Metrado de Cargas

DISEÑO DE CORREA (TUBO LAC RECTANGULAR) - BLOQUE 02 Ver: Estructura en Esquema 02

DETERMINACION DE CARGAS PARA DISEÑO Carga Muerta (DEAD) DESCRIPCION Peso Cubiertade Clamina Galvanizada e = 0.27mm

P.U.

Unidad 2.31 kg/m2

Ancho Trib. 1.65 D=

P.U. (kg/m) 3.81 3.81 CERCHAS TUBO LAC

Ver: Esquema 01 (sistema de ap

CERCHAS TUBO LAC

C AI D A D EL T EC H O

CORREAS TUBO LAC

ESQUEMA 01

CORREAS TUBO LAC

CORREAS TUBO LAC

DIRECCI ON DE COLOCACION

ESQUEMA 02

L1 =

4.00m

L2 =

1.65m

Carga Viva (LIVE)

Según Reglamento Nacional de Edificacion NTE N.020, para techos con inclinación mayor a 3º con respecto a la horizontal reducir 5 kg/m2 por cada grado, a partir de un mínimo de 50kg/m2, NTE-E.020 Artículo 7.1

Techo inclinado con calamina galvanizada y cercha metalica

Inclinación del techo

Inlcinación referencial

Inlcinación q excede

Carga reducida

Carga considerada

9.43º

3.00º

6.43º

67.85 kg/m2

67.85 kg/m2

En este caso particular de techo de cercha metalica con cobertura liviana se considera que la carga viva sobre ella es consecuencia del proceso del mantenimiento de metalica, se espera a una persona con un peso promedio de 75 Kg por área de 1.10 m2 DESCRIPCION Sobre carga de montaje

P.U. 67.85

Unidad kg/m2

Ancho Trib. 1.65 L=

P.U. (kg/m) 111.95 111.95

Carga de Lluvia (RAIN) El material de la cubierta va absorber humedad, si consideramos un 30% de absorción de humedad, la carga de lluvia será igual a: R = % de Absorción x Peso de la Cubierta % Absorción = Peso de Cubierta = R= 0.3

30 2.31 x

% kg/m2 2.31

=

0.69

kg/m2

NOTA: los valores desprendidos de dicha estimacióm, serán considerados en el calculo de los elementos de la cubierta.

DESCRIPCION Carga de Lluvia

P.U. 1.00

Unidad kg/m2

Ancho Trib. 1.65 R=

P.U. (kg/m) 1.65 1.65

Carga de Viento (WIND) Para calcular la carga de Viento, se considera lo estipulado en el RNE - E.020 Artículo 12 La clasificacion de la edificación, corresponde a la de TIPO 1 (de poca altura y esbeltez, con cobertura capaz de soportar las cargas de viento sin variar su geometría)

VELOCIDAD DE DISEÑO

Del mapa eólico, podemos determinar que la velocidad del viento "V" es 60 km/h a 10 m. sobre el suelo, en un periodo de retorno de 50 años. V=

60

km/h

75

Según recomendación 12.3, la velocidad de diseño del viento hasta 10m de altura será como mínimo 75 km/h V=

75

km/h

La altura de la edificación "h" sobre el suelo se determina sumado al nivel de piso terminado NPT del 1º nivel, la altura (hv) desde el NPT hasta la parte superior de las vigas horizontales. h = NPT + hv

h=

0

+

5.00

64.4

km/h

=

5.00 m

5.00 m

Por lo tanto:

Vh =

CARGA EXTERIOR DEL VIENTO

La carga exterior (presión o succión) es supuesta estática y perpendicular a la superficie sobre la cual actúa, determinada mediante la formula:

El factor de forma (Tabla 4), será determinado para una cubierta con superficie inclinada a dos agua, entre 15º y 60º

Inclinación () =

12.00º

Hospitalizacion

Por lo tanto, tenemos el factor de forma adimensional "C"

DIREC. BARLOVENTO SOTAVENTO

FACTOR "C" 0.7 -0.3 -0.6

CARGA EXTERIOR DE VIENTO 14.51 kg/m2 -6.22 kg/m2 -12.44 kg/m2

OBS. PRESION SUCCION SUCCION

Para efectos del cálculo de las estructuras metálicas, consideraremos la presión máxima ocurrida en Barlovento, según la disposición de la estructura. La succión máxima será considerada para el cálculo de los fijadores de la cobertura (Teja Andina)

DESCRIPCION Carga eventual de Viento

P.U.

