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MEJORAMIENTO Y EQUIPAMIENTO DE LA CADENA PRODUCTIVA DE PESCADO Y
MARISCOSEN LA REGION MOQUEGUA
MEMORIA DE CALCULO
MEMORIA DE CLCULO - COBERTURA
1 ANTECEDENTESEl presente proyecto se efecta con la finalidad de
sustentar la concepcin estructural y
compatibilizar los clculos efectuados con el reglamento de
edificaciones vigente cargas
( E.020), sismo resistente (E.030) y diseo en acero (E-090),esta
norma tiene alcance al
diseo, fabricacin y montaje de estructuras metlicas bajo la
concepcin del mtodo
de factores de carga y resistencia (LRFD).
La cobertura planteada es una estructura destinada a cubrir un
rea aproximadamente de
180 m2, siendo este un conjunto de elementos resistentes capaz
de mantener sus formas
y cualidades a frente a los esfuerzos a los que sern sometidos
durante la construccin y
el periodo de vida til previsto en el proyecto.
Para analizar apropiadamente una estructura, deben hacerse
ciertas idealizaciones sobre
cmo estn soportados y conectados los distintos elementos entre
s. Una vez que se haya
determinado esto y se han especificado las cargas, las fuerzas
en los elementos y sus
desplazamientos pueden encontrarse bien utilizando la teora de
la mecnica estructural
aplicada directamente sobre la estructura idealizada.2
MODELAMIENTO ESTRUCTURAL2.1 GENERALIDADES
Se utiliz para el modelamiento estructural como herramienta de
clculo el Software
SAP2000 V16. (Demo)
El siguiente modelo consta de un sistema a base de armadura
compuesta, de
secciones rectangulares a base de ngulos creando secciones de
inercias que
contribuyen de manera directa a buena resistencia de los mismos,
idealizando el
modelo de la forma ms real posible.
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La separacin promedio entre tijerales es de 1.82, las mismas que
sern unidas por
largueros. Cuya finalidad es armar en forma diagonal a las
armaduras y viguetas
proporcionando estabilidad a la estructura mediante los
arriostres.
La predisposicin de los apoyos ser de uno fijo y otro mvil y se
ubicaran sobre base
(Vigas Collar de la infraestructura).
Por otro lado se propone cierto tipo de cargas (muerta, viva,
viento y sismo),
adicionalmente se debe tener en cuenta la carga de temperatura
originada por la
dilatacin trmica de elementos estructurales que conforma una
armadura, debido a
que los metales sufren dilatacin por efecto del calor y
acortamiento por accin del
frio, que significa que los efectos trmicos ocasionan daos a la
estructura.
2.2 CONCEPCIN ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS
2.2.1 TIJERAL DE 3X6X3mmConsta de una seccin rectangular (3x6)
como elementos principales (Brida,
diagonales y montantes) a distancias a ejes de nudos a 1.82
ml.
Fig. 01
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Fig. 02
2.2.2 LARGUERO DE 1.5X1.5X2mmLa seccin compuesta por una seccin
rectangular de (1.5x1.5x2.00mm)
Fig.03
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MEMORIA DE CALCULO
Fig.04(vista en 3D de la Cobertura
2.3 MATERIALES
2.3.1 Acero Estructural- Para las estructuras metlicas se toma
en cuenta la Norma E-090
- Acero segn Norma ASTM-A36
- Esfuerzo de flexin Fb = 0.60 Fy
- Esfuerzo de corte Fv = 0.40 Fy
- Esfuerzo en compresink(l/r)Cc Fa = 12/23 (2)E/(kl/r) 2
F.S = 1.67 columna corta
F.S = 1.92 columna larga
- Esfuerzo en traccin Ft = 0.45 Fy- Mdulo de elasticidad E = 2.1
x 106 kg/cm2
- Relacin de Poisson =0.25 a 0.33
- Densidad especifica Pe = 7850 kg/cm3
- Resistencia soldadura Fw = 70.7 ws (ws en mm) kg/cm2
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2.3.2 Aluzinc- Resistencia a la traccin
Esfuerzo mximo EM=352.60 kg/cm2
Esfuerzo a la rotura ER=277.00 kg/cm2
- Resistencia a la Flexin
Mdulo de Elasticidad E=52948 kg/cm2
Esfuerzo a la flexin EF=52948 kg/cm2
Resistencia a la flexin RF=52948 kg/cm2
- Peso especfico Pe=0.78gr/cm3
2.4 CARGAS
2.4.1 CARGAS MUERTAS.El peso propio de los vigas curvos, cerchas
y viguetas de celosa, son
directamente sumidos por el programa SAP2000 V 14.0 (Demo)
debido a la
eleccin de los perfiles y/o tubos elegidos para su configuracin
estructural de
bridas superiores, inferiores, diagonales y montantes, adems de
las cargas
producidas por peso propio se debe considerar la carga muerta
producto del
material a instalarse en la cobertura de techo, la cual deber
ser liviana.
