VI. ANALISIS Y DISEO DE COMPONENTES DE TECHO METALICO6.1 DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

6.1.1 ESPECIFICACIONES MATERIALES EMPLEADOS:ACERO : Tijerales: Fy = 36 KSI c = 7.85 Tn/m3, Ec = 2,000,000 Kg/cm2

Fu = 58 KSI u = 0.30corrugado: Fy = 4200 Kg/cm2, c = 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)

6.1.2 ESTRUCTURACION:TIJERALES: Los miembros estructurales empleados son perfiles angulares y angulos dobles. En el calculo se interactua probando diversas secciones del grupo definido en el cuadro "Auto Selection Sections " mostrado abajo. En el cuadro "Angle Section " se muestra las propiedades de una de las secciones de dicho grupo

CONFIGURACION GENERAL - TECHO METALICO

Parte II - 1/14

Ademas, se emplea varillas huecas (cuerdas superior e inferior) se tienen las siguientes secciones, segn disponibilidades comerciales:

VIGUETAS Y ARRIOSTRES: El tipo de miembros estructurales empleados son varillas de acero liso y corrugado, con las siguientes caracteristicas:

6.2 DISEO DE TIJERAL "T - 01"6.2.1 PRE-DIMENCIONAMIENTO : Para un calculo inicial, se asume para todos los elementos:

A = 5.00 cm2

6.2.2 ESTADOS DE CARGAS: Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:CARGA MUERTA (D): Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 8.50 kg/m2

Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 20.00 kg/m2

WD = 28.50 kg/m2

CARGA VIVA DE TECHO (Lr): NTE E.020 - 2006: WLr = 30.00 kg/m2

CARGAS DE VIENTO (W): NTE E.020 - 2006: > V ("V" de Mapa Eolico - zona Paita)

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

Diametro ()

22.0)10/(HVVh =

Parte II - 2/14

Viento en Tijerales: V = 80.00 km/h H 3.600 m (alt. prom. desde terreno)VH = 80.00 km/h = 2.837 = pendiente promedio de la superficie

Presiones: NTE E.020 - TABLA 4 CONSTRUCCION sotavento donde:

Superficies inclinadas a 15 o menos Ph = Presin o succin del viento a una altura h perpendicular a

la superficie, para "h"> 10m (kg/m2)(El signo positivo indica presin y el negativo succin) C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda)

BARLOVENTO: Considerando presion: C = +0.3 h = 9.60 kg/m2

Considerando succion: C = -0.7 h = -22.40 kg/m2

SOTAVENTO Se tiene succion: C = -0.6 h = -19.20 kg/m2

CONFIGURACION:

6.2.3 METRADOS DE CARGAS: Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior:A = ancho tributario entre tijerales (m) = 4.29 m B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = 0.92 m

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

CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B)/n , PD = 56.00 kgCARGA VIVA DE TECHO (PLr): P Lr = (W Lr )(A)(B)/n PLr = 58.94 kg

CARGA DE VIENTO (W) - ARCOS: P W = ( h )(A)(B)/nBARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: PWp-s = 18.86 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWx = 0.934 kg

PWx = PW*sen() y PWy = PW*cos() PWy = 18.839 kg

BARLOVENTO: Considerando succion en el Barlovento: PWs-s = -44.01 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWx = -2.178 kg

PWx = PW*sen() y PWy = PW*cos() PWy = -43.958 kg

SOTAVENTO Se tiene succion en el Sotavento: PWs-s = -37.72 kgDescomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares: PWx = -1.87 kg

PWx = PW*sen() y PWy = PW*cos() PWy = -37.68 kg

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

(=2.84)

-0.6

(=2.84)

barlovento+0.3

-0.7

(=2.84)

VISTA GENERAL

TIJERAL

"T-01"

ELEVACION Y PLANTA INFERIOR

2005.0 hh xCxVP =

)10/(HVVh =

Parte II - 3/14

6.2.5 ANALISIS ESTRUCTURAL: ProgramName Versin ProgLevel SAP2000 v 14.0.0 Advanced

pun

to

69

NUMERACION DE NUDOS Y BARRAS

ESTADO CARGA MUERTA (PD)

Parte II - 4/14

ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (P Lr ) ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s )

pun

to

69

pun

to

45

Parte II - 5/14

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s )

DERECHA: ALGUNOS DETALLES DE ESTADOS DE CARGAS EN NUDOS

punto 63:

: 69punto

: 45punto

pun

to

63

Parte II - 6/14

DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE FUERZA AXIAL (+): traccion(-): compresion

BRIDA SUPERIOR

DIAGONAL

BRIDA INFERIOR

MONTANTE

Parte II - 7/14

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

DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES

Se observa que el punto con deflexion maxima esta en labrida inferior, cuyo valor (en cm) se considera aceptable

CUERDA SUPERIOR

CUERDA INFERIOR

Parte II - 8/14

6.2.6 DISEO DE ELEMENTOS DE ACERO: BRIDA SUPERIOR:

BRIDA INFERIOR:

MONTANTE:

DIAGONAL:

Parte II - 9/14

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

(BRIDAS, DIAGONAL, MONTANTES, CUERDAS)

CUERDA SUPERIOR: CUERDA INFERIOR:

ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99:

DISEO DE ELEMENTOS A COMPRESIONESPECIFICACIONES esfuerzo critico en compresion, para acero A-36 ..(4)AISC - LRFD 99:

esbeltes admisible r > KL/60 ..(5)

esfuerzo admisible (Ksi), ..(6)

donde: = 0.85 (en compresion) y ..(7)

60=r

lK

E

F

r

Klc

ypi

=crF

PuAg =

KsiFcr 32.25=

yccr FF )658.0(2

=

Parte II - 10/14

DISEO DE BRIDA SUPERIOR:

DISEO DE MONTANTES.- 68

85

Barra mas critica:

Barra mas critica:

Seccion de diseo: Perfil L 1 1/8"x 1 1/8"x 3/16"

Calculo similar para resto de elementos de Brida superior

Calculo similar para resto de montantes

Seccion de diseo: Perfil L 1"x1"x1/8"

Parte II - 11/14

DISEO DE CUERDA SUPERIOR.-

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

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

DISEO DE BRIDA INFERIOR: Barra mas critica: 64

Barra mas critica: 109

Seccion de diseo: Perfil L 1"x1"x1/8"

Calculo similar para resto de elementos de Brida inferior

Seccion de diseo: 3/4"hueco (tw=1/8")

Calculo similar para resto de cuerda superior

yg F

PuA =min UuFPuAn

=min 300300 min

Lr

r

L