Memoria Calculo Estructural LlavesPeruanas2012 Parte2

6. ANALISIS Y DISEÑO DE COMPONENTES DE ARCOS METALICOS6.1.- DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

6.1.1 ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS:ACERO : Arcos metalicos: Fy = 36 KSI λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2

Fu = 58 KSI u = 0.30corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, λc = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,100,000 Kg/cm2

SOLDADURA: Electrodos: Fexx = 60 KSI (E70 XX - AWS, para acero liso) (en varillas)Fexx = 70 KSI (E70 XX - AWS, para acero corrug.)

COBERTURA: Pu = 8.50 kg/m2 (Calaminon curvo CU-6; catalogo fabricante)

CONFIGURACION GENERAL - TECHO METALICO

.

Parte II - 1

6.1.2 ESTRUCTURACION:ARCOS METALICOS: El tipo de miembros estructurales empleados son varillas de acero liso y corrugado, con las siguientes caracteristicas:

COLUMNAS METALICAS: Los miembros estructurales empleados son perfiles tipo cajon rectangular hueco. En el calculo se interactua probando diversas secciones del grupo definido en el cuadro "Auto Selection Sections " mostrado abajo. En el cuadro "Box/Tube Section " se muestra las propiedades de una de las secciones de dicho grupo

6.2.- DISEÑO DE ARCO METALICO "AM - 01"

VISTA GENERAL

ARCO METALICO

"AM-01"

Nro Peso Area PerimetroBarra pulg. cm. kg/m cm2 cm# 2 1/4" 0.64 0.2483 0.32 1.99# 3 3/8" 0.95 0.5586 0.71 2.99# 4 1/2" 1.27 0.9931 1.27 3.99# 5 5/8" 1.59 1.5518 1.98 4.99# 6 3/4" 1.91 2.2346 2.85 5.98# 7 7/8" 2.22 3.0415 3.88 6.98# 8 1" 2.54 3.9726 5.07 7.98# 9 1 1/8" 2.86 5.0278 6.41 8.98# 10 1 1/4" 3.18 6.2072 7.92 9.97# 11 1 3/8" 3.49 7.5107 9.58 10.97# 12 1 1/2" 3.81 8.9383 11.40 11.97# 13 1 5/8" 4.13 10.49 13.38 12.97# 14 1 3/4" 4.45 12.166 15.52 13.96# 15 1 7/8" 4.76 13.966 17.81 14.96# 16 2" 5.08 15.89 20.27 15.96# 17 2 1/8" 5.40 17.939 22.88 16.96# 18 2 1/4" 5.72 20.111 25.65 17.95

Diametro (Ø)

" V/2 "

" V/2 "

.

Parte II - 2

6.2.1 PRE-DIMENCIONAMIENTO : Se asume en todos los elementos: A = 10.00 cm2

6.2.2 ESTADOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en cada direccion de la Estructura:CARGAS GRAVITACIONALES: CARGA MUERTA (D):

Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 5.50 kg/m2

Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 8.00 kg/m2

� WD = 13.50 kg/m2

CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTE E.020 - TABLA 1: � WLr = 30.00 kg/m2

CARGAS LATERALES (SENTIDO LONGITUDINAL): CARGAS DE VIENTO (W):NTE E.020 - Art. 12 →: V h = V(H/10)

0.22 > V ("V" de Mapa Eolico - zona Lima)

Viento en Arcos metalicos: V = 50.00 km/h � H ≈ 9.800 m (alt. prom. desde terreno)VH = 50.00 km/h θ = 12.940 ° (pendiente promedio de la superficie - zona de baja pendiente)

θ = 36.950 ° (pendiente promedio de la superficie - zona de alta pendiente)

Presiones: NTE E.020 - TABLA 4 → Ph = 0.005(C)(V h2 )

CONSTRUCCION sotavento donde:

Arcos y cubiertas cilindricas con Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a

pendiente (θ) < 45º la superficie, para "h"> 10m (kg/m2)Superficies verticales de edificios -0.6 C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)Superficies verticales o inclinadas (planaso curvas) paralelas al viento (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