Unidad 14.51 kg/m2

Ancho Trib. P.U. (kg/m) 1.65 23.95 W= 23.95

RESUMEN DE CARGAS ACTUANTES SOBRE LA CUBIERTA En este cálculo se han determinado las cargas en (kg/ml), según ancho tributario por correa de Tubo cuadrado LAC 2"x2" DESCRIPCION

P.U.

Unidad

Ancho Trib.

CARGA MUERTA "D" 2.31 kg/m2 CARGA VIVA "L" 67.85 kg/m2 CARGA EVENTUAL DE LLUVIA "R" 1.00 kg/m2 CARGA EVENTUAL DE VIENTO "W" 14.51 kg/m2

Peso Cubiertade Clamina Galvanizada e = 0.27mm Sobre carga de montaje Carga de Lluvia Carga eventual de Viento (1º NIVEL)

P.U. (kg/m)

Código Carga

1.65

3.81

1.65

111.95

LIVE "L"

1.65

1.65

RAIN "R"

1.65

23.95

DEAD "D"

WIND "W"

Según el Art. 1.4 "Cargas y Combinaciones de Carga", 1.4.1. Para la aplicación del metodo LRFD, las siguientes combinaciones deben ser investigadas:

COMBINACION DE CARGA 1.4 D 1.2 D + 0.5 Lr 1.2 D + 0.5 R 1.2 D + 1.6 Lr + 0.8 W 1.2 D + 1.6 R + 0.8 W 1.2 D + 1.3 W + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 W + 0.5 R 1.2 D + 1.0 E 1.2 D - 1.0 E 0.9 D + 1.3 W 0.9 D - 1.3 W 0.9 D + 1.0 E 0.9 D - 1.0 E

CARGA ULTIMA 5.34 kg/m 60.55 kg/m 5.40 kg/m 202.85 kg/m 26.37 kg/m 91.68 kg/m 36.53 kg/m 1.2 D + 1.0 E 1.2 D - 1.0 E 34.56 kg/m -27.70 kg/m 0.9 D + 1.0 E 0.9 D - 1.0 E

CARGA MAXIMA

202.85 kg/m

Determinación del Momento Ultimo "Mmax", según carga máxima: Longitud mas desfavorable entre tijerales: Carga máxima lineal

M max =

W u× L 8

L= Wu =

4.00m 0.20

0.406

tn-m

tn/m

2

Mmax =

DISEÑO DE CORREAS (CUBIERTA) Se van a diseñar las correas, que son los elementos prisáticos que formarán parte del sistema de techo y serán el apoyo primario de la cobertura

Sección Tubular Rectangular LAC 2"x2" Ancho Altura Espesor Momento Inercial eje Z Momento Inercial eje Y

B= H= e= Iz = Iy =

5.08 5.08 3.30 21.98 21.98

cm cm mm cm4 cm4

e

H

B

Calculo de las componentes del momento vertical "M", según los ejes principales (y,z)

=

m

12.00º

Mz = M cos =

0.397 tn-m

My = M sin =

0.084 tn-m

M

Ecuación del eje neutro (Pendiente de la Recta)



m Tan  =

0.21 0.98

x

21.98 21.98

=

0.21

=

12.00º

El esfuerzo máximo se produce en los vertices mas alejados del Eje Neutro (puntos C y D), y se calcula mediante la fórmula siguiente:

c =

-5561.25

kg/cm2

(Compresión Máxima)



e

C (2.5

VERIFICACION A LA FLEXION (Según LRFD y ASD) D (-2.54,2.54)

B

1º El Esfuerzo de Fluencia para aceros laminados en caliente, fabricados según la Norma Técnica ASTM A-513

Fy =

2530

kg/cm2

Fy =

247.94

MPa

2º Determinamos si la sección es considerada como Compacta o No Compacta, para lo cual nos referimos a la Tabla 2.5.1 (Elementos Rigidizados) Comprobación de Sección Compacta Condición 1: Limite de seccion compacta

λ P= P =

Relación Ancho/espesor Por lo tanto :

CORRESPONDE A UNA SECCION COMPACTA

500 √F y 31.75

b/t =

15.39

b/t

<

P

A/A =

1

OK!

1

OK!

OK!

