones CIRSOC 104 (Julio 2005)

Comenzamos con el clculo de la carga de nieve sobre cubiertas planas (pf)

Pf = 0,7 * Ce * Ct * I * Pg

Factor de exposicin (Ce) Tabla 2 (pg. 79)

Consideramos Exposicin C Terrenos abiertos con obstrucciones dispersas, con alturas

generalmente menores que 10 m. Esta categora incluye campo abierto plano y terreno agrcola. Y

consideramos cubierta totalmente expuesta.

Por lo tanto:

Ce = 0,9

Factor trmico (Ct) Tabla 3 (pg. 79)

30 | P g i n a


Consideramos que la nave se encuentra calefaccionada, entonces consideramos:

Ct = 0,85

Factor de importancia (I) Tabla 4 (pg. 79)

Consideramos categora I

Entonces,

I = 0,8

Determinamos la carga de nieve a nivel del terreno (pg) Tabla 1.15

31 | P g i n a


Entonces:

Pg = 1 kN / m2

Entonces determinamos la carga de nieve sobre la cubierta plana (pf):

pf = 0,7 * Ce * Ct * I * Pg

pf = 0,7 * 0,9 * 0,85 * 0,8 * 1kN/m2

pf = 0,43 kN/m2

Una vez determinado pf calculamos la carga de nieve sobre una cubierta con pendiente (ps)

ps = Cs * pf

Factor de pendiente para cubierta clida (Cs), lo determinamos de la Figura 2.a (pg. 28)

32 | P g i n a


Entonces:

Cs = 0,7

Por lo tanto la carga de nieve sobre una cubierta con pendiente (ps) es:

ps = Cs * pf

ps = 0,7 * 0,43 KN/m2

ps = 0,3 KN/m2

Carga balanceada

Carga no balanceada (con W > 6m)

33 | P g i n a


Donde:

0,3 * ps = 0,3 * 0,3 kN/m2

0,3 * ps = 0,09 kN/m2

Y,

{ ( )}

{ (

)}

34 | P g i n a


Anlisis y diseo

Para el anlisis de la estructura se utiliz el programa AvWin.

Se procedi a cargar todos los nudos con su respectiva carga. Siendo los nudos de los extremos los

que estn sometidos a menor carga debido a su menor zona de influencia.

En el programa ingresamos las dos cargas de viento, debido a que afectan a distintas barras, por lo

que generaran esfuerzos diferentes.

Nudos extremos

Viento perpendicular a la generatriz:

W1 = 88,4 kg/m2 * (6,92 m * (

) m)

W1 = 298,215 kg

Viento paralelo a la generatriz:

W1 = 91 kg/m2 * (6,92 m * (

) m)

W1 = 306,98 kg

Nieve balanceada

Ps = 30,1 kg/m2 * (6,92 m * (

)m)

Ps = 101,54 kg

Nieve no balanceada

Ps = 9 kg/m2 * (6,92 m * (

)m)

Ps = 30,36 kg

Ps = 60 kg/m2 * (6,92 m * (

)m)

Ps = 202,41 kg

Peso propio

P cercha =

Pcorrea =


(

)

Entonces,

Pp = 133,33 kg + 61,6025 kg + 33,735 kg = 228,66 kg

35 | P g i n a


Nudos centrales

Viento perpendicular a la generatriz:

W1 = 88,4 kg/m2 * (6,92 m * 0,975 m)

W1 = 596,4348 kg

Viento paralelo a la generatriz:

W1 = 91 kg/m2 * (6,92 m * 0,975 m)

W1 = 613.97kg

Nieve balanceada

Ps = 30,1 kg/m2 * (6,92 m * 0,975 m)

Ps = 203,0847 kg

Nieve no balanceada

Ps = 9 kg/m2 * (6,92 m * 0,975 m)

Ps = 60,723 kg

Ps = 60 kg/m2 * (6,92 m * 0,975 m)

Ps = 404,82 kg

Peso propio

P cercha =

Pcorrea =


Entonces,

Pp = 133,33 kg + 82,1 kg + 67,47 kg = 282,9 kg

Las combinaciones de cargas utilizadas en el AvWin fueron las siguientes:

C1 = 1.4D= 1.4 * pp

C2 = 1.2D + 0.5S = 1.2 * pp + 0.5 * NB

C3 = 1.2D + 0.5S = 1.2 * pp + 0.5 * SB

C4 = 1.2D + 1.6S + 0.8 W = 1.2 * pp + 1.6 * NB + 0.8 * V

C5 = 1.2D + 1.6S + 0.8 W = 1.2 * pp + 1.6 * SB + 0.8 * V

C6 = 1.2D + 1.3W + 0.5S = 1.2 * pp + 1.3 * V + 0.5 * NB

C7 = 1.2D + 1.3W + 0.5S = 1.2 * pp + 1.3 * V + 0.5 * SB

C8 = 1.2D + 1.6S + 0.8 W = 1.2 * pp + 1.6 * NB + 0.8 * V1

C9 = 1.2D + 1.6S + 0.8 W = 1.2 * pp + 1.6 * SB + 0.8 * V1

CA = 1.2D + 1.3W + 0.5S = 1.2 * pp + 1.3 * V1 + 0.5 * NB

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CB = 1.2D + 1.3W + 0.5S = 1.2 * pp + 1.3 * V1 + 0.5 * SB

V1 = Viento paralelo a la generatriz

V = Viento perpendicular a la generatriz

Para la permeabilidad () consideramos que sobre la cara perpendicular a la generatriz de la nave un

portn de 5mts. de alto por 6mts de ancho (que permita la entrada de las mquinas viales),

incluyendo el mismo portn una puerta de acceso peatonal.

Sobre los laterales consideramos dos ventanas de 4 m x 2 m.

El rea total de la nave es de 630,93 m2 y el rea de las aberturas es de 62 m2.

Por lo tanto la permeabilidad es:

(

)

= 9,82 %

Consideramos para los clculo 5%.

Frente

37 | P g i n a


Lateral

nave industrial d

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