BARLOVENTO: Considerando presion: C = 0.8 � ρh = 10.00 kg/m2 (en arcos)

Considerando succion: C = -0.8 � ρh = -10.00 kg/m2 (en arcos)

SOTAVENTO Se tiene succion: C = -0.5 � ρh = -6.25 kg/m2 (en arcos)

CARGAS LATERALES (SENTIDO TRANSVERSAL): CARGAS DE SISMO (E):SISMO DINAMICO: CALCULO DEL ESPECTRO (NTE E.030 - 2006)

Z= 0.40 TP = 0.40U= 1.00 g = 9.81 m/s2S= 1.00Rx = 9.50 Ry = 9.50

T C=2.5(Tp/T)"C" correg Sa X Sa Y T C=2.5(Tp/T)"C" correg Sa X Sa Y0.05 20.000 2.500 1.033 1.033 1.05 0.952 0.952 0.393 0.3930.10 10.000 2.500 1.033 1.033 1.10 0.909 0.909 0.376 0.3760.15 6.667 2.500 1.033 1.033 1.15 0.870 0.870 0.359 0.3590.20 5.000 2.500 1.033 1.033 1.20 0.833 0.833 0.344 0.3440.25 4.000 2.500 1.033 1.033 1.25 0.800 0.800 0.330 0.3300.30 3.333 2.500 1.033 1.033 1.30 0.769 0.769 0.318 0.3180.35 2.857 2.500 1.033 1.033 1.35 0.741 0.741 0.306 0.3060.40 2.500 2.500 1.033 1.033 1.40 0.714 0.714 0.295 0.2950.45 2.222 2.222 0.918 0.918 1.45 0.690 0.690 0.285 0.2850.50 2.000 2.000 0.826 0.826 1.50 0.667 0.667 0.275 0.2750.55 1.818 1.818 0.751 0.751 1.55 0.645 0.645 0.266 0.2660.60 1.667 1.667 0.688 0.688 1.60 0.625 0.625 0.258 0.2580.65 1.538 1.538 0.635 0.635 1.65 0.606 0.606 0.250 0.2500.70 1.429 1.429 0.590 0.590 1.70 0.588 0.588 0.243 0.2430.75 1.333 1.333 0.551 0.551 1.75 0.571 0.571 0.236 0.236

-0.5

-0.7-0.7

barlovento+0.8

-0.8+0.8

ELEVACION Y PLANTA INFERIOR

C = 2.5(Tp/T) < 2.5

Sa=ZUSC*g/R

.

Parte II - 3

0.80 1.250 1.250 0.516 0.516 1.80 0.556 0.556 0.229 0.2290.85 1.176 1.176 0.486 0.486 1.85 0.541 0.541 0.223 0.2230.90 1.111 1.111 0.459 0.459 1.90 0.526 0.526 0.217 0.2170.95 1.053 1.053 0.435 0.435 1.95 0.513 0.513 0.212 0.2121.00 1.000 1.000 0.413 0.413 2.00 0.500 0.500 0.207 0.207

2.05 0.488 0.488 0.201 0.201

SISMO ESTATICO: Fuerza sismica asociada al peso: NTE E.030 - cap. VI → V = ZUC1P (kg) (repartido proporcionalmente en cada columna)

V = 8072.99 kg C1 = 1.30 (NTE E.030 - Tabla 9)P = 15524.99 kg (peso propio + 25%carga viva, automatico de SAP2000)

6.2.3 METRADOS DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior, según el caso mas critico en cada direccion:A = ancho tributario entre arcos (m) = 10.000 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.200 m

n = numero de bridas superiores comprendidas en"A" = 2

CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B)/n , � PD = 81.00 kg

CARGA VIVA DE TECHO (PLr): P Lr = (W Lr )(A)(B)/n � PLr = 180.00 kg

CARGA DE VIENTO (W) - ARCOS: P W = (ρ h )(A)(B)/n

BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s = 60.00 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = 36.07 kg

