1.- DISEÑO DE TIJERAL SECTOR CENTRAL

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" CALCULO DE LA CARGA DE VIENTO Por ser una estructura de cobertura (Tijeral), esta deberá ser diseñado tambien para ocurrencias de la carga de viento. Para el cual usaremos las normas referidos en el Reglamento Nacional de Construcciones del Perú. VELOCIDAD DE DISEÑO: Datos de diseño: ►Se asumirá una altura de edificación de 8 metros ►La velocidad del viento para la zona de la edificación será 70 Km/h (minima según RNC) La velocidad de diseño para la altura de edificación se obtiene de la fórmula:

Vh  V (

h 0.22 ) 10

Vh=

66.65 Km/h

Vh : Velocidad de diseño en la altura h V : Velocidad de diseño hasta 10 m de altura h : Es la altura sobre el terreno en metros CALCULO DE LA CARGA EXTERIOR DE VIENTO: La carga exterior (presión o succión) se supondrá estática y perpendicular a la superficie sobre la cual se actúa. Ph : es la presión o succión del viento a una altura h en Kg/m2 Vh : velocidad de diseño a la altura h = 66.65 Km/h C : factor de forma adimensional = 0.3 presion Barlovento = -0.7 succión Barlovento = -0.6 succión Sotavento

Ph  0.005CVh

2

Ph= Ph= Ph=

6.66 Kg/m2 -15.55 Kg/m3 -13.33 Kg/m4

La situación mas crítica se da cuando se produce succión en Barlovento, por el cual será el valor usado para el diseño:

Carga de viento = 15.33 Kg/m2 en succión, tratando de levantar la cobertura CARGA DE VIENTO (PARA LOS NUDOS 1) a) Tenemos el área tributaria del nudo : Ancho Largo

= =

3.50 1.12

m. m.

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" A1

=

Área t

=

3.92

m2

=

15.55

Kg/m2

b) Carga puntual de viento : Carga de viento PD1 PD1 PD1

= = =

Carga de viento x Área tributaria 15.55 x 3.92 0.06 Tn

CARGA DE VIENTO (PARA LOS NUDOS 2) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A1

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 1.32 4.62

m. m. m2

=

15.55

Kg/m2

b) Carga puntual de viento : Carga de viento PD1 PD1 PD1

= = =

Carga de viento x Área tributaria 15.55 x 4.62 0.07 Tn

CARGA DE VIENTO (PARA LOS NUDOS 3 al 10) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A2

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 0.40 1.40

m. m. m2

=

15.55

Kg/m

b) Carga puntual de viento : Carga de viento PD1 PD1 PD1

= = =

Carga de viento x Área tributaria 15.55 x 1.40 0.02 Tn

CARGA DE VIENTO (PARA LOS NUDOS 11)

2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A3

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 2.10 7.35

m. m. m2

=

15.55

Kg/m2

b) Carga puntual de viento : Carga de viento PD1 PD1 PD1

= = =

Carga de viento x Área tributaria 15.55 x 7.35 0.11 Tn

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" CALCULO DE LA CARGA DE LLUVIA CARGA DE LLUVIA (PARA LOS NUDOS 1) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A1

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 2.43 8.51

m. m. 2 m

=

3.00

Kg/m

b) Carga puntual de viento : Carga de lluvia PD1 PD1 PD1

= = =

2

Carga de viento x Área tributaria 3.00 x 8.51 0.03 Tn

CARGA DE LLUVIA (PARA LOS NUDOS 2 al 10) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A2

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 0.40 1.40

m. m. 2 m

b) Carga puntual de viento : Carga de lluvia PD1 PD1 PD1

= = =

=

3 Kg/m

2

Carga de viento x Área tributaria 3.00 x 1.40 0.004 Tn

CARGA DE LLUVIA (PARA LOS NUDOS 10) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A3

Ancho Largo Área t

=

= = =

3.50 2.10 7.35

m. m. m2

=

3.00

Kg/m2

b) Carga puntual de viento : Carga de lluvia PD1 PD1 PD1

= = =

Carga de viento x Área tributaria 3.00 x 7.35 0.02 Tn

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

DISEÑO DEL TIJERAL 3.1 METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL 3.1.1 CARGA MUERTA (PARA LOS NUDOS DEL 1) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A1 =

