Informe Taller Diseño Estructural.docx

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPTO. DE INGENIERÍA CIVIL

Test N° 2 – Taller de diseño vial.

PREDISEÑO DE AUDITORIO

Integrantes:

Manuel Quintana San Martín Angelo Sandoval Mellado

Fecha:

14 de Diciembre de 2011

Asignatura:

Taller de diseño vial

Profesor:

Ing. Sergio Vargas.

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

ÍNDICE

1.- INTRODUCCION ............................................................................................................ 3 2.- OBJETIVOS ..................................................................................................................... 4 2.1.- Generales ........................................................................................................................ 4 4.- DESARROLLO. ............................................................................................................... 5 4.1.- Peticiones arquitectónicas. ............................................................................................. 5 4.2.- Prediseños. ..................................................................................................................... 6 5.-RESUMEN DE SOLICITUDES Y CONCLUSIONES .................................................. 13 6.- BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 14

______________________________________________________________________________________________

2

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

1.- INTRODUCCION Se dará a conocer las consideraciones y cálculos generales que se deben realizar a un proyecto previo a un cálculo detallado, obteniendo así una idea aproximada de la distribución y dimensiones de los elementos estructurales.

______________________________________________________________________________________________

3

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

2.- OBJETIVOS 2.1.- Generales -

Realizar peticiones arquitectónicas generales (problemas de cotas, incoherencia en el dibujo, consultas generales, etc.) Prediseñar (costaneras, cerchas, espesores, disposiciones de vigas de hormigón)

______________________________________________________________________________________________

4

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

4.- METODOLOGIA. En este apartado se describirán los cálculos que se deben realizar para el diseño de una carretera (primario). Para realizar el diseño horizontal es necesario tener en cuenta que debe existir un largo máximo (lrmax), esto es para evitar que los conductores se pierdan la concentración o se queden dormidos esto se calcula a través de la siguiente fórmula:

En este caso se utilizaran curvas circulares, clotoides y rectas las cuales se deben diseñar en conjunto. Calculo del radio mínimo se utiliza la siguiente formula

4.- DESARROLLO. 4.1.- Peticiones .

______________________________________________________________________________________________

5

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

-

¿Los muros del auditorio tienen 20[cm] terminado es decir con el recubrimiento? ¿Las losas del auditorio tienen 12[cm] terminado es decir con recubrimiento? ¿Se puede cambiar el número de vigas del auditorio para un mejor traspaso de cargas, ya que, en el segundo piso hay grandes solicitaciones por sobrecarga? ¿El proyecto se debe realizar solo con cerchas, o también se puede utilizar otro método para la techumbre? ¿Las vigas se pueden apoyar directamente sobre los ejes N e I para un flujo continuo de cargas?

4.2.- Prediseños. Cercha. Se utilizo una cercha tipo Pratt (imagen 1), ya que, esta trabaja con sus diagonales a tracción y sus verticales a compresión.

Imagen 1 – Cercha Pratt. Prediseño de elementos de la cercha: De acuerdo a la imagen 1 tenemos cerchas diagonales, entre diagonales y a lo ancho. Por lo tanto se debe realizar el cálculo de los radios de giro para cada disposición de cerchas, y escoger la más desfavorable. Los cálculos son los siguientes: Cercha diagonal:

Cercha a lo ancho:

______________________________________________________________________________________________

6

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

Cercha entre diagonales:

La cercha diagonal es la más desfavorable con respecto a los dos ejes. Luego entramos a la tabla de perfiles con la razón de radios de giro, y con ix.

Finalmente el perfil escogido es un C (canal), tanto como para el cordón superior e inferior tiene las siguientes características:

Altura

35[cm]

Ancho ala

75[mm]

Espesor

2[mm]

Peso

7,75[kg]

Tabla 1 – Dimensiones perfil C. Imagen 2 – Perfil C

Las diagonales y montantes serán L. Los escogidos tienen las siguientes características:

perfiles

______________________________________________________________________________________________

7

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

Ancho ala

100[cm]

Espesor

3mm]

Tabla 2 – dimensiones perfil L

Imagen 3 – perfil L Costaneras. La sobrecarga de uso se debe minorar según la NCh 1537.of2009 “Diseño estructural - Cargas permanentes y cargas de uso”, 8.2 Reducción de cargas de uso para techos accesibles sólo para mantención. Como el largo de la costanera más desfavorable es 4.48 m. y el ángulo de inclinación es de 4,356o, se tiene lo siguiente:

Por lo tanto: Esto implica que el factor de reducción para la sobrecarga de uso es 0,778. Aplicándolo a la sobrecarga de uso tenemos: El ángulo de inclinación de la zona donde se encuentra la costanera más larga es. Debido a esto se debe descomponer las cargas que llegan de forma distribuida a la costanera.