Condición 2: Relación Altura/Ancho < 6

Condición 3: Relación Espesor Ala/Espesor Alma < 2 e1/e2 = Condición 4: Longitud lateralmente no arriostrada L < Lb:

L=

M1 = M2 50.8 4466.56

mm mm

Lb =

1700.57

mm

Lb

>

L

b= Lb =

4000

mm

Lb no necesita ser menor que:

Por lo tanto:

Comprobación de Sección No Compacta Condición 1:

λ P=

OK! NO ES NECESARIO REALIZAR ESTA COMPROBACION

625 √F y

3º Determinamos el esfuerzo admisible para secciones Compactas (Según ASD): Fb =

1669.8

kg/cm2

<

c =

CAMBIAR SECCION

5561.25

kg/cm2

(Compresión

4º Determinamos las Propiedades Geométricas y Mecánicas de la Sección: Esfuerzo de fluencia según tipo de Acero:

Fy =

25.30

kg/mm2

PERFIL

PROPIEDADES GEOMETRICAS

B (mm)

H (mm)

r0 (mm)

ri (mm)

e (mm)

A (mm2)

Az

Aj

Izz

Ijj

50.80

50.80

6.60

3.30

3.30

598.96

9.35

2.34

0.33

0.08

hz

hj

Iy *10^4 (mm4)

Wely *10^3 (mm3)

Wply *10^3 (mm3)

iy (mm)

Avy (mm3)

23.93

21.36

21.98

8.65

10.49

19.16

291.72

hz

hj

Iz *10^4 (mm4)

Welz *10^3 (mm3)

Wplz *10^3 (mm3)

iz (mm)

Avz (mm3)

23.93

21.36

21.98

8.65

10.49

19.16

291.72

h

Ah

K

Rc

Ct *10^3 (mm3)

It *10^4 (mm4)

181.50

2235.22

81.28

4.95

13.09

36.55

comp/tracc (KN)

Flexion Elastica eje yy (KNm)

Flexion Plastica eje yy (KNm)

Flexion Elastica eje zz (KNm)

Flexion Plastica eje zz (KNm)

Cortante eje yy (KN)

Cortante eje zz (KN)

148.51

2.15

2.60

2.15

2.60

41.76

41.76

ejes yy

ejes zz

RESISTENCIA DE LAS SECCIONES

5º La verificación por flexión por el Método LRFD, será determinada según el estado límite de fluencia para viga compacta arriostrada, al comprobar que: Lp = Lb =

2832.97 mm 4000.00 mm NO ES CONSIDERADA > Lp COMO VIGA COMPACTA ARRIOSTRA LATERA

Lb Condición 1: Donde:

Condición 2: Donde:

Eje YY

Eje ZZ

Mp = Momento de flexión plástico My = Momento de flexión elástico

M p =F y∗Wpl y

M y =F y∗Wel y

M U =φ b∗M n b =

>

Mmax

0.90

Esfuerzo de fluencia según tipo de Acero: My = 218911.2 kg-mm Mp = 265434.2 kg-mm Mn = 265434.2 kg-mm Mu = 238890.8 kg-mm Mmax = 396842.5 kg-mm

Fy = 1.5*My = Mp

Esfuerzo de fluencia según tipo de Acero: My = 218911.2 kg-mm Mp = 265434.2 kg-mm Mn = 265434.2 kg-mm Mu = 238890.8 kg-mm Mmax = 84351.5 kg-mm

Fy = 1.5*My = Mp

Mmax

Mmax

25.30 kg/mm2 328366.77 kg-mm < 1.5*My

>

Mu

25.30 kg/mm2 328366.77 kg-mm < 1.5*My

<

Mu

OK!

NO CUMPLE METODO LRFD

OK!

CUMPLE METODO LRFD

A (TUBO LAC RECTANGULAR) - BLOQUE 02 Ver: Estructura en Esquema 02

RMINACION DE CARGAS PARA DISEÑO

Ver: Esquema 01 (sistema de apoyo)

CERCHAS TUBO LAC

CERCHAS TUBO LAC

C AI D A D EL T EC H O

CORREAS TUBO LAC

CORREAS TUBO LAC

CORREAS TUBO LAC

DIRECCI ON DE COLOCACION

nación mayor a 3º con respecto a la horizontal reducir 5 kg/m2 por cada grado, a partir de 100kg/m2, hasta

considera que la carga viva sobre ella es consecuencia del proceso del mantenimiento de la estructura de 1.10 m2

y esbeltez, con cobertura capaz de soportar las cargas de viento sin variar su geometría)

Código Carga

P.U. (kg/m)

