CALCULO ESTRUCTURAL

I.-CALCULO DE LA FUERZA TOTAL Datos Generales: −  Longitud de la profundidad de la nave Ln = 18m Longitud de la Luz L = 16m −  Altura de la Nave H = 6m −  Angulo del Par α   = 30° −  −  Separación entre cerchas Cc = 4.....6m P4 P3

p3 P2

P2

P2

P1 )

4.62m

30° 16m R2

R1

1).-El Peso propio de la cercha  Pp = 28

kgf   m2

2).-El Peso del viento Pv 

1.6*

=

 X  = 50

 X 

Para una altura H = 6  Pv = 1.6(50) = 80

 Kgf   m2

 Kgf   m2

3).- distancia entre cerchas (Cc) Cc

=

 Ln  N °c

=

18 4

=

4.5m

N° de cerchas = 4

4).- Cálculo el peso (P)  P  =

 L1 2

( Pp + Pv)Cc

P

=

=

 Kgf  

3.08

* (  28 + 80 ) *

2

4.5m = 748.44kgf 

Sabemos que: P2

P3

=

P4

=

2P

=

Por lo tanto  P 2

=

 P 3

=

 P 4

=

1496 .88

kgf   m2

5).- Cálculo de las reacciones Sabemos:  R1

=

R2

 R1

 R2

+

2( P  1

=

 P 

 P  )

+ 2 + 3

  p4

+

2( P  + 2 P  + 2 P )

=

2 P 

+

2 R1 = 12(745.44) kgf   = 8981.28kgf    R1

 R2

=

4490.64kgf  .

=

II.- CÁLCULO LOS ESFUERZO POR CREMONA

P4

P3 P2 P1

3 2

1

8 7

6 4

5

R1

P1

12 P 

=

R1

-1 P2 -2

+4

-3

+5

-6

P3 P4/2

+8 -7

TOMANDO:

1mm =100 kgf 

Observación:

Para el otro extremo de la cercha es el mismo.

III.-MIEMBROS SOMETIDOS A TRACCIÓN Y COMPRESIÓN

N° De barras 1 2 3 4 5 6 7 8

Longitu d cm 308 308 308 533 533 308 308 533

Carga en tracción Kg

Carga en compresión Kg 7500 6000 6000

6500 3850 1500 1510 2700

IV.- SELECCIÓN DE PERFILES. A).- PARA EL PAR Consideramos:

relación de Esbeltez

λ  =

1.- BARRA (1) perfil de alas iguales ( Fc = 7500 kgf

*Radio de giro ficticio

250

)

L1 = 308 cm i y1 =

 L1 λ 

=

308 250

= 1.232 ≅ 1.26cm

* Por tablas seleccionamos :

la cual consideramos:

65 .65. 7 i 1 = 2.47cm

Radio de giro Real  x  A = S  = 17.4cm 2 Área

Verificando:

σ trabajo

=

 Fc.w  A

≤ 1200

kgf   cm 2

*w = coeficiente de pandeo *A = Área *Fc. = Fuerza de cremona

Cálculo Pandeo (w) λ  =

 L1 i x1

σ trabajo

=

=

308 2.47

= 124.69 = 125

Por tablas w =2.64

7500 .(2.64) 17.4

= 1137 .9

kgf   cm 2

≤ 1200

kgf   cm 2

Por ser la barra de par se ejecuta el 30% se seguridad industrial 30%(1200)= 360kgf/cm2 360 + σ t  ≤ 1200

kgf   cm 2

Por lo tanto: Seleccionamos otro perfil

65. 65. 11

   

Considerando ix1 =2.42cm

   

*

S = 26.4cm2

σ t 

=

7500 .(2.72) 26.4

λ  =

308 2.42

=

127

por tabla w =2.72

= 772.73

kgf   cm 2

360+772.73=1132.73kgf/cm2 ≤1200 kgf/ cm2

por lo tanto es correcto para la barra (1) el perfil:

65. 65. 11 Conclusión: Se cumplirá para las barra (1),(2),(3). B).- PARA EL LARGUERO Consideraciones:

λ  = 200

Esbeltez

1.-BARRA (4) perfil angular ( I L )

*Radio de giro ficticio

i y1 =

 L4

=

λ 

* Por tablas seleccionamos:

308 200

= 2.665 ≅ 2.72cm

140. 140. 17 i 1 = 5.33cm

de la cual consideramos * Radio de giro Real  x  A = S  = 90cm 2 * Área

Verificando: Cálculo Pandeo (w) λ  =

 L4 i x1

σ trabajo

=

=

533 5.33

= 100

6500 .(1.19) 90

Por tablas w =1.19

= 137.22

kgf   cm

2

≤ 1200

es correcto pero por costos elegimos otro:

80. 80. 10 de la cual consideramos

kgf   cm 2

I L 80. 80. 10

* Radio de giro Real

i x1 = 3.03cm

* Área Verificando: Cálculo Pandeo (w)

 A = S  = 30.2cm 2

λ  =

 L4 i x1

=

σ trabajo

533 3.03

=

= 176

Por tablas w =5.23

6500.(5.23) 30.2

= 1125.66

kgf   cm 2

≤ 1200

kgf   cm 2

es correcto por lo cual elegimos el perfil

IL

80. 80. 10

2.-BARRA (5) perfil angular ( I L ) Datos:

Fc = 3850 kgf

L7 =533 cm.

