proyecto galpón de acero
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7/25/2019 proyecto galpn de acero
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Introduccin
El uso ms comn de armaduras en edificios es para soportar cubiertas de techo,
pisos y otras cargas como cielos suspendidos. Existen muchos tipos de armaduras
o cerchas, tal como se presentan en la siguiente figura. La escogencia del tipo dearmadura a utilizar depende en primera instancia de los requerimientos
arquitectnicos y del cliente y en segunda instancia de las dimensiones y de
factores econmicos.
Las cargas se asumen que actan en los nodos de la armadura, as que los
elementos trabaan bao un estado de esfuerzos directo !tensin o compresin".
Los nudos se consideran articulados aunque usualmente este no es el caso.
#eneralmente la cuerda superior e inferior son elementos continuos y las unionesson soldadas o contienen mltiples tornillos, lo que pro$oca que existe cierta
restriccin al giro del nudo con lo que se desarrollan momentos en los extremos de
los elementos. Es comn en armaduras li$ianas o peque%as despreciar estos
efectos secundarios. &s concretamente esos efectos secundarios pueden ser no
considerados en el dise%o, si se cumple con' La razn de esbeltez de los
elementos de las cuerdas en el plano de la armadura es mayor a () y la razn de
esbeltez de los elementos que conforman el alma de la armadura es ms grande
que *)).
Objetivo
+eterminar el peso ptimo de la armadura que soporte las solicitaciones
establecidas
Desarrollo
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Clculo de cordn superior:
(1,65 )2+(165 )
2=16,58m
Separacin de correas:
La separacin mxima entre los apoyos del acerolit es de *,(m.
16,58
1,75m=9,47
9,4710correas -e coloca el nmero entero siguiente.
Peso aproximado de la armadura:
1,95x Sa x L+0,64x Sa x L2
1,95x 5m x 33m+0,64x 5m x (33m)2=3806,55kg
eso de la lmina de acerolit / (,) 0g1m2
Peso de las correas ms lminas de acerolit:
CORREAS s Cubierta: 3.)1*.33/ 4.)4 0g1 m2 5(.) 0g1m/ 6.40g1m2
!tili"ando #$% x &% de unin con un peso de &'(% )*+m
7rea tributaria -a x L / - x 88 m / *3( m2
CP ADICIO,A- DE CORREAS .S C!/IER0A:
9:/6.4 0g1m2.*3( m2/*3),* 0g
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Car*a permanente total/ 3806,55 kg 1*3),* 0g2 (4*8.3( 0g
+Ne
Ne=2
=2Ne
2( )
2+1920
205014=cp
=cp
20=
5014
20=270,7Kg c /nodo interno
Ne=270,72
=135,35Kg c /nodo externo
Car*a variable por viento 345
;erreno llano
W=C x q 60Kg /m2
1,2sin1,2sin 5,71=0,1194=C
W=0,1194x 50Kg/m2
W=0,1194x 50kg
m2=5,95
kg
m2
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5,9560 seutiliza60kg
m2
7rea tributaria165m
2
2
=82,9m2porlado .