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWy = 47.95 kg (en zona de alta pendiente)

PWx = 13.44 kg (en zona de baja pendiente)→ PWy = 58.48 kg

BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento: PWs-s = -60.00 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = -36.07 kg (en alta pendiente)

PWy = -47.95 kg

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWx = -13.44 kg (en baja pendiente)→ PWy = -58.48 kg

SOTAVENTO: Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -37.50 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = -22.54 kg (en alta pendiente)

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWy = -29.97 kg

PWx = -8.40 kg (en baja pendiente)→ PWy = -36.55 kg

CARGA DE SISMO (E) - COLUMNAS:SISMO DINAMICO: Se aplica el Espectro de Seudo Aceleraciones definido en el Item anteriorSISMO ESTATICO: repartiendo la carga total V = 8072.99 kg proporcionalmente a cada columna:

V = 2018.25 kg (en columnas de extremos) V = 4036.50 kg (en columna central)

(θ=12.94º) →

(θ=36.95º) →

(θ=36.95º) →

(θ=12.94º) →

(θ=12.94º) →

(θ=36.95º) →

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

Pse

udoa

cele

raci

on "

Sa"

(m

/s2)

Periodo "T" (seg)

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES - NTE. E030 - 03

Sa X Sa Y

.

Parte II - 4

6.2.4 COMBINACIONES DE CARGAS:Especificacion A-4.1 LRFD - 99:

6.2.5 ANALISIS ESTRUCTURAL:

NUMERACION DE NUDOS Y BARRAS

ESTADO - CARGA MUERTA (PD)

(se entiende que "W" y "E" corresponden a los casos mas criticos de Viento y Sismo respectivamente)

ProgramName Versión ProgLevel SAP2000 v 14.0.0 Advanced

.

Parte II - 5

ESTADO - CARGA VIVA DE TECHO (PLr)

ESTADO - CARGA DE VIENTO (PWp-s)

.

Parte II - 6

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s)

ALGUNOS DETALLES DE ESTADOS DE CARGAS EN NUDOS

: 50punto

: 121punto : 50punto

: 121punto

.

Parte II - 7

DIAGRAMAS - ENVOLVENTES DE FUERZA AXIAL

(+): traccion (-): compresion

CO

LGAD

OR

DIA

GO

NAL

CO

LUM

NA

.

Parte II - 8

Del "Diagrama-Envolvente de fuerza axial" (pag. sgte.) se tienen los siguientesestados de fuerza en los miembros mas criticos de cada componente de la estructura:

DIAGONAL: ARRIOSTRE TRANSVERSAL:

ARRIOSTRE EN X:

Se observa que el punto con deflexion maxima esta en la Se observa que el punto con desplazamiento lateral maximobrida inferior, cuyo valor (en cm) se considera aceptable esta en la columna, cuyo valor (en cm) se considera aceptable

DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES

.

Parte II - 9

6.2.6 DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO:

- DISEÑO AUTOMATIZADO DE MIENBROS DE ACERO, SEGÚN ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99- DETALLES DE VERIFICACION DE ESFUERZOS EN MIEMBROS MAS CRITICOS DE CADA COMPONENTE DE LA ESTRUCTURA

(BRIDAS, TENSOR, DIAGONAL, CUERDAS, COLGADORES Y ARRIOSTRES)


TEN

SOR

CO

LGAD

OR

BRID

AIN

FER

IOR

CO

LUM

NA

BRID

ASI

PER

IOR

.

Parte II - 10

CUERDA INFERIOR

ARRIOSTRE EN X

CUERDA SUPERIOR

DIAGONAL

ARRIOSTRETRANSVERSAL

.