* Por tablas seleccionamos el  :

75. 75. 8 de la cual consideramos

75. 75. 8 * Radio de giro Real i x = 2.85cm * Área  A = S  = 23cm2 1

Verificando: Cálculo Pandeo (w) λ 

=

 L5 i x

533 =

=

187

Por tablas w =5.91

2.85

1

σ trabajo =

3850.(5.91) 23

=

989.28

kgf   2

cm

≤ 1200

kgf   2

cm

es correcto por lo cual elegimos el perfil :

I L 75. 75.8

CONCLUSIÓN: Para el Larguero (4),(5) se elige el que soporta mas carga 80. 80. 10 C).-PARA LOS MONTANTES

Considerando una esbeltez

λ

=200

1.-BARRA (7) perfil angular ( L ) Datos: Fc =1510 kgf.

L7 =308 cm

*Radio de giro ficticio

i y1

=

 L7 λ 

=

308 200

= 1.54cm

* Por tablas seleccionamos el perfil:

80. 80. 10 de la cual consideramos

L 80. 80. 10

* Radio de giro Real i x = 3.03cm * Área  A = S  = 15.1cm 2 1

Verificando: Cálculo Pandeo (w) λ 

=

 L7 i x

308 =

=

102

Por tablas w =1.94

3.03

1

σ trabajo =

1510.(1.94) 15.1

= 194

kgf   2

cm

≤ 1200

kgf   2

cm

Es correcto pero por costos elegimos otro de menor área:

L 50. 50. 7

* Radio de giro Real i x = 1.88cm 50. 50. 7 de la cual consideramos * Área  A = S  = 6.56cm 2 1

Verificando: Cálculo del coeficiente de Pandeo (w) λ 

=

 L7 i x

308 =

=

164

Por tablas w =4.54

1.88

1

σ trabajo =

1510.(4.54) 6.56

= 1054.67

kgf   2

cm

≤ 1200

kgf   2

cm

es correcto por lo cual elegimos el perfil

L. 50. 50. 7

D).-PARA LAS DIAGONALES Considerando una esbeltez

λ

=200

1.-BARRA (6) perfil angular ( I I ) Datos: Fc =1500 kgf.

L7 =308 cm

*Radio de giro ficticio

i y1

=

 L7 λ 

=

308 200

* Por tablas seleccionamos el  Perfil :

= 1.54cm

I I 80. 80. 10

80. 80. 10 de la cual consideramos * Radio de giro Real i x = 3.03cm * Área  A = S  = 30.2cm 2 1

Verificando: Cálculo Pandeo (w) λ 

=

 L7 i x

308 =

=

102

Por tablas w =1.94

3.03

1

σ trabajo =

1500.(1.94) 30.2

=

96

kgf   2

cm

≤ 1200

kgf   2

cm

es correcto pero por costos elegimos otro de menor área:

I I 45. 45. 5

* Radio de giro Real i x = 1.7cm 45. 45. 5 de la cual consideramos * Área  A = S  = 8.6cm 2 1

Verificando: Cálculo Pandeo (w)

λ 

=

 L6 i x

308 =

=

181

Por tablas w =5.53

1.7

1

σ trabajo =

1510.(5.53) 8.6

=

964.53

kgf   cm2

≤ 1200

kgf   cm2

es correcto por lo cual elegimos el perfil I I. 50. 50. 7

Observación: no se puede elegir otro de menor área por la relación de la esbeltez 2.-BARRA (8) perfil angular ( I I ) Datos: Fc =2700 kgf.

L8 =533 cm

*Radio de giro ficticio

i y1

=

 L8 λ 

=

533 200

=

2.665cm ≅ 2.72cm

* Por tablas seleccionamos el  Perfil :

140. 140. 17 de la cual consideramos i x1

=

I I 140. 140. 17 * Radio de giro Real

5.33cm

* Área

 A = S  = 90cm

2

Verificando: Cálculo Pandeo (w) λ 

=

 L8 i x

533 =

=

100

Por tablas w =1.9

5.33

1

σ trabajo =

2700.(1.9) 90

=

57

kgf   2

cm

≤ 1200

kgf   2

cm

es correcto pero por costos elegimos otro de menor área:

70. 70. 7

* Radio de giro Real i x = 2.67cm 70. 70. 7 de la cual consideramos * Área  A = S  = 18.8cm 2 1

Verificando:

Cálculo Pandeo (w) λ 

=

 L8 i x

533 =

=

200

Por tablas w =6.75

2.67

1

σ trabajo =

2700.(6.75) 18.8

=

969.4

kgf   cm2

≤ 1200

kgf   cm2

es correcto por lo cual elegimos el perfil

70. 70. 7 Observación: no se puede elegir otro de menor área por la relación de la esbeltez