< x :t / 3) 0g1m2x =2,6 m2 / 464 0g
t !$iento" / 6 internos 2 externos
9+2( 2 )=10
=Pt4974
10
=498Kg
Ne=498
2=249Kg
,odos internos:
>i $ertical/ 46= x cos5,71=495,54Kg
>i horizontal / 46= x sin5,71=49,46Kg
,odos externos:
>e $ertical / 246 x cos5,71=247,77Kg
>e horizontal / 246 x sin5,71=24,73Kg
Car*a permanente
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Car*a por viento
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0A/-A DE SO-ICI0ACIO,ES
CAR6ASPRIARIAS CO/I,ACIO,ES
IE/R
OCP 4 #'7CP
#'$CP1#'8
4
%'9CP1#'8
4
%'9CP
#'84E,;O-;E,0E
CORDO,
I, !5"2..8 2(82,3 2624,*2 8(4(,34 3=4),43 3)=),363 ?*(22,)*3
*4*66,=6=
8..4 4)82,) 4*)8,**4 (344,=6= *)*2,(822 =632,6**2 ?*)(,*=(24..( (2(4,(4 423,)4 8(3,8(3 *2446,8 *)=2,68= ?*4*4,33(..3 3**=, 46**,66 =(33,*= *82=,)2 **=62,4* ?==,(3.. 3362,64 444,6 68),**3 *4*66,=6= *2*62,)*3 ?*44,24..= )26,=8 42=6,** 6=4*,32 *4)**,386 **6)2,36 (*,))4
=..6 *),*= 8(64,*= *))8=,2(2 *823,3( ***2(,(63 *=),2=9B&@E-AB>
!?"6..*) *43,(= 2366,33 *)))(,2*2 *2)=(,4(4 664*,4= 2622,834
?*)(,*=(2
*)..** 362,63 *3(), 632,*44 *)(*8,((8 =42*,33( 4*26,338**..*2 362,63 ?33,(8 632,*44 466,38 (4),=( *48,4(8
*2..*8 *43,(= ?**3,48 *)))(,2*2 3844,(8 42)),(38 =338,2=**8..*4 *),*= ?23**,== *))8=,2(2 (2)=,2 8)(,*= 6=4=,3)3*4..*( )26,=8 ?88),=* 6=4*,32 4*8(,348 2)23,364 *)32*(..*3 3362,64 ?834,=8 68),**3 8*8,246 **26,83 *)6*,62(*3..* 3**=, ?8688,4( =(33,*= 222=,6(( 868,84( *)32),8*(*..*= (2(4,(4 ?846,4* 8(3,8(3 *48*,2*( ?*4(,*4 63)8,8*6*..*= 4)82,) ?8*2=,6* (344,=6= ),6)* ?48=,2 363,443*=..*6 2(82,3 ?*6(8,2( 8(4(,34 466,=6( ?2(6,==( 4=*=,(3(2)..2* *=2,82 ?*((,8 2((,24= *3,=64 ?8,=)2 83(,6=
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CORDO,
S!PERIOR
22..28?
2*62,)2 ?*=43,8?8)3=,=2= ?()8),)( ?488,)66 42,438 ;@:99AB> !5"
28..24?
868,* ?8*4*,=2?((*2,64 ?==)6,3*= ?32=,8)( (4),42
(4),42
24..2(?
(2)8,34 ?8=(,*8?2=(,)63 ?**2(=,38 ?636,(4( 88),668
2(..23?
3)66,6 ?4*22,3?=(86,)3 ?*236,883 ?*)=46,866 ?*8),228
23..2 ?336,3 ?4)23,*2 ?683,34 ?*82*,)3 ?**23*,63 ?68,==42..2=
?)(2,)( ?8384,2*
?6=2,= ?*8*=3,688 ?**)*,8*= ?*322,82
2=..26?
2)(,(8 ?266=,4(?
*))=,42?*2(44,32* ?*)8=2,632 ?2(=3,662
26..8)?
*6*,* ?2*(6,3=?
*))3,38=?**483,6== ?626,38 ?8334,436
8)..8* ?)8*, ?**(2,* ?6=44,8= ?668(,=3* ?=23,8(* ?4=8),)6
8*..82?
3=,4 ?8,(?6()2,=83 ?=*46,626 ?3**8,3) ?3*)4,82(
82..88?
3=,4 2,46?6()2,=83 ?=*42,)(* ?3*)(,26 ?3**2,2)8
88..84?)8*, **(4,32
?6=44,8= ?368,)84 ?4=2,(24 ?=26,(839B&@E-AB>
!?"
84..8( ?*6*,* 2*32,)2 ?*))3,38= ?(=*=,= ?833*,42 ?62=2,36 ?*82*,)3
8(..83?