⁄ Finalmente la carga final es:

⁄

⁄

⁄

Llevándolo a una fuerza distribuida lineal sobre la costanera obtenemos:

______________________________________________________________________________________________

8

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

⁄

⁄

Descomponiendo esta carga en función del eje vertical y horizontal de la costanera obtenemos:

Imagen 4 – Descomposición de cargas. ⁄ ⁄

( (

) )

⁄ ⁄

Imagen 5- Diagrama de momentos.

Luego calculamos el Momento máximo para la costanera apoyada en sus extremos:

______________________________________________________________________________________________

9

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

⁄

(

)

Finalmente escogemos el perfil a utilizar como costanera, entrenado a las tablas de “PERFILES FORMADOS EN FRÍO, SERIE CA - CINTAC”, con el momento máximo obtenido y la longitud no arriostrada (4.48 m). El perfil CA escogido tiene las siguientes características:

Altura

20 [cm]

Ancho ala

50 [mm]

Atiesador

20 [mm]

Espesor

5 [mm]

Peso

12.1 [kg/m]

Momento máximo

453 [kg*m]

Tabla 3 – perfil costaneras.

Imagen 6 – perfil CA

Disposición de vigas.

______________________________________________________________________________________________

10

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

La disposición de las vigas se encuentra en la imagen 7. Como se puede apreciar se colocaron 2 vigas que llegan a columnas para un mejor flujo de cargas, estas dos vigas permiten obtener tres losas (101, 102, 103) y una cuarta losa se obtiene a través del apoyo en el muro (104). Posteriormente se realizara un cálculo de la altura de las vigas, para verificar si se pueden realizar en el proyecto.

Imagen 7 - Losas Calculo de vigas. Para el cálculo de la altura de vigas se utilizó el código ACI 318 cap 9. De esta manera es necesario saber el apoyo que poseen cada una de las vigas, para posteriormente ingresar a la tabla 4 y realizar los cálculos.

Tabla 4 – altura de vigas y espesor de losas.

Como ambas vigas son simplemente apoyadas entonces el cálculo de la altura esta dado por la siguiente expresión:

______________________________________________________________________________________________

11

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

El largo de ambas vigas es de 13,5 [m], por lo tanto el espesor es de 0,85 [cm] Calculo de losas. Para realizar el cálculo de las losas mencionadas en el punto de la disposición de vigas se utilizo la tabla 4, considerando losas macizas en una dirección. Cada losa tiene sus respectivos apoyos es por ello que se procede a realizar el cálculo de cada una de ellas por separado. LOSA 101: posee un lado continuo, su largo es igual a 2,9[m].

LOSA 102: posee ambos lados continuos, su largo es igual a 2,7[m].

LOSA 103: posee un lado continuo, su largo es igual a 4,1[m].

LOSA 104: se encuentra simplemente apoyada, su largo es igual a 2[m]

Losa 101 102 103 104

Espesor [cm] 12,25 9,7 17,04 10

Tabla 5 – Espesor losas. Como las losas calculadas poseen distintos espesores (tabla 5), se elige la de mayor espesor la cual es la más desfavorable para el proyecto, por lo tanto todas las losas son de 17 [cm].

Dibujos esquemáticos.

______________________________________________________________________________________________

12

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

En este dibujo realizado en Auto CAD se representan la disposición de las cerchas y costaneras.

Imagen 8 – Disposición de cerchas y costaneras

5.-RESUMEN DE SOLICITUDES Y CONCLUSIONES

______________________________________________________________________________________________

13

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________

6.- BIBLIOGRAFÍA

______________________________________________________________________________________________

14

Ingeniería Civil Taller de diseño estructural. _____________________________________________________________________________



Instituto nacional de normalización (Chile). Diseño estructural: permanentes y cargas de uso. Nch 1537. Santiago, Chile. 2009. 38p.



American concrete institute (USA). Requisitos de reglamento para concreto estructural y cementario. ACI 318S. Michigan, USA. 2005. 495p.



CINTAC. Catalogo instapanel. [en línea] [consulta: 21 de noviembre de 2011]



CINTAC. Manual de diseño canales y costaneras grandes dimensiones. [en línea] [consulta: 21 de noviembre de 2011]

Cargas

______________________________________________________________________________________________

15