SECCION A. DISEÑO DE CORREAS A.6.1. PREDIMENSIONAMIENTO En esta sección definiremos, de manera general, la geometría de nuestra estructura y cada una de las medidas que han de considerarse para la realización de los cálculos que se mostraran posteriormente. A.6.1.1. GEOMETRIA EN PLANTA A REA= CANCH A FUTB OL + ACCESO S + G RADER IO Línea eje de columnas Longitud del volado = 1.60 = 1.20 Ancho= 56.8 m Longitud= 76.8 m e= 0.55 m. = 1.20 m. CAPITULO 06 MEMORIA DE CÁLCULO N= 8 = 11.00 m.
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SECCION A. DISEÑO DE CORREAS
A.6.1. PREDIMENSIONAMIENTO
En esta sección definiremos, de manera general, la geometría de nuestra estructura y cada una de las medidas que han de considerarse para la realización de los cálculos que se mostraran posteriormente.
A.6.1.1. GEOMETRIA EN PLANTA
Nomenclatura:e= espacio entre borde del área de la cancha y el eje de columna.LVC= Longitud de volado lateral desde el eje de columna.LVBC= Longitud de volado lateral desde borde externo de columna.LVFEC= Longitud de volado frontal desde el eje de columna.la= espacio entre tijerales.N= número de tijerales
AREA= CANCHA FUTBOL + ACCESOS + GRADERIO
Línea eje de columnas
Longitud del volado
LVC= 1.60
LSCC= 1.20
Ancho= 56.8 m.
Longitud= 76.8 m.
e= 0.55 m.
LFCBV= 1.20 m.
CAPITULO 06
MEMORIA DE CÁLCULO
N= 8
la= 11.00 m.
A.6.1.2. GEOMETRIA EN ELEVACION.
A.6.1.3. GEOMETRIA DE LA CUBIERTA
a) Calamina de zinc
Elegiremos una calamina Acanalada de Onda Estándar-Zincalum, con las siguientes características (ver Anexo.01.):
Ancho normal = 935 mm. = 93.5 cm. Ancho útil = 842 mm. = 84.2 cm. Traslape en el ancho = 83 mm. = 9.3 cm. Largo normal = 4000 mm. = 4.00 m. Largo útil = 380 mm. = 3.80 m. Traslape en el largo = 200 mm. = 20 cm. Espesor = 0.50 mm. Peso propio = 4.46 kg/m2. Superficie útil (m2 útil/plancha)= 0.842 x 3.80 = 3.20 m2/plancha.
Ancho= 57.9 m.
Altura= 12.0 m.
38.8 m.
9.0 m.
9.0 m.
Ancho= 61.2 m.
b) Numero de calaminas y espaciamientos entre correas.
Para calcular un número exacto de calaminas y cuyo emplazamiento sea compatible con la longitud inclinada de nuestro tijeral se ha procedido a plantear la siguiente formula:
n.Lc - (n - 1 ) . Lt = Li
Dónde:n= número de calaminas.Lc= longitud de la calamina.Lt= longitud del traslape.Li= longitud inclinada, cuyo valor será tanteado y chequeado con la pendiente con la que esta se produce.
Primero calcularemos una longitud inclinada para una pendiente de 20%, que nos resultara:
Li= √30.62 + (30.6 x 0.20 )2 = 31.2m
Y el número de calaminas que nos saldrá será de: n= 8.16 calaminas
Esto nos da una idea de cómo empezar nuestro primer tanteo.
Tanteo N°01. n= 8.5, 8.5 x 4.00 - (8.5 - 1 ) x 0.20 = 32.5 m = Li y mi pendiente sera de:
%P =[√32.52 - 30.6 2
30.6 ]x 100 = 35.78%
Lo que excede mi rango de pendientes, así que haremos un segundo tanteo.
Tanteo N°02. n= 8.25, 8.25 x 4.00 - (8.25 - 1 ) x 0.20 = 31.55 m = Li y mi pendiente sera de:
%P =[√31.552 - 30.6 2
30.6 ]x 100 = 25.11%
Y esto está dentro de mi rango de pendientes por lo que nos quedamos con este valor.