2)(,(8 8))*,)(?
*))=,42?44(,2* ?2(=8,3*2 ?*)8=3,842
83..8?
)(2,)( 838,)6?6=2,= ?884,248 ?*3*=,32= ?**)(,)32
8..8= ?336,3 4)26,8 ?683,34 ?266,)8 ?=6,( ?**23(,68
8=..86?
3)66,6 4*23,82?=(86,)3 ?*6((,(82 ?*2(,(6( ?*)=(4,)2
86..4) ? 8=3*,*4 ?2=(,)63 ?*224,==3 883,2)3 ?6)2,(=
-
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(2)8,34 4)..4* ? 8*43,8( ?((*2,64 ?384,66 (43,8*3 ?384,*64
4*..42 ? *=(*,63 ?8)3=,=2= ?222,=3 484,8 ?48=),833
O,0A,0E
*..22?
2()6, ?224),8(?8(*8,3= ?(624,*6 ?(**,24= 3(8,332 ;@:99AB> !5"
2..28?
2)*,3* ?*),88?2=24,3(4 ?434),33* ?4)8(,8= 4)8,3=
8..24?
*3),6 ?*2)2,*?2886,*)3 ?8(3,36 ?8)33,(82 (6,**
28*,8*
4..2(?
*88*,4( ?*2,33?*=34,)8 ?2(24,*6= ?2*24,38 ?2*,=4
(..23?
*)2*,6* ?23),3?*48),34 ?*(3(,*38 ?*2(=,(6 ?(=),=4=
3..2 ?8,)* *3),4 ?*)8*,=*4 ?3(,=)* ?4(4,36= ?=*,62..2= ?42,3( (((,66 ?33*,* *((,3) 26,4)2 ?**4=,*2=..26 ?22(,)* 62=,2 ?8*(,)*4 68,824 *))4,=2 ?*4)6,=4(6..8) 4,8 *262,=* 3,**= *3=(,=6 *3=4,(=3 ?*33,2*)..8* 22(,(( *(4,3 8*(, 28*,8* 22(),)33 ?*=44,)3**.82 =34,4 ?4,2= *2*),383 *)82,*24 2,)2 =8,=8*2..88 22(,(( ?*(=*,* 8*(, ?*=(,(38 ?*=(8,22= 22(6,2*=
*8..84
4,8 ?*26=,)*
3,**= ?*3=2,*36 ?*3=8,4= *36*,8439B&@E-AB>
!?"*4.8( ?22(,)* ?684,48 ?8*(,)*4 ?*4=4,* ?*4*,23= *)*2,2(
?(624,*6
*(..83 ?42,3( ?(32,23 ?33*,* ?*26=,**= ?**(3,828 8)(,((8*3..8 ?8,)* ?*3,8 ?*)8*,=*4 ?**)*,668 ?==),=6 ?44(,2=
*..8=?
*)2*,6* 2(8,)4?*48),34 ?=6,84 ?(6),3 ?*24=,3*
*=..86?