Ancho Largo Área t

= = =

3.50 1.12 3.92

m. m. m2

=

7.50

Kg/m2

b) Peso propio tijeral : P tijeral

PD1 = P tijeral x Área tributaria PD1 = 7.50 x 3.92 PD1 = 29.40 Kg. c) Peso propio viguetas : P viguetas (correas) = 12.00 Kg/m PD2 = P vigueta x Ancho tributario PD2 = 12.00 x 3.50 PD2 = 42.00 Kg. d) Peso propio Cobertura :

(Cobertura gran onda)

P cobertura = 10.00 Kg/m2 PD3 = P cobertura x Área tributaria PD3 = 10.00 x 3.92 PD3 = 39.20 Kg. e) En resumen, la carga muerta nodal es : PD = PD1 + PD2 + PD3 PD = 110.60 Kg.

PD =

0.11

Ton.

3.1.2 CARGA VIVA (PARA LOS NUDOS 1) a) Tenemos el área tributaria del Tijeral : A1 =

Área t

=

3.92

m2

b) Según el Reglamento Nacional de Edificaciones :

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" S/C

=

30.00

c) Entonces tenemos : PL = S/C x Área tributaria PL = 30.00 x 3.92 PL = 117.60 Kg. d) En resumen, la carga viva nodal es :

PL =

0.12

Ton.

Kg/m2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 3.1.3 CARGA MUERTA (PARA LOS NUDOS 2) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A2 =

Ancho Largo Área t

= = =

3.50 1.32 4.62

m. m. m2

b) Peso propio tijeral : P tijeral

=

12 Kg/m

2

PD1 = P tijeral x Área tributaria PD1 = 12.00 x 4.62 PD1 = 55.44 Kg. c) Peso propio viguetas : P vigueta =

12.00

Kg/m

PD2 = P vigueta x Ancho tributario PD2 = 12.00 x 3.50 PD2 = 42.00 Kg. d) Peso propio Cobertura :

(Cobertura gran onda)

P cobertura =

10.00

Kg/m2

PD3 = P cobertura x Área tributaria PD3 = 10.00 x 4.62 PD3 = 46.20 Kg. e) En resumen, la carga muerta nodal es : PD = PD1 + PD2 + PD3 PD = 143.64 Kg.

PD =

0.14

Ton.

3.1.4 CARGA VIVA (PARA LOS NUDOS 2) a) Tenemos el área tributaria del Tijeral : A2 =

Área t

=

4.62

m2

b) Según el Reglamento Nacional de Edificaciones : S/C c) Entonces tenemos :

=

30

Kg/m2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

PL = S/C x Área tributaria PL = 30.00 x 4.62 PL = 138.60 Kg. d) En resumen, la carga viva nodal es :

PL =

0.14

Ton.

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 3.1.3 CARGA MUERTA (PARA LOS NUDOS 3 al 10) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A2 =

Ancho Largo Área t

= = =

3.50 0.40 1.40

m. m. m2

b) Peso propio tijeral : P tijeral

=

12 Kg/m

2

PD1 = P tijeral x Área tributaria PD1 = 12.00 x 1.40 PD1 = 16.80 Kg. c) Peso propio viguetas : P vigueta =

12.00

Kg/m

PD2 = P vigueta x Ancho tributario PD2 = 12.00 x 3.50 PD2 = 42.00 Kg. d) Peso propio Cobertura :

(Cobertura gran onda)

P cobertura =

10.00

Kg/m2

PD3 = P cobertura x Área tributaria PD3 = 10.00 x 1.40 PD3 = 14.00 Kg. e) En resumen, la carga muerta nodal es : PD = PD1 + PD2 + PD3 PD = 72.80 Kg.

PD =

0.07

Ton.

3.1.4 CARGA VIVA (PARA LOS NUDOS 3 al 10) a) Tenemos el área tributaria del Tijeral : A2 =

Área t

=

1.4

m2

b) Según el Reglamento Nacional de Edificaciones : S/C c) Entonces tenemos :

=

30

Kg/m2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

PL = S/C x Área tributaria PL = 30.00 x 1.40 PL = 42.00 Kg. d) En resumen, la carga viva nodal es :

PL =

0.04

Ton.

