MEMORIA DE CALCULO DISEÑO ESTRUCTURAL GALPÓN.
PROPIETARIO
:
UBICACI N
:
CIUDAD
: CALAMA
COMUNA
: CALAMA
PROYECTISTA
: DANIE DANIELA LA TORO TORO GON GONZ Z LEZ
DANIELA TORO GONZALEZ
1
1.- Generalidades El presente documento corresponde a la Memoria de Cálculos Estructural del “Proyecto Demolición y Ampliación Ampliación Galpón y Oficina en Sala de Ve nta”, ubicado en la ciudad ciudad de Calama. El proyecto consiste en la construcción de un galpón nuevo, en base a perfiles metálicos de tipo Tubest de Cintac. Las dimensiones en planta planta de la estructura proyectada es: es: Largo = 18 m y Ancho = 18 m, con ejes cada 4,0 m. Se consideran fundaciones f undaciones aisladas de hormigón armado conectadas por vigas de fundación en sentido longitudinal. El piso de galpón está formado por un radier de piso para uso de personas apoyado en una base de 20cm de relleno granular compactado.
2.0
ANTECEDENTES
2.1
MATERIALES
2.2
2 2 3 Acero Estructural ASTM A36 ó equivalente (Fy=2500 kg/cm , Fu = 4080 kg/cm , s = 7850 kg/m ) Acero Perfiles Perfiles Tubest Cintac A42-27ES Fy = 4200 kg/cm2 Pernos de conexión ASTM A325 Pernos de Anclaje ASTM A307 Soldadura E70 XX En todos los elementos metálicos se consideran 3 mm de espesor mínimo.
NORMAS Y REFERENCIAS REFERENCIAS
La verificación de la estructura se efectuará considerando las siguientes normas de diseño:
2.3
NCh 2369 Of 2003 “Diseño Sísmico de Estructuras Industrial es” NCh 432 Of 71 “Cálculo de la Acción del viento sobre las construcciones” NCh 1537 Of 09 “Cargas Permanentes y Sobrecargas de Uso” AISC “Manual of Steel Construction ASD-1989” Catálogo de perfiles Tubest de Cintac NCh 3171 “Combinaciones de Carga”
ESTADOS DE CARGA
Para el análisis de la estructura se han considerado los siguientes estados de carga: a) Carga muerta (D): Corresponde al peso propio de la estructura más los elementos que en forma permanente se encontraran apoyados en ella.
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2
b) Carga viva (L): Corresponden a las cargas producidas por el uso y ocupación del edificio o estructura. Estas incluyen el peso de las cargas móviles, incluyendo personal, herramientas. En este item se considera la sobrecarga de techo de la estructura.
c) Carga de Viento (W) La carga de viento se aplica aplica de acuerdo a dimensiones de cada estructura. La carga de viento se aplica aplica en las direcciones principales principales de la estructura. La estructura estructura se encuentra parcialmente protegida del viento debido a las construcciones adyacentes por sus costados, sin embargo, para efectos ef ectos de diseño se considera construcción en terreno abierto. d) Carga de Sismo (E) La carga de sismo se aplica de acuerdo a lo indicado por la Norma NCh 2369, zona sísmica 3, para la localidad de Antofagasta
2.4
COMBINACIONES DE CARGA
Para el análisis de la estructura se han considerado las siguientes combinaciones de carga: Para acero: D+L D+L +W D+W D + E (se considera 33% de aumento en tensiones admisibles) 0.9 D + E
2.5
DEFORMACIONES DEFORMACIONE S ADMISIBLES
Se consideran las siguientes deformaciones: Deformaciones verticales:
Elementos principales L/360 Elementos secundarios L/240
Deformaciones horizontales:
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Enrejados
L/360
3
2.6
PLANOS Y REFERENCIAS REFERENCIAS
Se consideran los siguientes planos del proyecto:
Plantas Fundación, Detalles y Armadura Planta de Estructura y Elevaciones Detalles de Radier, Detalle
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4
3.2 Cargas a) Peso Propio Techo y otros Costaneras
PP =
2 15 kg/m 2 10 kg/m 25 kg/m
b) Sobrecarga Techo SC =
2 30 kg/m
(Sobrecarga base 100 kg/m2 reducida)
c) Sismo De acuerdo a NCh 2369 se tiene:
C=
Coeficiente Sísmico
I=
Factor de Importancia
P=
Peso Sísmico = PP
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Q=CIP
5
Para el Cálculo del Coeficiente Sísmico se considera: Ubicación:
Calama
Zona Sísmica:
3
Factor de Modificación:
5 Sistemas Arriostrados
Ao/g =
0,4
=
0,02 Marcos de acero soldados con o sin arriostramiento
Conservadoramente se considera el coeficiente sísmico Cmax de acuedo a Tabla 5.7: Cmax = Luego:
Q= Area = PP techo = Q=
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0,26 0,26 Peso Propio 324,00
m2
4800 kg
(aprox.)