*88*,4( )4,*?*=34,)8 ?3=2,8*6 ?2=2,==4 ?2**8,23
*6..4) ? **62,3( ?2886,*)3 ?4(4,()8 43,84 ?8)(4,*(32)..4* ? *36,63 ?2=24,3(4 ?2*8,=4 86*,466 ?4)28,*6
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2*..42 ? 2282,3* ?8(*8,3= ?*)6,88* 348,3 ?(*3*,*=3
DIA6O,A
-
2..22 2*,3 2822,8 8==),434 384(,33* ((*4,*88 ?(24,63( ;@:99AB> !5"8..28 22(,*2 *3)(,*( 8*(6,63= 46(,286 4**=,*)8 ?((,2=
384(,33*
4..24 *2(,=4 =6=,=3 24*3,*3 8286,(23 22*,4 8=4,8=(..2( *2=2,)8 263,= *64,=42 *624,2( *(86,34* 3=,)*83..23 =6(,* ?284,=2 *2(8,664 36,(=3 ()),=8 ****,4)(..2 ((4,33 ?**,2= 3,(24 ?2(6,)2 ?42(,4 *428,=(==..2= 246,28 ?**44,=8 84=,622 ?**=6,2)8 ?*238,62 **2,(=3
6..26 ?2,*6 ?*(48,= ?8=,)33 ?2)86,(42 ?2)8*,8=( *6=2,448*)..8) ?264,2 ?*=6=,4= ?4**,== ?2=2*,)34 ?282,=)4 22)8,244**..8* ?42*,(6 ?2828,2( ?(6),223 ?8(23,*88 ?8866,3(3 234),64**..88 ?42*,(6 288(,62 ?(6),223 2(8),== 23(,23( ?84*3,*2
*2..84?264,2 *6)4,)6
?4**,== 2*22,2 22*),(8 ?24),)69B&@E-AB>
!?"*8..8( ?2,*6 *((*,)8 ?8=,)33 *6=8,** *66*,=3= ?2)4),=*
?8(23,*88*4..83 246,28 **(2,=6 84=,622 *6,=88 *28,)34 ?*24,4(*(..8 ((4,33 2),48 3,(24 *3)2,*(* *48(,(8 ?48,83(*3..8= =6(,* 24(,8 *2(8,664 *868,42 **2(,)26 4=,246
*..86 *2=2,)8 ?2=4,3( *64,=42 **3=,86* =8,=2 *(28,=2*=..4) *2(,=4 ?==4,36 24*3,*3 62),6** 4)8,*(6 2)8,8(8*6..4* 22(,*2 ?*(=,68 8*(6,63= 344,28( ?82,6)* 4)6(,*
2)..42 2*,3 ?28)(,=4 8==),434 82=,(2 ?()8,))= (462,*3
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Clculo de per=iles
Codn in=erior
-e calculara el cordn inferior por medio del criterio de traccin, re$isando dos
criterios para seleccionar el rea mnima.
rimer criterio, sedancia de la seccin total'
14199,898
0,9x ! =
14199,898
0,9x2530=
6,2362
2 7rea necesaria / 8,**=** cm2por perfil.
-egundo criterio, ruptura de la seccin neta'
9oeficiente de ruptura de cortante / ),=(
14199,898
0,75x 0,85x 4100=
5,4327 cm2
2= 2,7169cm
2por per"il
-e utiliza el rea ms desfa$orable, consultando la tabla de perfiles resulta
!4)x4x4)"
Dia*onales
Compresin: ?8(23.*88 0g
0raccin:384(.33* 0g
0 xL
r
K x L
r = *=)
1x2,33
r = *=)
@/ *.2644
-
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#c=180
$ x
2530
2,1x 106=1,9887
#c=1,9887>1,5 +ise%o elstico
Ccr/ ( 0,877#c2 )x !=561,9845
7rea/6345,661
0,85x 561,9845=13,28
2=6,6420 cm
2
-e escoge perfil 3&> x > x&>5?
ontantes
-e estudiaron los montantes a compresin.
K x L
r 200
1x1,65
r =130
r /1,65
130 1,2692cm
#c=130
% x
2530
2,1x 106 /*,48 D *,( rango inelstico
Ccr/ &S (0,658&S ' #c
2
)!
Ccr/*!),3(=*x *,48!2"" x 2(8) / *)( g1cm2
-
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-uponiendo perfil compacto.
5924,29
0,85x 1075=6,48
2=3,24 cm
2
-e escoge un perfil rea con 8,24 cm2y r/ *,2362 cm
-e genera un perfil de () x 4 x ().