Ingresar número de calaminas “n”
NUMERO DECALAMINAS (n)
Conclusión:
En definitiva para nuestros cálculos optaremos por un traslape de 20 cm, una longitud de calamina de 4.00 m y una pendiente del tijeral de 25.11%. En lo que se refiere al número de calaminas que el cálculo nos ha dado un muero entero de 8 calaminas y en la parte final se manejara una cierta longitud (ver planos) más un adicional de 0.12m correspondiente a la cobertura (no incluida en las dimensiones del tijeral).
3.6 m
0.20 m4.00 m
1.27 m
3.80 m
A.6.1.4. POBLACIÓN DE DISEÑO:
De acuerdo a la formula dada por el docente se calcula la población de diseño:
POBLACIÓN = 2250+ N2
Para: N= 21POBLACIÓN = 2691 Hab.
A.6.1.5. ENTRADAS Y SALIDAS DE EMERGENCIA:
Se calculará de acuerdo a lo especificado en el Reglamento Nacional de Edificaciones, el cual recomienda la siguiente fórmula:
ANCHO DE VANOS=# POBLACIÓNtiempo de desalojo (120s )*velocidad (1 m/s)
ANCHO DE VANOS=2691120s*1 m/s
ANCHO DE VANOS = 22.43 m
Considerando 4 salidas de emergencia:
ANCHO DE C/VANO=22.434
ANCHO DE C/VANO=5.60m
Pero esta medida ha de ser múltiplo de 0.60 m, por lo que optaremos por un:
ANCHO DE C/VANO= 6.00 m
A.6.1.6. DISEÑO DE LA LOSA DEPORTIVA:
La losa deportiva será diseñada para albergar los eventos deportivos más importantes, como son el FUTSAL, BOLEY, BALONCESTO, entre otros.
Considerando las dimensiones mínimas para un campo de FUTSAL que es de 42m de largo por 22m de ancho.
Considerando 1m alrededor de todo el campo.
Considerando 2m. Para la zona de suplentes y control de tiempo en un solo costado del polideportivo.
Se debe dejar 6 metros para barandales y circulación de los espectadores (pasajes de circulación mínimo de 1.2m).
Sumando todas las longitudes anteriores obtenemos:
ANCHO=22m +1m * 2+2m +6m *2
ANCHO=38 m
LARGO =42m +2m*2 +6m *2
LARGO =58 m
A.6.1.5. DISEÑO DE PALCO O GRADERIOS:
Se construirán tribunas para un ancho mínimo del espectador de 0.60m, con una profundidad de 0.80m y una altura de 0.40m que cumple con lo especificado en el Reglamento Nacional de Edificaciones, norma A-100, en el Artículo 19.
Las puertas serán de 3.60m de altura por 6.00m de longitud y estarán ubicadas en cada uno de los vértices del polideportivo (4 SALIDAS DE EMERGENCIA). Se ha ubicado la puerta de Ingreso de forma adyacente a una salida de emergencia.
Se considerarán que los accesos hacia los palcos tendrán una longitud de 1.20m, además entre acceso y acceso deben caber un máximo de 16 espectadores.Considerando 4 tribunas: OCCIDENTE – ORIENTE, NORTE - SUR.
TRIBUNA ORIENTE - OCCIDENTE:
LONGITUD TOTAL: 2*50.02m=100.04m. LONGITUD NETA: 2*(50.02 – 6* 1.20)= 85.64m # DE ESPECTADORES = (85.64 /0.60) *11 = 1570.07 espectadores.
TRIBUNA NORTE - TRIBUNA SUR:
LONGITUD TOTAL: 2*30.01m.=60.02m. LONGITUD NETA: 2*(30.01– 4*1.20) = 50.42m. # DE ESPECTADORES = (50.42 /0.60)*11= 924.37 espectadores.
