Informe Taller Diseño estructural.doc

Universidad del Bio Bio Facultad de Ingeniería Departamento Ing. Civil.

Taller de Diseño Estructural 450070

“Pre-Modelación elementos estructurales Auditorio Universidad del Bio Bio, Sede Concepción”

Integrantes: Karim L. Pérez G. Javiera F. Valenzuela C.

Profesor: Alexander Opazo V.

Concepción de 22 de Diciembre de 2011.

Índice. Índice...........................................................................................................2 Introducción.................................................................................................3 Objetivos......................................................................................................3 Bibliografía.................................................................................................14

Introducción Es de gran importancia conocer la pre-modelación de los elementos estructurales ya que con esto se podrá conocer el comportamiento de estos elementos en forma conjunta e individual. Conocer la disposición de los elementos La importancia del programa etbas en la ingeniería.

Objetivos •

Definir los criterios utilizados en la Pre-modelación.

•

Realizar pre-modelación de ejes estructurales, losas, techumbre y cubierta.

•

Conocer los modos de vibrar y porcentajes modales de masa equivalente en cada dirección de análisis.

Criterios utilizados en la modelación.

Modelación de ejes estructurales.

Modelación de losas.

Modelación de techumbre.

Se realizaron nuevamente los cálculos de radio de giro para encontrar un nuevo perfil para cuerda inferior, superior, diagonales y montantes, ya que al modelar la techumbre en ETABS se tenía que tener en cuenta varias consideraciones una de ellas que los ángulos de las diagonales no fueran mayor a 45 ni menor a 30 grados, la separación máximo de las costanera sea de 1.5 (m) sin embargo algunas de estas van a tener una menor distancia para que así estas calzaran con los nudos de la cercha, por otro lado la exigencia de algunos espesores mínimos en los perfiles hicieron que se escogieran nuevos perfiles. Al realizar la modelación de la techumbre en ETABS se hicieron algunas modificaciones en el diseño preliminar ya que este constaba de cuatro aguas y se modelo por uno de dos aguas.

• Modelación de cercha. Cuerda inferior y superior: 1.- Se utilizó la distancia más larga ya que es el caso más desfavorable. 2.- Se asume el uso de perfil canal no atiesado, para cuerda superior e inferior, comúnmente utilizado en este tipo de techumbre. 3.- Identificar ejes débil y fuerte del perfil seleccionado, con el fin de obtener longitudes necesarias para el cálculo de radio de giro. 4.- Para efectos de diseño, se asume una esbeltez menor o igual a 200. 5.- Finalmente, con todas las variables identificadas se ingresa a la siguiente fórmula:

λ= Donde,

k *L i

λ = esbeltez k = coeficiente de longitud efectiva (k=1, por apoyo rotulado) L = Longitud I = radio de giro

Eje x:

Con L=1178.5 (cm); k=1; λ=200

ix = ix = Eje y:

k *L λ

1*1178.5 = 5.8925(cm) 200

Con L=140 (cm); k=1; λ=200

iy = iy =

k*L λ

1*140 = 0.7(cm) 200

Con los datos obtenidos, se ingresa a la tabla del Manual CINTAC, escogiendo el perfil adecuado. En esta ocasión trabajaremos con perfil C20, cuyas propiedades son: Peso: 9.19 (Kg/m) H=200(mm) B=100(mm) E=3(mm) Área=11.7 (cm2) Diagonales y Montantes: 1.- identificar longitud de diagonal mayor, que representa el caso más desfavorable. 2.- Se asume el uso de perfil C, para diagonales y montantes. 3.- Eje débil y eje fuerte serán iguales, debido a la simetría de este tipo de perfil. 4.- Para efectos de diseño, se asume una esbeltez menor o igual a 200. 5.- Finalmente, con todas las variables identificadas se ingresa a la siguiente fórmula:

λ=

k*L i

Donde,

λ = esbeltez k = coeficiente de longitud efectiva (k=1, por apoyo rotulado) L = Longitud I = radio de giro. De la cual obtenemos el radio de giro, para posteriormente ingresar al Catálogo Tubos y Perfiles CINTAC, y así seleccionar el perfil adecuado que cumpla condiciones óptimas. Cálculos para diagonal: Con L=158(cm), k=1, λ=200 ix = y =

1*140 = 0.79(cm) 200

Con lo anterior, el perfil escogido presenta las siguientes propiedades:  



Dimensiones nominales: A=30(mm); B=30(mm); e=3(mm) Peso teórico: P=1.3(Kgf/m ) Área: A=1.65(c m)

Cálculos para montante:

ix =

k*L λ

Con L=84(cm), k=1, λ=200 ix = y =

1*84 = 0.42(cm) 200

Con lo anterior, el perfil escogido presenta las siguientes propiedades:  



Dimensiones nominales: A=30(mm); B=30(mm); e=3(mm) Peso teórico: P=1.3(Kgf/m ) Área: A=1.65(c m)

• Modelación de costanera. Tenemos, Sobrecarga=141(Kg/m2)*1.5(m)= 211.5(Kg/m) Peso Propio=3.6(Kg/m2)*1.5(m)*cos(3.36)= 5.39 (Kg/m) Utilizando el Método de Tensiones admisibles, la combinación de carga según la Nch 3171 es: q=SC+PP q=211.5+5 .39 q=216.89( kgf/m) Las costaneras presentan apoyos de tipo fijo, por lo que el momento dependerá de la siguiente fórmula: 1 M = * q * L2 8 1 M = * 216.89*32 8 M = 244.00125(kgf / m) Con este Momento y la longitud no arriostrada (3 metros), seleccionamos nuestro perfil en la tabla del Anexo Nº2. El perfil escogido es:

Perfil CA 200/50/15/3 • Modelación de cubierta. La cubierta de la estructura será diseñada con paneles PV4 de 0.4 (mm) de espesor, comúnmente utilizados en este tipo de proyectos. Considerando un peso propio de 3.6 (Kg/m2).

Proyecto “Auditorio Universidad del Bio Bio, Sede Concepción”

Al modelar la techumbre en ETABS esta se puede visualizar en distintas vistas ya sea en elevación, en 3-D o en planta, donde se puede observar los distintos elementos que esta se compone, con su perfil correspondiente

Fig. Nº

Imagen ETABS elevación 6

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Fig. Nº

Imagen ETABS vista 3-D

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Fig. Nº

Imagen ETABS planta Story 3

Modos de vibrar y porcentajes modales de masa equivalente en cada dirección de análisis. Conclusiones. Taller de Diseño Estructural Página 13

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Bibliografía. • • • • •

http://www.hidroaysen.cl http://www.analitica.com/va/internacionales/opinion/129297 3.asp http://tostost.blogspot.com/2011/05/por-que-debemosdecirle-que-no.html http://www.profesionales.cl/actualidad-y-debate/2868-porque-se-deberia-rechazar-hidroaysen.html http://www.elmostrador.cl/opinion/2011/05/12/hidroaysenllego-el-apagon-politico/

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