Informe Final Diseño en Acero y Madera

MEMORIA DESCRIPTIVA TRABAJO DOMICILIARIO

DISEÑO DE UNA NAVE INDUSTRIAL CURSO DISEÑO EN ACERO Y MADERA

ALUMNO : SANTA CRUZ SANCHEZ LEODAN CURSO

: DISEÑO EN ACERO Y MADERA

CICLO

: VIII

CHACHAPOYAS - AMAZONAS PERÚ JUNIO 2017

ALUMNO: SANTA CRUZ SANCHEZ LEODAN

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INDICE INTRODUCCION DESCRIPCION DE, PROYECTO OBJETIVOS CAPITULO I PLANOS ANEXOS

Determinación de Cargas en la Estructura

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1. INTRODUCCION La realización del proyecto de diseño y construcción de estructuras metálicas, son muy detalladas, y se trabajan a través de normas. Las normas nos ayudaran a prevenir futuros problemas en la construcción, antes, durante y después. Antes de la construcción:  Prevenir la utilización de equipos especiales para la construcción. Durante la construcción:  Equipos de seguridad  Detallado de colores de pintado de la estructura Después de la construcción:  Evitar el colapso de la estructura frente a desastres naturales, que a su vez nos permitirán  Evitar pérdidas de vidas  Asegurar la continuidad de los servicios básicos  Minimizar los daños a la propiedad. Las normas de seguridad, son dadas y actualizadas continuamente, es decir estas normas, no son para siempre. Un claro ejemplo de la actualización de las normas, es la actualización de las normas de construcción de edificios públicos y privados, estas normas son para prevenir el colapso precoz de las estructuras frente a incendios. Además para reproducir el proyecto de diseño, se aplicaron las softwares sap 2000 y autocad estos programas facilitaran los cálculos de comprobación. Es así que de esta manera se reduce el tiempo de diseño y además podremos hacer la comprobación de resistencia de los materiales, de estructuras complicadas, estructuras con forma curva, y con detalles complicados de construcción.

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2. DESCRIPCIONDEL PROYECTO El presente proyecto consta del diseño de de un techo estructural tipo galpón para ser utilizado como almacén de alimentos, el techo estará cubierta por calamina y la parte de la estructura metálica, conformada por vigas y columnas 2,1 UBICACIÓN DEL PROYECTO OPCIONAL (solo en un área plana) El proyecto de diseño de una estructura metálica tipo galpón fue seleccionada, para un uso adecuado de conservación de alimentos y facilitar la distribución y montaje de equipos a ser instalados. Para desarrollar el proyecto se tomaron en cuenta las siguientes necesidades. 

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Estética de la estructura, la estructura será de tipo galpón para darle un mejor uso de funcionamiento y seguridad, además dará una buena imagen por el mismo diseño realizado vista del exterior. Infiltración de luz, el techo tendrá entradas de luz por la cobertura que dejara pasar la luz solar, para tener buena iluminación durante la mañana. El proyecto de diseño cuenta con las siguientes dimensiones de 34.2 metros de largo y 30.9 metros de ancho. La forma del techo está formada por dos pendientes en forma de dos aguas a las que estas se unen la estructura galpón. La cobertura del techo es de tipo calamina, liviano se ha seleccionado para cubrir las necesidades del proyecto.

El proyecto estará unida por medio de soldadura y pasada por dos manos de pintura anticorrosiva como se detalla A) SOLDADURA El proyecto se regirá a las normas de soldadura que se da dentro de un proyecto estructural, por lo cual se recomienda utilizar el tipo de Electrodo especificado en los planos. Se usara electrodo E - 7018 para las placas de apoyo, armaduras. Para el resto se usara electrodo E - 6013 o E- 6011 que sarán destinados a los miembros secundarios.

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B) PINTADO Las vigas estructurales se cubrirán con dos manos de Pintura – Anticorrosiva de color Azul Metalico. Una vez instalado las estructuras, estas serán unidas por medio de soldadura con las demás Vigas estructurales y demás perfiles lo cual generara puntos soldados, que estos también después serán cubiertos por la misma Pintura Anticorrosiva por todo el techo estructural.

3. OBJETIVOS La finalidad del presente trabajo es el desarrollo del análisis estructural de una nave de estructura metálica. Idealización de la estructura. Seleccionar un método analítico factible de ser analizado con los procedimientos de calculo disponible. La selección del modelo analítico de la estructura puede estar integrado de las siguientes partes:  Estructuras Tijerales tipo IP-300  Columnas de concreto (C1=30x30 cm y C2= 15x30cm)  Arriostres laterales tipo IP-120  Vigas Laterales de concreto 30x40 cm  Arriostres Lados Tipo IP-120  Largueros centrales en techo tipo IP-120  Vigas y columnas en frente de concreto  Largueros centrales bajo tijerales tipo IP-120

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CAPITULO I DETERMINACION DE CARGAS EN LA ESTRUCTURA Exigencias: La estructura contará con estas exigencias. a) Dimensiones Largo : 30.9 m. Ancho : 34.2 m. Altura : 13.2 m. b) Condiciones de la estructura Techo

: Calamina 1kg/m2

Viento

: SI

Sismo

: Si

Carga Puntual : Si Calculo de la Toda la carga en la estructura. Forma del techo Nota: Según la norma LRFD, el techo debe tener una inclinación para la caída de agua. Y tiene una inclinación de 15°

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 Área de un lado del techo (12.34+3.64) m X 34.2 m = 546.52 m2  Área de todo el Techo 546.52 X 2 = 1093.04 m2 10 % más del área por las juntas entre planchas y los bordes del techo DETERMINACIÓN DE CARGAS POR VIENTO La velocidad del viento es de 85 km/h generando ráfagas de viento mensual. CONSTRUCCION