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 3.1.5 CARGA MUERTA (PARA LOS NUDOS 11) a) Tenemos el área tributaria del nudo :

A3 =

Ancho Largo Área t

= = =

3.50 2.10 7.35

m. m. m2

P tijeral =

8.50

Kg/m2

b) Peso propio tijeral :

PD1 = P tijeral x Área tributaria PD1 = 8.50 x 7.35 PD1 = 62.48 Kg. c) Peso propio viguetas : P vigueta =

12.00

Kg/m

PD2 = P vigueta x Ancho tributario PD2 = 12.00 x 3.50 PD2 = 42.00 Kg. d) Peso propio Cobertura :

(Cobertura gran onda)

P cobertura =

4.94

Kg/m2

PD3 = P cobertura x Área tributaria PD3 = 4.94 x 7.35 PD3 = 36.31 Kg. e) En resumen, la carga muerta nodal es : PD = PD1 + PD2 + PD3 PD = 140.79 Kg.

PD =

0.14

Ton.

3.1.6 CARGA VIVA (PARA LOS NUDOS 11) a) Tenemos el área tributaria del Tijeral : A3 =

Área t

=

7.35

m2

b) Según el Reglamento Nacional de Edificaciones : S/C c) Entonces tenemos :

=

30.00

Kg/m2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

PL = S/C x Área tributaria PL = 30.00 x 7.35 PL = 220.50 Kg. d) En resumen, la carga viva nodal es :

PL =

0.22

Ton.

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" COMBINACIONES DE CARGA METODO LRFD CARGAS ULTIMAS PARA LOS NUDOS 1 Ingreso de datos: Carga muerta (D)= 0.11 Tn Carga viva (L)= 0.12 Tn Carga de viento (w)= 0.06 Tn

Calculo: 1.4(D) = 1.2(D) + 1.6(L) = 1.2(D) + 0.5(L) = 1.2(D) + 0.8(W) = 1.2(D) + 1.3(W) + 0.5(L) = 0.9(D) + 1.3(W)= 0.9(D) - 1.3(W)=

0.15 0.32 0.19 0.18 0.27 0.18 0.02

Tn Tn Tn Tn Tn Tn Tn

0.20 0.39 0.24 0.23 0.33 0.22 0.03

Tn Tn Tn Tn Tn Tn Tn

CARGAS ULTIMAS PARA LOS NUDOS 2 Ingreso de datos: Carga muerta (D)= 0.14 Tn Carga viva (L)= 0.14 Tn Carga de viento (w)= 0.07 Tn

Calculo: 1.4(D) = 1.2(D) + 1.6(L) = 1.2(D) + 0.5(L) = 1.2(D) + 0.8(W) = 1.2(D) + 1.3(W) + 0.5(L) = 0.9(D) + 1.3(W)= 0.9(D) - 1.3(W)=

CARGAS ULTIMAS PARA LOS NUDOS 3 al 10 Ingreso de datos: Carga muerta (D)= 0.07 Tn Carga viva (L)= 0.04 Tn Carga de viento (w)= 0.02 Tn

Calculo: 1.4(D) = 1.2(D) + 1.6(L) = 1.2(D) + 0.5(L) =

0.10 Tn 0.15 Tn 0.10 Tn

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 1.2(D) + 0.8(W) = 1.2(D) + 1.3(W) + 0.5(L) = 0.9(D) + 1.3(W)= 0.9(D) - 1.3(W)=

0.10 0.13 0.09 0.03

Tn Tn Tn Tn

0.20 0.52 0.28 0.26 0.43 0.27 -0.02

Tn Tn Tn Tn Tn Tn Tn

CARGAS ULTIMAS PARA LOS NUDOS 11 Ingreso de datos: Carga muerta (D)= 0.14 Tn Carga viva (L)= 0.22 Tn Carga de viento (w)= 0.11 Tn

Calculo: 1.4(D) = 1.2(D) + 1.6(L) = 1.2(D) + 0.5(L) = 1.2(D) + 0.8(W) = 1.2(D) + 1.3(W) + 0.5(L) = 0.9(D) + 1.3(W)= 0.9(D) - 1.3(W)=