DEAD "D"

3.81

LIVE "L"

111.95

RAIN "R"

1.65

WIND "W"

23.95

CARGA MUERTA "D" CARGA VIVA "L"

ARGA EVENTUAL DE LLUVIA "R"

ARGA EVENTUAL DE VIENTO "W"

e

H

20°

B

m

M 

m'



e

C (2.54,-2.54)

H

D (-2.54,2.54)

B

(Compresión Máxima)

PESO G (kg/m) 4.70

NO ES CONSIDERADA COMO VIGA COMPACTA ARRIOSTRA LATERALMENTE

NO CUMPLE METODO LRFD

CUMPLE METODO LRFD

METRADO DE CARGAS PARA ESTRUCTURA METALICA Ver: Estructura en Esquema 02

DETERMINACION DE CARGAS PARA DISEÑO Carga Muerta (DEAD) DESCRIPCION Peso de Cobertura Metálica de e=0.50mm Peso de Accesorios de Ins. Eléctricas, ductos y otros

P.U.

D (area unit) =

Unidad 4.30 kg/m2 10.00 kg/m2 14.30

Ancho Trib. 1.17 1.17 D (correa)=

P.U. (kg/m) 5.01 11.65 16.66

ESQUEMA 01

ESQUEMA 02

Longitud entre tijerales (L1)

Longitud entre correas (L2)

L1 =

ESQUEMA 03

7.00m

L2 =

1.17m

Ver: Esquema 03

Carga Viva (LIVE)

Según Reglamento Nacional de Edificacion NTE N.020, para techos con inclinación mayor a 3º con respecto a la horizontal reducir 5 kg/m2 por cada grado, a partir de 1 mínimo de 50kg/m2, NTE-E.020 Artículo 7.1 Inclinación del techo

Inlcinación referencial

Inlcinación q excede

Carga reducida

Carga considerada

Tramo Inclinado

17.00º

3.00º

14.00º

30.00 kg/m2

50.00 kg/m2

Tramo Horizontal

0.00º

3.00º

0.00º

100.00 kg/m2

100.00 kg/m2

En este caso particular de techo de cercha metalica con cobertura liviana se considera que la carga viva sobre ella es consecuencia del proceso del mantenimiento de la se espera a una persona con un peso promedio de 75 Kg por área de 1.50 m2

Carga de Lluvia (RAIN) Se prevé acumulacion de agua de lluvia en el tramo horizontal del techo. R = % de acumulación x Volumen (m2 de cubierta) x P.e. del agua % Acumulacion = 30 % Volumen = 0.05 x 0.88 x Volumen estimado= 0.3 x 0.04 = DESCRIPCION Carga de Lluvia

Vol 0.01

Unidad m3

P.E. agua 1000.00 R=

1.00 0.01

= m3

0.0396

m3

P.U. (kg/m2) 11.88 11.88

Carga de Viento (WIND) Para calcular la carga de Viento, se considera lo estipulado en el RNE - E.020 Artículo 12 La clasificacion de la edificación, corresponde a la de TIPO 1 (de poca altura y esbeltez, con cobertura capaz de soportar las cargas de viento sin variar su geometría)

VELOCIDAD DE DISEÑO

Del mapa eólico, podemos determinar que la velocidad del viento "V" es alrededor de 90 km/h a 10 m. sobre el suelo, en un periodo de retorno de 50 años. V=

90

km/h

75

Según recomendación 12.3, la velocidad de diseño del viento hasta 10m de altura será como mínimo 75 km/h V=

90

km/h

La altura de la edificación "h" sobre el suelo se determina sumado al nivel de piso terminado NPT del 1º nivel, la altura (hv) desde el NPT hasta la cumbrera h = NPT + hv

h=

0.15

+

4.50

90.0

km/h

=

4.65 m

4.65 m

Por lo tanto:

Vh =

La carga exterior (presión o succión) es supuesta estática y perpendicular a la superficie sobre la cual actúa, determinada mediante la formula:

1. VIENTO TRANSVERSAL A LA CONSTRUCCION (Y-Y)

1.1 FACTOR DE FORMA POR CARGA EXTERIOR DE VIENTO Factor de Forma Techo

Ubicación

C1

superficie a barlovento

C2

superficie horizontal

C3

superficie a sotavento

Factor de Forma Elementos de cerramiento Vertical

Construcción Tabla 4 (NTE E.020)

Inclin.