ESPECTADORES EN ESQUINAS
LONGITUD TOTAL= 2*10.64=21.28m. # DE ESPECTADORES = 4*(21.28 /0.60)*3= 425.60 espectadores
Según el mapa de Isotacas (anexo A), la velocidad de viento para Cajamarca será de:
Vdiseño = 40 K.P.HCalculamos la presión dinámica: q
q = 0.005 . v2 = 0.005 (40 )2 = 8 kg/ m2
Calculamos las presiones para el valor de la presión dinámica obtenida:
P1= 8 x (-0.94) = -7.52 kg/m2
P2= 8 x (-1.00) = -8.00 kg/m2
Para nuestro caso trabajaremos con la presión que cause los efectos más desfavorables, y que de nuestros resultados es:
P = - 8.00 kg/m2
Ahora transformamos a carga línea esta presión:
W = - 8 kg/m2 x 3.90 m W = - 31.2 kg/m
A.6.3. COMBINACIONES DE CARGA
Se debe considerar, para efectos del diseño estructural, la combinación de cargas que origine los mayores resultados, es decir la combinación que produzca la mayor solicitación a la estructura en general o al miembro en particular. Se debe encontrar la envolvente de esfuerzos internos, ya sea por flexión, corte, acciones normales, de tracción o compresión, así como de los esfuerzos combinados. Al mencionar esfuerzos en el método LRFD, se advierte no confundir con los llamados esfuerzos unitarios que se dan en el método ASD.
-7.52 kg/m2
.-8.00 kg/m2
.
Utilizaremos las siguientes combinaciones de carga
Formula
Combinación de cargaMáxima posibilidad de
carga en la vida útil de la estructura
C-A4.1 1.4 DCarga muerta D durante la construcción
C-A4.2 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (S ó Lr ó R) Carga viva L
C-A4.3 1.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) +(0.8 W ó 0.5 L) Carga en el techo
C-A4.4 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (Lr ó S ó R)Carga de viento W aditiva a la carga muerta
C-A4.5 1.2 D + 1.5 E + (0.5 L ó 0.2 S)Carga de sismo aditiva a la carga muerta
C-A4.6 0.9 D – (1.3 W ó 1.5 E)W ó E apuesta a la carga muerta
Para nuestro cálculo utilizaremos las siguientes combinaciones que se vuelven más específicas a nuestro caso:
Formula
Combinación de cargaMáxima posibilidad de
carga en la vida útil de la estructura
C-A4.1 1.4 DCarga muerta D durante la construcción
C-A4.2 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (S ó Lr ó R) Carga viva L
C-A4.3 1.2 D + 1.6 (Lr ó S ó R) +(0.8 W ó 0.5 L) Carga en el techo
C-A4.6 0.9 D – (1.3 W ó 1.5 E)W ó E apuesta a la carga muerta
Bueno reemplazando cada uno de nuestros datos obtenemos lo siguientes resultados para las combinaciones de carga elegidas:
1.4 D = 1.4 x (43.55) = 60.97 kg/m1.2 D + 1.6 L + 0.5 (0) = 1.2 x (43.55) + 1.6 x (114.0) + 0.5 x (0) = 234.66 kg/m1.2 D + 1.6 (0) + (0.5 L) = 1.2 x (43.55) +1.6 x (0) + 0.5 x (114.0) = 109.26 kg/m0.9 D – (1.3 W ó 1.5 E) = 0.9 x (43.55) – 1.3 x (- 31.2) = 79.75 kg/m
De estas combinaciones la que origina el mayor valor es la C-A4.2, y nuestro valor final para el diseño respectivo será:
Wu = 234.66 kg/m
A.6.4. CALCULO DE ESFUERZOS Y/O REACCIONES
El momento máximo estará dado por:
Mmáx =18
. (234.66 ) . (11)2 = 3549.20 kg-m
El cortante máximo estará dado por:
Vmáx =12
. (234.66 ) .(11) = 1290.62 kg-m
Por lo tanto: C = T
A.6.5. DISEÑO DE ELEMENTOS DE LA CORREA
A.6.5.1. DISEÑO DE LA BRIDA INFERIOR
C = T = 6390.44 kg
Y tendremos que: A = 2.90 cm2
Área de ∅ 5/8''= 1.98 cm2
Área de ∅ 3/4''= 2.85 cm2
Por tanto elegiremos para la brida inferior un diámetro de ∅ 3/4''
Mmáx =18
Wu . La2
Vmáx =12
Wu . La
C = T = M0.95 h
= 3549.20 0.95 x (0.60 )
= 6226.66 kg.