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 4.3

CUADRO DE LOS ESFUERZOS FINALES

por nudos

Tipo de

Longitud

Esfuerzos axiales obtenidos por la Emvolvente SAP2000

Elem. 1a2 2a3 3a4 4a5 5a6 6a7 7a8 8a9 9 a 10 10 a 11 11 a 12 12 a 13 13 a 14 14 a 15 15 a 16 1 a 17 17 a 18 18 a 19 19 a 20 21 a 21 21 a 22 22 a 23 23 a 24 24 a 25 25 a 26 26 a 27 27 a 28 28 a 29 29 a 30 30 a 31 2 a 18 3 a 19 4 a 20 5 a 21 6 a 22

Elemento B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.S. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. B.I. DI. DI. DI. DI. DI.

(m) 2.22 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.51 0.51 0.51 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.43 0.43 0.40 0.42 0.42 0.43 0.44 0.45

(Ton) 6.95 8.13 9.43 10.86 12.29 13.74 15.21 16.70 18.00 20.24 21.48 21.65 20.76 18.98 17.77 -6.95 -6.95 -8.24 -9.60 -11.02 -12.47 -13.98 -15.45 -16.96 -18.59 -20.54 -22.05 -22.34 -21.66 -20.78 -1.36 -1.46 -1.54 -1.60 -1.66

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 7 a 23 8 a 24 9 a 25 10 a 26 11 a 27 12 a 28 13 a 29 14 a 30 15 a 31 2 a 17 3 a 18 4 a 19 5 a 20 6 a 21 7 a 22 8 a 23 9 a 24 10 a 25 11 a 26 12 a 27 13 a 28 14 a 29 15 a 30

DI. DI. DI. DI. DI. DI. DI. DI. DI. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT. MONT.

0.45 0.46 0.47 0.53 0.55 0.57 0.58 0.59 0.53 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.19 0.21 0.23 0.25 0.25 0.28 0.31 0.35 0.39

-1.71 -1.76 -1.57 -2.59 -2.77 -2.05 -1.25 -0.23 0.00 0.00 0.33 0.41 0.49 0.67 0.65 0.73 0.85 -1.73 -4.46 -4.76 -5.24 -5.62 -2.82

VALOR MIN BRIDA SUPERIOR BRIDA INFERIOR DIAGONALES MONTANTES

6.95 -22.34 -2.77 -5.62

VALOR MAX 21.650 -6.950 0.000 0.850

Nota : Los valores positivos se refieren a Tensión y los negativos a Compresión.

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.1

DISEÑO DE LA BRIDA SUPERIOR 5.1.1 POR TENSIÓN a)

Los datos del elemento son: La carga máxima es : Pu = 21.65 Pu = 21650

Ton. Kg.

La longitud del elemento es: L = 51 cm. L = 20.07 pulg. Cantidad de arriostres: n = 0 La longitud de pandeo final del elemento es: L/(n+1) = 20.07 / 1 L = 20.07 pulg. Asumiendo una esbeltez de : L/r = 300 L/r = 20.07 / r = 0.067 pulg. b)

r = L / 300 300

Obteniendo un área mínima : Tenemos la siguiente ecuación : Pu = f x Fy x Ag Despejando : Ag = Pu / ( f x Fy ) f = 0.90 Fy = 36 KSI

=

2530

x

2530

Kg/cm2

Reemplazando : Ag = Ag =

21650.00 / ( 9.508 cm2

Ag =

1.474

pulg2

r =

0.067

pulg.

0.90

Con estos datos recurrimos a las tablas. c)

Ensayamos con el siguiente perfil :

)

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

DOBLE ANGULO

2"x2"x1/4"

Los datos del siguiente perfil son obtenidos de la tabla AISC LRFD : Ag = rx = ry = d)

1.880 0.609

pulg2 pulg. pulg.

Verificando el perfil : La longitud de pandeo es la siguiente : L = 20.07 pulg. Usamos el menor radio de giro, el cual es : r = 0.609 cm. Las relación de esbeltez es la siguiente :

L/r = e)

33

< 300 OK!

Verificación de las conexiones : Fluencia en la sección bruta : Pu = ft x Ag x Fy Ag = Ag = f =

1.880 12.129 0.90

Pu =

0.90

Pu =

pulg2 cm2

12.129

x

x

2530

27617.75 Kg.

OK !