Parte II - 11

ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESIONESPECIFICACIONES esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)AISC - LRFD 99: kL / r < 60 esbeltes admisible � r > KL/60 ……..(5)

esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)donde: Ø = 0.85 (en compresion) ……..(7)

DISEÑO DE Pu = 3973.61 Kg = 8.75 Kips requiere: BRIDA SUPERIOR: L = 1.24 m = 48.62 pulg de (4): Ag = 0.346 pulg2

de (5): r > 0.810 pulg

� Se elige seccion: L 2 x 2 x 3/16" � Ag = 0.715 pulg2 > Ag …...…OK

r x = 0.617 pulg > r …...…MAL (se obvia)

r y = 0.617 pulg > r …...…MAL (se obvia)

VERIFICACION POR ESBELTES:de (7): � λc = 0.884 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 15.77 Kips > Pu …. OK

de (6): � Fcr = 25.955 Ksi → Seccion de diseño: L 2 x 2 x 3/16"

→ Calculo similar para resto de elementos de Brida superior

216

�y

critica:Barra mas

E

F

r

Klc

y

πλ = crF

PuAg

φ=

KsiFcr 32.25=φ

yccr FF )658.0(2λ=

.

Parte II - 12

DISEÑO DE BRIDA INFERIOR.-

→ Seccion de diseño: L 2 x 2 x 1/4" → Calculo similar para resto de elementos de Brida inferior

DISEÑO DE DIAGONALES.-

→ Seccion de diseño: varilla # 5 ( Ø 5/8" ) → Calculo similar para resto de diagonales

602Barra mas critica:


.

Parte II - 13

DISEÑO DE CUERDA SUPERIOR.-

→ Seccion de diseño: varilla # 6 ( Ø 3/4" ) → Calculo similar para resto de elementos de cuerda superior

DISEÑO DE ARRIOSTRES EN "X".-

→ Seccion de diseño: varilla # 3 ( Ø 3/8" ) → Calculo similar para resto de arriostres


Barra mas critica: 937

.

Parte II - 14

DISEÑO DE CUERDA INFERIOR.-

→ Seccion de diseño: varilla # 5 ( Ø 5/8" ) → Calculo similar para resto de elementos de cuerda inferior

DISEÑO DE COLUMNA METALICA "CM-01" .-

→ Seccion de diseño: perfil W 16"x57 lb/pie reforzado → Calculo similar para resto columnas metalicas

Barra mas critica:

Miembro mas critico:

324

8

.

Parte II - 15

DISEÑO DE ELEMENTOS A TRACCION: ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:……(1) ……(2) ……(3)

donde: Ø = 0.90 (en traccion) , Ø = 0.75 � Ae = (U)(Ag) , "U" = 0.85 "r" = radio de giro

DISEÑO DE TENSORES: Pu = 2462.38 Kg = 5.42 Kips requiere: L = 4.025 m = 158.46 pulg de (1): Ag = 0.167 pulg2

de (3): r > 0.528 pulg de (2): An = 0.147 pulg2

� Se elige seccion: varilla # 6 (Ø 3/4") � Ag = 0.442 pulg2 > Ag …… OK � r x = 0.188 pulg > r …...…MAL (se obvia)� Ae = 0.376 pulg2 > An …………..OK � r y = 0.188 pulg > r …...…MAL (se obvia)

→ Seccion de diseño: varilla # 6 ( Ø 3/4" ) → Calculo similar para resto de elementos de tensores

76

Barra mascritica:

yg F

PuA

φ=min

UuF

PuAn

φ=min 300

300 minL

rr

L ≥→<

.

Parte II - 16

DISEÑO DE COLGADORES.-

→ Seccion de diseño: varilla # 2 ( Ø 1/4" ) → Calculo similar para resto de colgadores

6.3.- DISEÑO DE ARCO METALICO "AM - 02"

Barra mas critica: N° 10

.

