Estructuras de Acero

ESTRUCTURAS DE ACERO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Docente: Ing. Carmen Chilon Muñoz

ESTRUCTURAS DE ACERO Estudiante: Acaro Reyes Robinson Nick

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ESTRUCTURAS DE ACERO Diseñe en acero A-36 un techado metálico para un auditorio (Azotea) de 20.00 m de luz libre. La carga viva de diseño o S/C = 100 Kg/m2 y las cargas muertas deben considerar una losa compuesta (plancha colaborante + concreto f’c = 210 Kg/cm2) de espesor e = 0.10 m con un peso de 182.50 Kg/m2. Diseñe los elementos más solicitados de las bridas superior e inferior y las diagonales con conexiones soldadas SMAW electrodos E60XX. Considere el diseño del tijeral T-1. No diseñe las viguetas y verifique que la deflexión del tijeral por carga viva no supere L/360, además peso de vigueta y placa 12 Kg/m2.

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Área tributaria de Nodos  Nodos internos: 2 x 5 = 10 m2.  Nodos exteriores: 1 x 5 = 5 m2.

Metrado de Cargas El Metrado de cargas se realizará considerando las cargas mínimas repartidas por la estructura y las consideradas en la Norma Técnica Peruana E-020 “Cargas”.  Cargas Vivas: -

S/C = 100 Kg/m2. L = 100 Kg/m2.

 Cargas Muertas: -

Losa compuesta (e=0.10m) = 182.50 Kg/m2. Vigueta y placa = 12.00 Kg/m2. Pastelero Asentado = 100 Kg/m2. Considerando peso de armadura = 25 Kg/m2. D = 319.50 Kg/m2.

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Carga muerta actuante en los nodos  Nodo interno: -

319.5 Kg/m2 x 10m2 = 3195 Kg. 319.5 Kg/m2 x 5 m2 = 1597.5 Kg.

Carga viva actuante en los nodos  Nodo interno: -

100 Kg/m2 x 10m2 = 1000 Kg. 100 Kg/m2 x 5 m2 = 500 Kg.

Análisis de Viento  Velocidad de diseño:

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Vh=V .

h 10

0.22

( )

Según el Mapa Eólico del Perú para h = 8m, V = 40 Km/h. Reemplazando en la fórmula: Vh=40.

8 10

0.22

( )

→ V h=38.08 Km/h

Consideramos una velocidad mínima de 75 Km/h.

 Presión ejercida: Ph=0.005 x C x Vh

2

Siendo C el factor de forma de la armadura. 2

Ph=0.005 x C x 75 → Ph=28.125 C Factores de forma según Norma Técnica Peruana NTP E-020 “Cargas”

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Carga debida a la succión ejercida en la cobertura:  Nudos internos: -168.75 Kg.  Nudos exteriores: -84.375 Kg.

Carga de Diseño La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe ser determinada para la adecuada combinación crítica de cargas factorizadas. El efecto crítico puede ocurrir cuando una o más cargas no estén actuando. Para la aplicación del método LRFD, se investigan las combinaciones planteadas en la Norma Técnica Peruana NTP E-090 “Estructuras Metálicas”. A-4-1

1.2 D

1.2 x 3195 = 3780 Kg.

A-4-2

1.2 D + 0.5 Lr

1.2 x 3195 + 0.5 x 1000 = 4334 Kg.

A-4-3

1.2 D + 1.6 Lr

1.2 x 3195 + 1.6 x 1000 = 5434 Kg.

 Nodo interno: 5434 Kg.  Nodo externo: 2717 Kg.

Análisis Estructural

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∑ M A =0 →5434 x 90+2717 x 20−2 0 V B =0 →V B=27170.00 Kg=V A Compruebo que el análisis manual de reacciones, es igual con la respuesta obtenida en el software SAP 2000, y concluimos que el análisis es correcto.

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 Carga máxima en brida superior: 77 193.76 Kg (Compresión).

 Carga máxima en brida inferior: 74 682.34 Kg (Tracción).

 Carga máxima en diagonal: 31 968.15 Kg (Tracción).

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Diseño de Elementos Diseño de diagonales Pu = 31 968.15 Kg = 70.78 kip. Ag=

Pu 70.78 → Ag= 2.18 ¿2 ∅ x fy 0.9 x 36

Elección de perfil a usar:

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Escojo un perfil C5x9 A = 2.64 in2.

Verificación de la relación de esbeltez: L λ=