σ = ϕ . Fy = PA
0.85 x 2530kg/ cm2 = 6226.66 kgA
A.6.5.2. DISEÑO DE LA DIAGONAL
Probaremos con ∅ 3/4''
Vu = 1290.62 - 234.66 x 1.02
= 1173.29 kg
Calculamos el ángulo “”:
= arctg(0.500.60 ) = 39.806 °
Hallamos el valor de Fd:
Luego calculamos Ld
r = R2
=[34 (2.54) ] /2
2=0.476 cm
Ld
r =
K.lr
= 78.100.476
= 163.995
De las tablas en el Anexo B, tenemos que para K.l/r = 164.076:
De la verificación anterior concluimos que el perfil elegido tentativamente, en líneas anteriores, cumple con los requisitos de nuestro diseño por lo que para la brida superior optaremos por el perfil 2L 1 1/2 x 1 1/2 x 3/16
Calculamos el peso del reticulado total de la diagonal en su longitud total de 17.1825 metros.
Peso(L=17.1825 m.)=17.1825 m x 1.553 kg/m= 26.68 kg
Ahora calculamos los kilogramos por metro lineal para los 11 metros horizontales:
Peso/m= 26.68/11= 2.43 kg/m
a.3. Conector Ø5/8: 1.553 kg/m.
El peso a ambos lados de la correa de enlaces será: 2 x 3.73 x 1.553= 11.59 kg
Tomando áreas de influencia tendremos que A= 10.14 m2
3.73 m.
3.73 m.
3.80 m.
A
Entonces ahora el peso por metro lineal de correa será de: 11.59x3.80/10.14= 4.34 kg/m.
b. Peso de por metro lineal de las luminarias (Anexo 02)= 2.56 kg/m.
Por lo que nuestra nueva carga re recalculo para= correa + arriostres + luminaria tendrá un valor de: 22.629 kg/m.
ANEXOS
ANEXO 01. TABLA DE PESOS DE ACERO POR METRO LINEAL.
ANEXO 02. CALCULOS DE ILUMINACION DE LA PISTA CENTRAL
Dimensiones en planta: 26.00 X 46 m. Altura: 12.00 – 0.90 (nivel de trabajo) = 11.10 m. Factores de reflexión Techo de chapa 75% Paredes color oscuro 10% Fuente luminosa: Proyectores de 400W. Factor de mantenimiento (Fm):
La conservación y limpieza deben ser buenas por motivos higiénicos. Estimamos un factor de mantenimiento medio, del 60%. (Están incluidos depreciaciones de lámpara y factor de mantenimiento de instalación).
Relación de local:
Relación Local=A . Lh . (A+L )
=26 x 4611.10 x (26+46 )
Índice de local: Para una relación de local de 2.52 Þ índice de local = D. Coeficiente de utilización (Fu):
Para un índice de local “D” y factores de reflexión de paredes y techo de 10 y 75% respectivamente, el coeficiente de utilización es de 0.61.
Nivel de iluminación según el área (E): 500 lux Flujo luminoso necesario (ϕt):
ϕt =E . L . AFm . Fu
=500 x 26 x 460.60 x 0.61
=1633879.78 lm
Separación máxima entre luminarias: Sep. Máx. = 1.1 ´ h =7.87 m. Flujo luminoso unitario de la luminaria (ϕi): 31000 lm. Nº de luminarias(N):
N=ϕt
ϕi
=1633879.7831000
=52 luminarias
El peso de cada luminaria es de 15.5 kg, por lo que el peso total para el área en de la pista central (1196.00 m2) será de 806 kg. De aquí nuestro peso por metro lineal será de: 806 x 3.80/1196= 2.56 kg/m
ANEXO 03. CARACTERISTICAS DE LUMINARIAS EN SUSPENSION