6
d) Viento La carga de viento se evalúa de acuerdo a NCh 432 Of 71. Se considera construcción en ciudad.
Conservadoramente se considera:
2 60 kg/m
q básica = Fviento = C= Area =
C x q x Area Coeficiente de forma Area expuesta (m2)
La carga horizontal por empuje de viento se e stima en:
Presión =
72 kg/m2
Altura = Largo = Area =
4,5 m 24 m 108 m2
Fza.viento =
7776 kg > Fza. Sismo
Controla carga de viento
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7
4 Análisis Estructural 4.1 Modelo Se efectúa un modelo estructural utilizando programa de Análisis Sap2000
Vigas y Columnas
Tubest 250x150x3 Fy=2700 kg/cm2 (formado por 2 perfiles Signa 250x75x3)
Arriostramientos verticales Costaneras
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CJ 75x75x3 CA150x50x15x3
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4.2 Diagrama de Carga Axial Axial Para la condición de PP + SC, se tiene:
4.3 Diagrama de Momentos Momentos Se presenta diagrama de Momentos para carga de viento por ser la más desfavorable y se evalúan esfuerzos en la sección más cr ítica de la columna.
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4.4 Verificación Columna Columna Tubest 250x150x3 Se considera el perfile TB 250x150x3 formado por 2 SIGMA C250x175x3
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Pro Pro ieda iedade des: s: Area = Peso =
24,8 cm2
Wx =
19,5 169 cm3
Wy =
122 cm3
ix =
9,21 cm
iy =
6,08 cm
Fy =
2700
Calidad A42 - 27 ES
Flexión: M=
2,41 ton-m
Wx =
169 cm3
fm =
1426 kg/cm2
Fy =
2700 kg/cm2
0,6Fy =
1620 kg/cm2
Mmax =
2,74 ton-m
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11
Compresión C= Area = fc =
0,5 ton 24,8 cm2 20,2 kg/cm2
L=
4,5 m
ix =
9,2 cm
x=
49
iy =
6,1 cm
y=
74
diseño =
74,0
Ce = diseño/Ce =
123,9 0,60
FS =
1,82
Fc =
1219 kg/cm2
Cmax =
30,2 ton
Interacción Flexo-Compresión Flexo-Compresión
fc / Fc + fm / Fm =
0,90 < 1 Ok Cumple
Disponer Vigas y Columnas TB 250x150x3
4.5 Arriostramiento Cajón 75x75x3 Se diseña el elemento sometido a mayor compresión: Cmax =
0,4 ton
Cajón 75x75x3 A = ix = Peso = Fy =
fc =
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1 cm
2
8,33 cm 2,91 cm 6,50 kg/m 2533 kg/cm
iy = 2
48 kg/cm2
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Verificación Compresión Lx = ix = K= x=
370 cm 2,91 cm 1,00 127
max= Ce = Si
370 cm 2,91 cm 1,00 127
127 127,9
< Ce:
F
Si
Ly = iy = K= y=
Fy
1
2
1
Ce
Q
> Ce: 2
Fc
FS = Q=
FS
E
2
1,9 Coeficiente de Reducción de Tensiones por pandeo = Qa x Qs
Q=
1
FC=
669 kg/cm
fc / Fc =
0,07 < 1 ==>
2
Ok Compresión
4.6 Arriostramientos Arriostramientos en planta Se disponen barras d=16 mm para traspaso de cargas horizontales de sismo.
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4.7 Verificación de de Deformaciones Deformación Horizontal Se presenta deformación en caso de viento.
Dhor = H= H/Dhor =
5,0 cm 450,0 cm 90,0
Ok para caso eventual
Deformación Vertical Se presenta deformación en caso de viento.
Dhor =
2,6 cm
Largo = H/Dhor =
1000,0 cm 384,6
Ok para caso eventual
.