El peso propio de la cobertura segn la tabla de pesos de
policarbonato de 8mm.
Peso de Elementos =(Metrado por el programa) kg/m2
Peso de Pernos y Anclajes = 10kg/m2
2.4.2 CARGAS VIVASSi bien es cierto como se trata de una
estructura bastante alta no se espera que se
tengan cargas vivas considerables, pero si se deben de
considerar cargas vivas
producidas por operaciones de mantenimiento y montaje al momento
de la misma
construccin.
Carga viva de montaje = 50 kg/m2
2.4.3 CARGAS DE VIENTOLa estructura, los elementos de cierre y
los componentes exteriores de todas las
Edificaciones expuestas a la accin del viento, sern diseadas
para resistir las
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cargas (Presiones y/o succiones) exteriores e interiores debidas
al viento,
suponiendo que este acta en dos direcciones horizontales
perpendiculares entre
s. En la estructura la ocurrencia de presiones y/o succiones
exteriores sern
consideradas simultneamente.
Velocidad del viento en CHEN CHEN es de 45 Km/h. (segn el mapa
elico).
2.4.3.1 VELOCIDAD DE DISEOLa velocidad de diseo del viento hasta
10m de altura ser la velocidad mxima
adecuada a la zona de ubicacin de la edificacin pero no menos de
75Km/h. La
velocidad de diseo del viento en cada altura de la edificacin se
obtendr de la
siguiente expresin:
Vh = V (h/10)0.22
Dnde:
Vh = Es la velocidad de diseo en la altura h, en Km/h.
V = Es la velocidad de diseo hasta 10m de altura en Km/h.
h = Es la altura sobre el terreno en metros.
Carga de viento = 15 kg/m2 (presin asumida para velocidades
menores a 75
km/h)
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MAPA EOLICO DEL PERU VELOCIDAD DEL VIENTO
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2.4.4 CARGAS DE SISMO.
Tomando en consideracin los factores y parmetros establecidos en
la norma
Sismo resistente E030 se elabor el espectro inelstico de seudo
aceleraciones.
La edificacin es una estructura de acero por lo que su factor de
reduccin es de
9.5 y considerando que es una estructura irregular se asume con
3/4R se ha
definido se ha definido como R= 7.125
El factor de aceleracin mxima (Z) para Moquegua es de 0.4 que se
interpreta
como la aceleracin mxima del terreno con una probabilidad de 10%
de ser
excedida en 50 aos.
Se ha considerado para el diseo que es un suelo intermedio
teniendo los
siguientes parmetros para el anlisis ssmico.
ESPECTRO DE DISEO
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5
ACEL
.ESP
ECTR
AL
ZUSC
*g/R
m
/s2
PERIODO T(SEG)
ESPECTRO INELASTICO DE ACELERACIONES NTE E030
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3 ANALISIS DE LA ESTRUCTURA3.1 ANALISIS DINAMICO
Para evaluar la estructura es necesario analizarla ante una
carga dinmica como lo es un
movimiento ssmico, para esto necesitamos someterla ante una
aceleracin.
La Norma Sismo resistente considera dentro del anlisis dinmico
dos tipos uno es el de
anlisis Modal Espectral y el Anlisis Tiempo Historia
Los periodos naturales y modos de vibracin son hallados por un
procedimiento que
considera las caractersticas de rigidez y la distribucin de
masas en la estructura.