27617.8 > 21650.0

Fractura en la sección efectiva : Ae = m * Ag m = 1 Ae = 1.880

Debido al tamaño del perfil se utilizará conexión soldada

pulg2

Pu = ft x Ae x Fu ft = 0.75 Ae =

12.129

cm2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

Fu =

58

KSI

=

4276

x

4276

Reemplazando los valores : Pu = Pu =

0.75

x

38897.73 Kg.

OK ! f)

12.129

38897.7 > 21650.0

La sección final que usaremos es:

DOBLE ANGULO

2"x2"x1/4"

Kg/cm2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.2

DISEÑO DE LA BRIDA INFERIOR 5.2.1 POR COMPRESIÓN a)

Los datos del elemento son: La carga máxima es : Pu = 22.34 Pu = 22340

Ton. Kg.

La longitud del elemento es: L = 43.00 cm. L = 16.93 pulg. Cantidad de arriostres: n = 0 La longitud de pandeo final del elemento es: L/(n+1) = 16.93 / 1 L = b)

16.93

pulg.

Obteniendo un área mínima : Asumiendo una esbeltez de : KL/r = 100 r = L / 100 r = 0.169 pulg.

K = 1 (Articulado)

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy = 36 KSI E = 29000

=

2530

Kg/cm2

Reemplazando los valores de "L / r", "Fy" y "E" se tiene : lc =

1.12

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es : Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy Reemplazando los valores de "lc" y "Fy" se tiene : Fcr = 1496.59 Kg/cm2 Ahora tenemos la fórmula de la carga última : Pu = f x Fcr x Ag Despejando "Ag" :

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" Ag = Pu / ( f x Fcr ) f = 0.85 Reemplazando "Pu", "f" y Fcr": Ag = 22340.00 / ( Ag = 17.561 cm2 Ag = r =

c)

2.722 0.169

0.85

x

1496.59

)

pulg2 pulg.

Con estos datos recurrimos a las tablas. Ensayando con el siguiente perfil :

DOBLE ANGULO

2"x2"x1/4"

Los datos del siguiente perfil son obtenidos de la tabla AISC LRFD : Ag = rx = ry = e)

1.880 0.609 0.000

pulg2 pulg. pulg.

Verificamos el perfil : La longitud de pandeo es la siguiente : L =

16.93

pulg.

Usamos el menor radio de giro, el cual es : r =

0.609

pulg.

La relación de esbeltez es la siguiente :

L/r =

28

< 200 OK!

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy =

36

E =

29000

lc =

0.31

KSI

=

2530

Kg/cm2

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es : Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

Fcr = f = Ag =

2430.26

Kg/cm2

0.85 12.129

cm2

Pu = f x Fcr x Ag Pu =

25055.15 Kg.

OK ! f)

25055.15 > 22340.00

La sección final que usaremos es: Ángulos dobles de acero de :

DOBLE ANGULO

2"x2"x1/4"

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.3

DISEÑO DE LA DIAGONAL 5.3.1 POR COMPRESIÓN a)

Los datos del elemento son: La carga máxima es : Pu = 2.77 Pu = 2770

Ton. Kg.

La longitud del elemento es: L = 50.76 cm. L = 19.98 pulg. Cantidad de arriostres: n = 1 La longitud de pandeo final del elemento es: L/(n+1) = 19.98 / 2 L = b)

9.99

pulg.

Obteniendo un área mínima : Asumiendo una esbeltez de : KL/r = 100 r = L / 100 r = 0.100 pulg.

K = 1 (Articulado)

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy = 36 KSI E = 29000

=

2530

Kg/cm2

Reemplazando los valores de "L / r", "Fy" y "E" se tiene : lc =

1.12

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es : Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy Reemplazando los valores de "lc" y "Fy" se tiene : Fcr = 1496.59 Kg/cm2 Ahora tenemos la fórmula de la carga última : Pu = f x Fcr x Ag Despejando "Ag" :

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" Ag = Pu / ( f x Fcr ) f = 0.85 Reemplazando "Pu", "f" y Fcr": Ag = 2770.00 / ( Ag = 2.177 cm2 Ag = r =

c)

0.338 0.100

0.85

x

1496.59

)

pulg2 pulg.