Parte II - 17

6.3.1 PRE-DIMENCIONAMIENTO : Se asume en todos los elementos: A = 10.00 cm2

6.3.2 ESTADOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en cada direccion de la Estructura:CARGAS GRAVITACIONALES: CARGA MUERTA (D):

Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 5.50 kg/m2

Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 8.00 kg/m2

� WD = 13.50 kg/m2

CARGA VIVA DE TECHO (Lr):NTE E.020 - TABLA 1: � WLr = 30.00 kg/m2

CARGAS LATERALES (SENTIDO LONGITUDINAL): CARGAS DE VIENTO (W):NTE E.020 - Art. 12 →: V h = V(H/10)

0.22 > V ("V" de Mapa Eolico - zona Lima)

Viento en Arcos metalicos: V = 50.00 km/h � H ≈ 11.300 m (alt. prom. desde terreno)VH = 51.36 km/h θ = 12.940 ° (pendiente promedio de la superficie - zona de baja pendiente)

θ = 36.950 ° (pendiente promedio de la superficie - zona de alta pendiente)

Presiones: NTE E.020 - TABLA 4 → Ph = 0.005(C)(V h2 )

CONSTRUCCION sotavento donde:

Arcos y cubiertas cilindricas con Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a

pendiente (θ) < 45º la superficie, para "h"> 10m (kg/m2)Superficies verticales de edificios -0.6 C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)Superficies verticales o inclinadas (planaso curvas) paralelas al viento (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

BARLOVENTO: Considerando presion: C = 0.8 � ρh = 10.55 kg/m2 (en arcos)

Considerando succion: C = -0.8 � ρh = -10.55 kg/m2 (en arcos)

SOTAVENTO Se tiene succion: C = -0.5 � ρh = -6.60 kg/m2 (en arcos)

CARGAS LATERALES (SENTIDO TRANSVERSAL): CARGAS DE SISMO (E):SISMO DINAMICO: CALCULO DEL ESPECTRO (NTE E.030 - 2006)

Z= 0.40 TP = 0.40U= 1.00 g = 9.81 m/s2S= 1.00Rx = 9.50 Ry = 9.50

T C=2.5(Tp/T)"C" correg Sa X Sa Y T C=2.5(Tp/T)"C" correg Sa X Sa Y0.05 20.000 2.500 1.033 1.033 1.05 0.952 0.952 0.393 0.3930.10 10.000 2.500 1.033 1.033 1.10 0.909 0.909 0.376 0.3760.15 6.667 2.500 1.033 1.033 1.15 0.870 0.870 0.359 0.3590.20 5.000 2.500 1.033 1.033 1.20 0.833 0.833 0.344 0.3440.25 4.000 2.500 1.033 1.033 1.25 0.800 0.800 0.330 0.3300.30 3.333 2.500 1.033 1.033 1.30 0.769 0.769 0.318 0.3180.35 2.857 2.500 1.033 1.033 1.35 0.741 0.741 0.306 0.3060.40 2.500 2.500 1.033 1.033 1.40 0.714 0.714 0.295 0.2950.45 2.222 2.222 0.918 0.918 1.45 0.690 0.690 0.285 0.2850.50 2.000 2.000 0.826 0.826 1.50 0.667 0.667 0.275 0.2750.55 1.818 1.818 0.751 0.751 1.55 0.645 0.645 0.266 0.2660.60 1.667 1.667 0.688 0.688 1.60 0.625 0.625 0.258 0.2580.65 1.538 1.538 0.635 0.635 1.65 0.606 0.606 0.250 0.2500.70 1.429 1.429 0.590 0.590 1.70 0.588 0.588 0.243 0.2430.75 1.333 1.333 0.551 0.551 1.75 0.571 0.571 0.236 0.236

barlovento+0.8

-0.5-0.8+0.8

-0.7 -0.7

.

Parte II - 18

0.80 1.250 1.250 0.516 0.516 1.80 0.556 0.556 0.229 0.2290.85 1.176 1.176 0.486 0.486 1.85 0.541 0.541 0.223 0.2230.90 1.111 1.111 0.459 0.459 1.90 0.526 0.526 0.217 0.2170.95 1.053 1.053 0.435 0.435 1.95 0.513 0.513 0.212 0.2121.00 1.000 1.000 0.413 0.413 2.00 0.500 0.500 0.207 0.207

2.05 0.488 0.488 0.201 0.201

SISMO ESTATICO: Fuerza sismica asociada al peso: NTE E.030 - cap. VI → V = ZUC1P (kg) (repartido proporcionalmente en cada columna)