4.9 Diseño de Costanera CA 150x50x20x3 La costanera se diseña para cargas de peso propio y sobrecarga:
Angulo = 9°
PP techo=
2 5,00 kg/m
SC techo=
2 30,00 kg/m 2 35,00 kg/m
carga total =
qx = qy =
q total x cos = q total x sen =
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Ancho colaborante =
q total =
1,2 m
42 kg/m
41,5 kg/m 6,6 kg/m
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Se diseña como viga simplemente apoyada Se consideran colgadores a 1/3 lu
Lx =
6
Ly =
2,00
Mx =
qx * L2 / 8 =
186,7 kg m
My =
qy * L 2 / 8 =
3,3 kg m
CA 150x50x20x3 2
A=
8,11 cm
Inercia X = ix =
265,0 cm 5,72 cm
Wx =
35,40 cm
4
3
iy =
1,82 cm
Wy_min =
7,78 cm
3
Peso =
6,36 kg/m
ia =
1,54 cm
Fy =
2 2530 kg/cm
it =
2,39 cm
Flexión en X-X: 2 527 kg/cm
fmx = a=
390 ===>
t=
251 ===>
FmcA =
FmcT =
Fmx = Fmx =
82 2 kg/cm
1518 2 kg/cm max (FmcA, FmcT) 1518 2 kg/cm
Flexión en Y-Y: 2 42 kg/cm
fmy = Fmy =
0,6 Fy =
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2 1518 kg/cm 15
Flexo-compresión 0,38 < 1 =>
fmx / Fmx + fmy / Fmy =
Ok Cumple
Deformación Vertical costanera:
Verificación de Deformación Vertical
Dadmisible
L/150 =
Dver_max =
5 q L4
+
P L3
1 26
+
0 00
Dver_max =
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L / 477
4 00 cm
=
Ok Deformación vertical
1 26 cm
4.10 Reacciones
Nudo
Nudo 18 Combinaciones de Carga: 1 PP + SC
Peso Propio + Sobrecarga
2 PP + VTOx
Peso Propio + Viento
3 PP + VTOy
Peso Propio - Viento
4 PP + Sx
Peso Propio + Sismo X
5 PP - Sx
Peso Propio - Sismo X
6 PP + Sy
Peso Propio + Sismo Y
7 PP - Sy
Peso Propio - Sismo Y
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TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase Text Text
CaseType Text
Fx
Fy
Fz
Tonf
Tonf
Tonf
18
C1 - PP+SC
Combination
0,38
0,01
1,58
18
C2 - VTO
Combination
-1,10
0,02
0,14
18
C3 Vt+
Combination
0,15
-0,35
1,06
18
C4 -Sx(+)
Combination
0,03
-0,02
0,69
18
C5 -Sx(-)
Combination
0,27
-0,02
0,84
18
C6-Sy(+)
Combination
0,15
-0,16
0,94
18
C7 Sy(-)
Combination
0,14
0,12
0,60
22
C1 - PP+SC
Combination
-0,38
0,01
1,58
22
C2 - VTO
Combination
-0,87
-0,01
0,70
22
C3 Vt+
Combination
-0,15
-0,35
1,06
Máximo
0,38
0,12
1,58
Mínimo Diseño de Pernos de Anclaje
-1 10
-0 35
0 14
Cargas Cmax = Tmax = Qx = Qy =
1,58 0,00 0,38 0,12
ton ton ton ton
De acuerdo a tabla de reacciones.
Disponer 2+2 pernos 3/4" Calidad A307
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Peso de fundación Base Pedestal = Relleno = Peso =
1,0m x 1,0m x 0,50m x 2,5 t/m3 = 0,5m x 0,5m x 1,20m x 2,5t/m3 = (1,0 x 1,0 - 0,5 x 0,5) x 0,50m x 1,8 t/m3 2,68 ton c/u
1,25 0,75 0,68
Verificación Compresión máxima:
Se verifica el efecto del aumento de carga sobre la fundación: N= N= Area =
Cmax + Wfund 4,25 t para PP+SC 1,00 m2
==> max = ==> max =
El esfuerzo de compresión bajo fundaciones está dentro de lo admisible para la capacidad del suelo natural.
INGENIERO CONSTRUCTOR DANIELA TORO GONZÁLEZ 968308451
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4,3 t/m 0,43
2