Con estos datos recurrimos a las tablas. Ensayando con el siguiente perfil : DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

Los datos del siguiente perfil son obtenidos de la tabla AISC LRFD : Ag = rx = ry = e)

0.470 0.305 0.420

pulg2 pulg. pulg.

Verificamos el perfil : La longitud de pandeo es la siguiente : L =

9.99

pulg.

Usamos el menor radio de giro, el cual es : r =

0.305

pulg.

La relación de esbeltez es la siguiente :

L/r =

33

< 200 OK!

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy =

36

E =

29000

lc =

0.37

KSI

=

2530

Kg/cm2

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es : Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO"

Fcr =

2389.11

f =

0.85

Ag =

3.032

Kg/cm2

cm2

Pu = f x Fcr x Ag Pu =

6157.73

Kg.

OK ! f)

6157.73 > 2770.00

La sección final que usaremos es: Ángulos dobles de acero de : DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.4

DISEÑO DE LA MONTANTE 5.4.1 POR TENSIÓN a)

Los datos del elemento son: La carga máxima es : Pu = 0.85 Pu = 850

Ton. Kg.

La longitud del elemento es: L = 30.00 cm. L = 11.81 pulg. Cantidad de arriostres: n = 0 La longitud de pandeo final del elemento es: L/(n+1) = 11.81 / 1 L = 11.81 pulg. Asumiendo una esbeltez de : L/r = 300 r = 11.81 / r = 0.039 pulg. b)

r = L / 300 300

Obteniendo un área mínima : Tenemos la siguiente ecuación : Pu = f x Fy x Ag Despejando : Ag = Pu / ( f x Fy ) f = 0.90 Fy = 36 KSI

=

2530

x

2530

Kg/cm2

Reemplazando : Ag = Ag =

850.00 0.373

/( cm2

Ag = r =

0.058 0.039

pulg2 pulg.

0.90

Con estos datos recurrimos a las tablas. c)

Ensayamos con el siguiente perfil :

)

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

Los datos del siguiente perfil son obtenidos de la tabla AISC LRFD : Ag = rx = ry = d)

0.470 0.305 0.420

pulg2 pulg. pulg.

Verificando el perfil : La longitud de pandeo es la siguiente : L = 11.81 pulg. Usamos el menor radio de giro, el cual es : r = 0.305 cm. Las relación de esbeltez es la siguiente :

L/r = e)

39

< 300 OK!

Verificación de las conexiones : Fluencia en la sección bruta : Pu = ft x Ag x Fy pulg2 cm2

Ag = Ag = f =

0.470 3.032 0.90

Pu =

0.90

x

Pu =

6904.44

Kg.

OK !

3.032

x

2530

6904.4

>

850.0

Fractura en la sección efectiva : Ae = m * Ag m = 1 Ae = 0.470

Debido al tamaño del perfil se utilizará conexión soldada

pulg2

Pu = ft x Ae x Fu ft = 0.75 Ae =

3.032

cm2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" Fu =

58

KSI

=

4276

3.032

x

4276

9724.4

>

850.0

Reemplazando los valores : Pu =

0.75

x

Pu =

9724.43

Kg.

OK ! f)

La sección final que usaremos es: Ángulos dobles de acero de : DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

Kg/cm2

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.4

DISEÑO DE LA MONTANTE

5.4.2 POR COMPRESIÓN a)

Los datos del elemento son: La carga máxima es : Pu = 5.62 Pu = 5620

Ton. Kg.

La longitud del elemento es: L = 38.00 cm. L = 14.96 pulg. Cantidad de arriostres: n = 0 La longitud de pandeo final del elemento es: L/(n+1) = L = b)

14.96 14.96

/ 1 pulg.

Obteniendo un área mínima : Asumiendo una esbeltez de : KL/r = 100 r = L / 100 r = 0.150 pulg.