Cordn superior
kxl
r
9on una longitud de L/*,28
0/*
9olocamos1x1,658
r / *8)
r/*,2 cm de radio de giro
@ango
#c=130
% x
2530
2,1x 106=1,43
-
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-e Escoge el erfil !3(x3x3("
9on los resultados de los perfiles obtenidos se prueban los mismos al dise%o en
el -oftFare para modelado estructural sap 2))) $* donde y se $erifica las
solicitaciones :l tener los perfiles y $erificar que no fallan se recalcula el peso de la
estructura con los perfiles para $er cual es la nue$a carga permanente y de esta
forma iterar disminuyendo el perfil de la estructura debido a la menor solicitacion
de peso y asi adecar el perfil .
Luego de iterar y re$isar dieron los siguientes perfiles
9ordon superior 3(x3x3( 9ordon inferior 4)x4x4) &ontantes ()x4x()
+iagonales 3(x(x3(
-ar*o de soldadura en per=iles
Cordn superior
Per=il &>x&x&>
-olicitacin' *82*,)3g
;ama%o mximo/3mm
;ama%o inferior/8mm
+imetro utilizado 4mm
u/*82*,)3g
-
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()=2,828
L)=13271,076 kg
535,51=24,69 cm25cm
L1= 246,5
x (6,51,75 )=17,53 cm
L2=24
6,5x1,75=6,5cm
Cordn in=erior:
Per=il 7%x7x7%
-olicitacin' *4*66,=6=g
;ama%o mximo/4mm
;ama%o inferior/8mm
+imetro utilizado 4mm
u/*4*66,=6=g
()=2,828
L)=14199,898 kg535,51
=26,51 cm27cm
L1=27
4x (41,12 )=19,44 cm
L2=27
4x1,12=7.56cm
ontantes
Per=il >%x7x>%
-olicitacin' (624,*6g
;ama%o mximo/4mm
;ama%o inferior/8mm
+imetro utilizado 4mm
-
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u/(624,*6g
()=2,828
L)=5924,179 kg
535,51=11,0625 cm
L1=11
4x (51,36 )=8,008 cm
L2=11
5x1,36=2,992 cm
Dia*onales
Per=il &>x>x&>
-olicitacin' 384(,33*g
;ama%o mximo/3 mm
;ama%o inferior/8 mm
+imetro utilizado ( mm
u/ 384(,33*g
()=20,70x5mm=3,535mm
L)=6345,661kg
671,2965=9,45cm
L1=10
6,5x (6,51,80 )=7,23cm
L2=10
5x1,80=2,76cm
C.-C!-O DE CAR0E-AS
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A? .rea a x anc@o de la cartela x (>%2 !),)8*2( m2.),))= m.=()".2/8'9$>B*
/? .rea b x anc@o de la cartela x (>%2 !),)442 m2.),))=m.=()".2/>'& B*
C? .rea c x anc@o de la cartela x (>%2 !),*428 m2.),))=
m.=()".*/'98&77 B*D? .rea d x anc@o de la cartela x (>%2 !),*4 m2.),))= m.=()".*/'(9$ B*E? .rea c x anc@o de la cartela x (>%2!),)=( m2.),))= m.=()".*=/9'9#
B*
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24(=,4(
pesoinicial
(4*8,3(g
peso =inal 24(=,4(
@educcion de peso con respecto al peso inicial (4,(= G del peso inicial.
Conclusin
Se debe destacar que el clculo iterativo de los elementos de unaarmadura a traves de la frmula del primero peso de la misma es muy
conservadora, ya que al calcular el peso de la estructura nal, dio un
54,58% del peso inicialmente sealado por la frmula
Se puede apresiar la diferencia de ma!nitudes entre el peso de la
estructura y el viento, ya que las fuer"as !eneradas por este ultimo son
muc#o mayores que la car!a permanente
$ lo lar!o de este proyecto fue posible apreciar la !ran utilidad de
softares de analisis estructural, como &'$(S y S$) 2*** v + el cual el
proceso iterativo es mas sencillo y se!uro
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Se renoce el cambio de peso al peso inicial ya que si conse!uimos
optimi"ar la estructura optimi"aremos tiempo y costos en la
construccion