V = 10095.80 kg C1 = 1.30 (NTE E.030 - Tabla 9)P = 19415.00 kg (peso propio + 50%carga viva, automatico de SAP2000)

6.3.3 METRADOS DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior, según el caso mas critico en cada direccion:A = ancho tributario entre arcos (m) = 10.000 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 1.200 m

n = numero de bridas superiores comprendidas en"A" = 2

CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B)/n , � PD = 81.00 kg

CARGA VIVA DE TECHO (PLr): P Lr = (W Lr )(A)(B)/n � PLr = 180.00 kg

CARGA DE VIENTO (W) - ARCOS: P W = (ρ h )(A)(B)/n

BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s = 63.31 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = 38.06 kg

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWy = 50.60 kg (en zona de alta pendiente)

PWx = 14.18 kg (en zona de baja pendiente)→ PWy = 61.71 kg

BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento: PWs-s = -63.31 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = -38.06 kg (en alta pendiente)

PWy = -50.60 kg

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWx = -14.18 kg (en baja pendiente)→ PWy = -61.71 kg

SOTAVENTO: Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -39.57 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: → PWx = -23.79 kg (en alta pendiente)

PWx = PW*sen(θ) y PWy = PW*cos(θ) PWy = -31.62 kg

PWx = -8.86 kg (en baja pendiente)→ PWy = -38.57 kg

CARGA DE SISMO (E) - COLUMNAS:SISMO DINAMICO: Se aplica el Espectro de Seudo Aceleraciones definido en el Item anteriorSISMO ESTATICO: repartiendo la carga total V = 10095.80 kg proporcionalmente a cada columna:

V = 2523.95 kg (en columnas de extremos) V = 5047.90 kg (en columna central)

(θ=36.95º) →

(θ=12.94º) →

(θ=36.95º) →

(θ=12.94º) →

(θ=36.95º) →

(θ=12.94º) →

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

Pse

udoa

cele

raci

on "

Sa"

(m

/s2)

Periodo "T" (seg)

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES - NTE. E030 - 03

Sa X Sa Y

.

Parte II - 19

6.3.4 COMBINACIONES DE CARGAS:Especificacion A-4.1 LRFD - 99:

6.3.5 ANALISIS ESTRUCTURAL:

NUMERACION DE NUDOS Y BARRAS

ESTADO - CARGA MUERTA (PD)

(se entiende que "W" y "E" corresponden a los casos mas criticos de Viento y Sismo respectivamente)


.

Parte II - 20

ESTADO - CARGA VIVA DE TECHO (PLr)

ESTADO - CARGA DE VIENTO (PWp-s)

.

Parte II - 21

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s)

ALGUNOS DETALLES DE ESTADOS DE CARGAS EN NUDOS

173punto :

173punto 121punto :

: 121punto

.

Parte II - 22

DIAGRAMAS - ENVOLVENTES DE FUERZA AXIAL (+): traccion (-): compresion

(+): traccion (-): compresion

CO

LGAD

OR

CO

LUM

NA

.

Parte II - 23

Del "Diagrama-Envolvente de fuerza axial" (pag. sgte.) se tienen los siguientesestados de fuerza en los miembros mas criticos de cada componente de la estructura:

DIAGONAL: ARRIOSTRE TRANSVERSAL:

ARRIOSTRE EN X:

Se observa que el punto con deflexion maxima esta en la Se observa que el punto con desplazamiento lateral maximobrida inferior, cuyo valor (en cm) se considera aceptable esta en la columna, cuyo valor (en cm) se considera aceptable

DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES

.

Parte II - 24

6.3.6 DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO:

- DISEÑO AUTOMATIZADO DE MIENBROS DE ACERO, SEGÚN ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99- DETALLES DE VERIFICACION DE ESFUERZOS EN MIEMBROS MAS CRITICOS DE CADA COMPONENTE DE LA ESTRUCTURA

(BRIDAS, TENSOR, DIAGONAL, CUERDAS, COLGADORES Y ARRIOSTRES)

TEN

SOR

CO

LGAD

OR

BRID

AIN

FER

IOR

CO

LUM

NA

BRID

ASI

PER

IOR

.