K = 1 (Articulado)

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy = 36 KSI E = 29000

=

2530

Kg/cm2

Reemplazando los valores de "L / r", "Fy" y "E" se tiene : lc =

1.12

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es : Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy Reemplazando los valores de "lc" y "Fy" se tiene : Fcr = 1496.59 Kg/cm2 Ahora tenemos la fórmula de la carga última : Pu = f x Fcr x Ag

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" Despejando "Ag" : Ag = Pu / ( f x Fcr ) f = 0.85 Reemplazando "Pu", "f" y Fcr": Ag = 5620.00 / ( Ag = 4.418 cm2 Ag = r =

c)

0.685 0.150

0.85

x

1496.59

)

pulg2 pulg.

Con estos datos recurrimos a las tablas. Ensayando con el siguiente perfil : DOBLE ANGULO

1 1/2"x1 1/2"x1/8"

Los datos del siguiente perfil son obtenidos de la tabla AISC LRFD : Ag = rx = ry = e)

0.720 0.465 0.630

pulg2 pulg. pulg.

Verificamos el perfil : La longitud de pandeo es la siguiente : L =

14.96

pulg.

Usamos el menor radio de giro, el cual es : r =

0.465

pulg.

La relación de esbeltez es la siguiente :

L/r =

32

< 200 OK!

Hallamos el Coeficiente de Esbeltez : lc = ( L / r p ) ( raiz ( Fy / E )) Fy =

36

E =

29000

lc =

0.36

KSI

=

2530

Kg/cm2

→ El Pandeo es Inelástico ( < 1.5 )

La fórmula para el Pandeo Inelástico es :

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" Fcr = ( 0.658 ^ hc ^ 2 ) Fy Fcr =

2396.42

f =

0.85

Ag =

4.645

Kg/cm2

cm2

Pu = f x Fcr x Ag Pu =

9461.97

Kg.

OK ! f)

9461.97 > 5620.00

La sección final que usaremos es: Ángulos dobles de acero de : DOBLE ANGULO

1 1/2"x1 1/2"x1/8"

CALCULO DE LA ESTRUCTURA METALICA DE LA COBERTURA SOBRE LAS TRIBUNAS DE ORIENTE Y OCCIDENTE PROYECTO: "CREACION DEL ESTADIO MUNICIPAL EN LA LOCALIDAD DE CONSTITUCION IV ETAPA - OXAPAMPA - PASCO" 5.5

RESUMEN DE LOS PERFILES OBTENIDOS

5.5.1

BRIDA INFERIOR a) Por compresión : DOBLE ANGULO 2"x2"x1/4" Usaremos finalmente: DOBLE ANGULO

5.5.2

2"x2"x1/4"

BRIDA SUPERIOR a) Por tensión : DOBLE ANGULO

2"x2"x1/4"

Usaremos finalmente: DOBLE ANGULO

5.5.3

2"x2"x1/4"

DIAGONALES a)

Por compresión :

DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

Usaremos finalmente: DOBLE ANGULO

5.5.4

1"x1"x1/8"

MONTANTES a) Por compresión : DOBLE ANGULO 1 1/2"x1 1/2"x1/8" b) Por tensión : DOBLE ANGULO

1"x1"x1/8"

Usaremos finalmente: DOBLE ANGULO

1 1/2"x1 1/2"x1/8"

b

c d

yp

t

a

0.021 1.239

PROPIEDADES GEOMETRICAS DE PERFILES NO CONOCIDOS 1x1 x1/8 GEOMETRIA: a : 0.875 b : 1 c : 0.88 d : 1 t : 1/8 yp : 0.30 A ; 0.47 Ixx : 0.04 rx : 0.3045 Iyy : 0.08 ry : 0.42 S : 1 1/2 x1 1/2 x1/8 GEOMETRIA: a b c d t yp A Ixx rx Iyy ry S

2x2x1/8 GEOMETRIA:

: : : : : : ; : : : : :

1.375 1 1/2 1.38 1 1/2 1/8 0.42 0.72 0.16 0.4652 0.28 0.63

a b c d t yp A Ixx rx Iyy ry S

: : : : : : ; : : : : :

1.875 2 1.88 2 1/8 0.55 0.97 0.38 0.63 0.67 0.83

a b c d t yp A Ixx rx Iyy ry S

: : : : : : ; : : : : :

1.6875 2 1.69 2 5/16 0.61 2.30 0.83 0.60 1.70 0.86

2x2x5/16 GEOMETRIA:

0.02164069 1.23992014