La combinacin de la aceleracin espectral y los modos de vibracin
nos da como
resultado el anlisis modal espectral que es uno de los anlisis
que la Norma Sismo
resistente establece para el estudio de estructuras
3.2 PRINCIPIOS DE DISEO
El diseo est basado en el mtodo LRFD que tiene como antecedente
para los factores de
incremento de las cargas, los valores dados en 1997 por los
estndares ANSI. Dichos
factores estn relacionados con el tipo de carga y en especial
con la combinacin de carga
a considerar.
Las combinaciones de carga a emplear son las siguientes:
U = 1.4 D
U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr S R)
U = 1.2 D + 1.6 (Lr S R) + (0.5L 0.8 W)
U = 1.2 D + 1.3 W + 0.5 L + 0.5 (Lr S R)
U = 1.2 D 1.0 E + 0.5 L +0.2 S
U = 0.9 D (1.3 W 1.0E)
La resistencia requerida de la estructura y sus elementos debe
ser determinada para la
adecuada combinacin crtica de cargas factor izadas. Para la
aplicacin del mtodo
LRFD, las siguientes combinaciones deben tomarse en cuenta.
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4 RESULTADOS DE LA SIMULACION4.1 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA
MUERTA
4.2 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA VIVA
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4.3 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA VIENTO
4.4 DEFORMACION DE DEBIDO A CARGA DE SISMO
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4.5 DEFORMACION DE ESTRUCTURA CON ENVOLVENTE MAXIMA
4.6 DIAGRAMA DE MOMENTOS - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01
4.7 DIAGRAMA DE CORTANTES - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01
4.8 DIAGRAMA DE AXIALES - ENVOLVENTE (DISEO)- ARC01
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4.9 DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS DE LA ESTRUCTURA ENMETROS (m)
SENTIDODESPLASAMIENTO (m)
ALTURAH(m)
DRIFFTFACTOR DEREDUCCION
DESP.ESTRUCTURA
DESP.MAX.PERMISIBLE
EJE Y 0.0027 5.2 0.000519 7.125 0.0028 0.01EJE X 0.0038 5.2
0.000731 7.125 0.0039 0.01
4.1 VERIFICACION DE DISEO DE ELEMENTOS
El mtodo de verificacin se basa en el cdigo LRFD (Load Resistant
Factors loads)
Mtodo de diseo por factores de carga o mtodo de la rotura. Los
elementos que
conforman la estructura se han planteado para que en o posible
los elementos trabajen
principalmente en traccin consecuentemente para evitar que
gobierne el diseo por
estabilidad o pandeo
Fuerzas criticas resistente por pandeo para miembros sometidos a
compresin
gcrcnc AFPPu , siendo 85.0c
Siendo crF el esfuerzo crtico por pandeo inelstico es:
FyFcr )658.0(2 Para 5.1
Y el esfuerzo critico por pandeo elstico es :
FyFc
cr )877.0
(2
Para 5.1c
En donde:
E
Fy
r
KLc )(
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RATIO (AISC-LRFD93)
TIJERAL METALICO 3X6X3mm
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TIJERAL METALICO 3X6X3mm
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La estructura se ha sometido la estructura a las cargas
consideradas en el RNE E.090 y
el cdigo LRFD teniendo un esfuerzo absorbidos por los elementos
estructurales. Dado
los resultados de puede considerar que la estructura es estable,
para ello se ha reforzado
con apoyos adicionales de un tubo de mayor dimetro distribuyendo
as la carga, as como
la adicin de elementos de arriostre.
Los esfuerzos de compresin que estn sometidos los elementos
principales son
inferiores al esfuerzo critico por pandeo inelstico lo cual
significa que estos elementos
soportaran las cargas actuantes.
Se ha considerado que en la conformacin de la estructura se han
empleado los
procedimientos y consideraciones tcnicas mnimas como es en el
caso de la soldadura
para la conexin de las piezas as como una adecuada inspeccin a
lo largo del
procedimiento constructivo. De la misma manera se debe
considerar un mantenimiento
permanente de la estructura ya que de ello depende su
estabilidad y periodo de utilidad.