Parte II - 25

CUERDA INFERIOR

CUERDA SUPERIOR

ARRIOSTRE EN X

ARRIOSTRETRANSVERSAL

.

Parte II - 26

ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESIONESPECIFICACIONES esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ……..(4)AISC - LRFD 99: kL / r < 60 esbeltes admisible � r > KL/60 ……..(5)

esfuerzo admisible (Ksi), ……..(6)donde: Ø = 0.85 (en compresion) ……..(7)

DISEÑO DE Pu = 4215.44 Kg = 9.29 Kips requiere: BRIDA SUPERIOR: L = 1.24 m = 48.62 pulg de (4): Ag = 0.367 pulg2

de (5): r > 0.810 pulg

� Se elige seccion: L 2 x 2 x 3/16" � Ag = 0.715 pulg2 > Ag …...…OK

r x = 0.617 pulg > r …...…MAL (se obvia)

r y = 0.617 pulg > r …...…MAL (se obvia)

VERIFICACION POR ESBELTES:de (7): � λc = 0.884 < 1.5 … OK Puadm = Ø(Fcr)(Ag) = 15.77 Kips > Pu …. OK

de (6): � Fcr = 25.955 Ksi → Seccion de diseño: L 2 x 2 x 3/16"

→ Calculo similar para resto de elementos de Brida superior

critica:1106

y �

Barra mas

.

Parte II - 27

DISEÑO DE BRIDA INFERIOR.-

→ Seccion de diseño: L 2 x 2 x 1/4" → Calculo similar para resto de elementos de Brida inferior

DISEÑO DE DIAGONALES.-

→ Seccion de diseño: varilla # 5 ( Ø 5/8" ) → Calculo similar para resto de diagonales



.

Parte II - 28

DISEÑO DE CUERDA SUPERIOR.-

→ Seccion de diseño: varilla # 6 ( Ø 3/4" ) → Calculo similar para resto de elementos de cuerda superior

DISEÑO DE ARRIOSTRES EN "X".-

→ Seccion de diseño: varilla # 3 ( Ø 3/8" ) → Calculo similar para resto de arriostres



.

Parte II - 29

DISEÑO DE CUERDA INFERIOR.-

→ Seccion de diseño: varilla # 5 ( Ø 5/8" ) → Calculo similar para resto de elementos de cuerda inferior

DISEÑO DE COLUMNA METALICA "CM-01" .-

→ Seccion de diseño: perfil W 16"x57 lb/pie reforzado → Calculo similar para resto columnas metalicas

8


Miembro mas critico:

.

Parte II - 30

DISEÑO DE ELEMENTOS A TRACCION: ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:……(1) ……(2) ……(3)

donde: Ø = 0.90 (en traccion) , Ø = 0.75 � Ae = (U)(Ag) , "U" = 0.85 "r" = radio de giro

DISEÑO DE TENSORES: Pu = 2791.46 Kg = 6.15 Kips requiere: L = 4.025 m = 158.46 pulg de (1): Ag = 0.190 pulg2

de (3): r > 0.528 pulg de (2): An = 0.166 pulg2

� Se elige seccion: varilla # 6 (Ø 3/4") � Ag = 0.442 pulg2 > Ag …… OK � r x = 0.188 pulg > r …...…MAL (se obvia)� Ae = 0.376 pulg2 > An …………..OK � r y = 0.188 pulg > r …...…MAL (se obvia)

→ Seccion de diseño: varilla # 6 ( Ø 3/4" ) → Calculo similar para resto de elementos de tensores

Barra mas

63critica:

.

Parte II - 31

DISEÑO DE COLGADORES.-

→ Seccion de diseño: varilla # 2 ( Ø 1/4" ) → Calculo similar para resto de colgadores

Barra mas critica: N° 10

.

Parte II - 32

Memoria Calculo Estructural LlavesPeruanas2012 Parte2

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