BARLOVENTO

SOTAVENTO

Superficies inclinadas a 15° o menos

+0,3 -0,7

-0,6

Superficie de techo a Barlovento C2= 0.3 Superficie de techo de Sotavento: C3=-0.7 – 0.6 = -0.1 q=0.005 V2 q=0.005 X 852 = 36.13 kg/m2 P= C X q P2= 0.3 X 36.13= 10.84 kg/m2 P3= -0.1 X 10.84 = -1.084kg/m2

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Consultando en el manual de edificaciones una carga por viento de 15 kg/m2 que es el mínimo permitido. 1 m2 x 15 kg/m2 = 15 kg = 147.15 N

DETERMINACIÓN DE CARGAS VIVAS No se ha considerado la carga viva DETERMINACION DE CARGAS MUERTAS Se considerará el peso real de los materiales que conforman y de los que deberá soportar la edificación, calculados en base a los pesos unitarios. Se ha tomado una longitud total sumando la distancia de marcos horizontales y verticales. DETERMINACION DE CARGAS POR NIEVE En este anexo se explicará detalladamente la obtención de forma analítica de las cargas de nieve para la hipótesis de nieve simétrica y las hipótesis de nieve asimétricas. Se expresa el valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse como: 𝑞𝑛 = 𝜇 ∙ 𝑠𝑘 Siendo: μ el coeficiente de forma de la cubierta según las normas sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal según las normas Se considera que la nave no está ni especialmente expuesta ni especialmente protegida de la nieve y que ésta puede resbalar libremente de la cubierta. el factor de forma tiene el valor de 1 para cubiertas con inclinación menor o igual que 30º y 0 para cubiertas con inclinación de mayor o igual que 60º Para el proyecto a realizar, se tomará μ = 1 Por otro lado, de sobrecargas puede obtenerse el valor característico de carga de nieve sobre un terreno horizontal, respecto a la zona, presenta una altitud menor a 200 m, presentado una carga de 40 kg/m2 expresado en 392.4 N/m2 SOBRECARGAS DE NIEVE

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Altitud topográfica h m. 0 a 200 201 a 400 601 a 800 800 a 1.000 1.001 a 1.200 > 1.200

Sobrecarga de nieve Kg/m2 40 50 60 80 100 120 h : 10

Este valor es la carga horizontal, ahora se multiplica por el coseno del ángulo de la inclinación del techo (cos 15° = 0.97). Carga de nieve sobre el techo: 392.4 N/m2 x (0.97)x 1m2 =380.63 N = 38.8 Kgf DETERMINACION DE CARGAS POR SISMO

La fuerza ocasionada por un movimiento sísmico, esta especificada en la Norma Técnica E.030 (Diseño Sismo Resistente), la cual nos permite saber la fuerza que será ocasionada sobre la estructura. Entonces procedemos a calcular la fuerza sísmica: Considerando nuestra Región, pertenece a una zona 2:

=> Z=0.3

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(Suelos Intermedios):

=>Tp(s)=0.6 S=1.2

(Edificaciones Comunes):

=> U=1.0

(Pórticos Dúctiles):

=> R=9.5

Edificios Resistentes (Pórticos): E.030

=> CT=35

Entonces: Periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de un modo en el análisis dinámico

T

hn CT

𝑇=

5.5 = 0.157 35

Amplificación Sísmica

 Tp  C  2.5  T  𝐶 = 2.5 (

0.6 ) = 9.55 0.157

Fuerza cortante en la base V 

ZUCS P R

𝑉=

0.3 × 1.0 × 9.55 × 1.2 × 96.66x9.81 9.5

V= 343.16 N Distribución de la Fuerza Sísmica en Altura pág.21 E.030

Fa  0.07xTxV Fa= 0.07 X 0.157 X343.16 N Fa= 3.771 N

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Son 42 nudos 3.771X 42 La fuerza sísmica en la base de la estructura es : Fa = 158.38 N TABLA RESUMEN DE LAS CARGAS kgf

N

P muerta estructura

96.66 Kgf

948.23 N

P muerta calamina

1 Kgf

9.81 N

P viento

15 Kgf

147.15 N

P Nieve

38.8 Kgf

P sismo

16.15

380.63 N 158.38

Fórmulas: Aplicando el método de LRFD 4.1) 1.4 D 4.2) 1.2 D +1.6 L + 0.5(Lr o S o R) 4.3) 1.2 D + 1.6 (Lr o S o R) + (0.5L o 0.8 W) 4.4) 1.2 D + 1.3 W + 0.5L + 0.5 (Lr o S o R) 4.5) 1.2 D +- 1.0 E +0.5 L + 0.2 S 4.6) 0.9 D +- (1.3 W o 1 E) U= 1.2D + 1.6 Lr + 0.8 W+1.3E +0.2S U =1.2 X958.04+ 1.6 X 1056.78 + 0.8 X 147.5 +1.3(158.38) +0.2(380.63) U = 3240.516 N

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NORMAS USADAS DEL RNE:  TH. 030 (habilitaciones para uso industrial)  E.020 (cargas)  E.030 (Diseño sismoresistente)  E.060 (concreto armado)  E.070 (Diseño albañilería)  E.090 (Estructural metálicas) ANEXOS

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FUERZAS CORTANTES

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AXIAL: CARGA DE VIENTO

AXIAL: CARGA DE NIEVE

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AXIAL: CARGA DE PESO PROPIO

MOMENTOS: CARGA DE SISMO

MOMENTOS: CARGA DE VIENTO

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MOMENTOS: CARGA DE NIEVE

MOMENTOS: CARGA DE PESO PROPIO

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