Ubicación

Coeficiente (Cpe)

17°

Superficies inclinada entre 15° y 60°

0.7

PRESION

0

Superficie plana paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

17°

Superficies inclinada entre 15° y 60°

-0.6

SUCCION

Inclin.

Construcción Tabla 4 (NTE E.020)

Coeficiente (Cpe)

C4

Paralela a la direccion del viento

90°

Superficie vertical paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

C5

Paralela a la direccion del viento

90°

Superficie vertical paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

1.2 FACTOR DE FORMA POR CARGA INTERIOR DE VIENTO

Factor de Forma Ubicación Elementos de cerramiento Vertical

Abertura Tabla 5 (NTE E.020)

Aplica

Coeficiente (Cpi)

Cpi

Interior

Todas las superficies

Uniforme en los lados a barlovento y sotavento

0.3

PRESION

Cpi

Interior

Todas las superficies

Uniforme en los lados a barlovento y sotavento

-0.3

SUCCION

1.3 EFECTO COMBINADO DE PRESION EXTERIOR E INTERIOR Factor de Forma C1 C2 C3 C4 C5

Exterior

Interior

Combinado

0.70 -0.70 -0.60 -0.70 -0.70

-0.30 0.30 0.30 0.30 0.30

1.00 -1.00 -0.90 -1.00 -1.00

1.4 CARGAS FINALES - VIENTO DIRECION Y-Y Superficie 1 2 3 4 5

FACTOR "C" 1.00 -1.00 -0.90 -1.00 -1.00

CARGA EXTERIOR DE VIENTO 40.50 kg/m2 -40.50 kg/m2 -36.45 kg/m2 -40.50 kg/m2 -40.50 kg/m2

2. VIENTO LONGITUDINAL A LA CONSTRUCCION (X-X)

OBS. PRESION SUCCION SUCCION SUCCION SUCCION

2.1 FACTOR DE FORMA POR CARGA EXTERIOR DE VIENTO Factor de Forma Techo

Ubicación

Inclin.

C1

superficie a barlovento

C2

superficie horizontal

C3

superficie a sotavento

Factor de Forma Elementos de cerramiento Vertical C4 C5

Ubicación

Construcción Tabla 4 (NTE E.020)

17°

Superficies inclinada paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

0

Superficie plana paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

17°

Superficies inclinada paralela a la direccion del viento

-0.7

SUCCION

Inclin.

Construcción Tabla 4 (NTE E.020)

90° 90°

Superficie vertical paralela a la direccionvertical del viento Superficie paralela a la direccion del viento

superficie a sotavento superficie a barlovento

Coeficiente (Cpe)

Coeficiente (Cpe) -0.6 0.8

SUCCION PRESION

2.2 FACTOR DE FORMA POR CARGA INTERIOR DE VIENTO

Factor de Forma Elementos de Ubicación cerramiento Vertical Cpi Cpi

Interior Interior

Abertura Tabla 5 (NTE E.020)

Aplica Todas las superficies Todas las superficies

Uniforme en los lados a barlovento sotavento Uniforme eny los lados a barlovento y sotavento

2.3 EFECTO COMBINADO DE PRESION EXTERIOR E INTERIOR Factor de Forma C1 C2 C3 C4 C5

Exterior -0.70 -0.70 -0.70 -0.60 0.80

Interior 0.30 0.30 0.30 0.30 -0.30

Combinado -1.00 -1.00 -1.00 -0.90 1.10

2.4 CARGAS FINALES - VIENTO DIRECION X-X Superficie 1 2 3 4 5

FACTOR "C" -1.00 -1.00 -1.00 -0.90 1.10

CARGA EXTERIOR DE VIENTO -40.50 kg/m2 -40.50 kg/m2 -40.50 kg/m2 -36.45 kg/m2 44.55 kg/m2

OBS. SUCCION SUCCION SUCCION SUCCION PRESION

Coeficiente (Cpi) 0.3 -0.3

PRESION SUCCION

ARGAS PARA ESTRUCTURA METALICA Ver: Estructura en Esquema 02

MINACION DE CARGAS PARA DISEÑO

Ver: Esquema 03

ón mayor a 3º con respecto a la horizontal reducir 5 kg/m2 por cada grado, a partir de 100kg/m2, hasta un

sidera que la carga viva sobre ella es consecuencia del proceso del mantenimiento de la estructura metalica,

beltez, con cobertura capaz de soportar las cargas de viento sin variar su geometría)