Calculo de Cargas

TINGLADO CANCHA POLIFUNCIONAL

PERFILES UTILIZADOS:

CORREAS

PERFILES COST 100X50X15x4

PERFILES EXTERIORES

PERFILES COST 100X50X15x4

PERFILES DE ENTRAMADOS

PERFILES aisiC 70x50x4

Dimensiones en cm

CALCULO DE CARGAS.-

Nota: la cargas que se calculan a continuación serán en kg/m, ya que para el

simulador RAM advance, la cargas deben introducirse en metro lineal.

CUBIERTA

Área total

At = [(12.4) + (12.4)] * 24. m = 595.2 m²

Área calamina

1.5 m * 4.2 m = 6.3 m²

Numero de calaminas

Nº calaminas = área total / área calaminas

Nº calaminas = 595 m² / 6.3 m²

Nº calaminas = 94.44 osea 95 calaminas

Peso de la cubierta:

Peso 1 Calamina: 15 kg

Peso total = Nº de calaminas * peso de 1 calamina

Peso total = 15 Kg*95 cal

Peso total = 1425 Kg/24m

=59.4= 60Kg/m

CARGAS MUERTAS.-

Las cargas muertas son cargas de magnitud constante permanecen fijas en

un mismo lugar. Estas son el peso propio de la estructura y otras cargas

permanentemente unidas a ella.

Para diseñar una estructura es necesario estimar los pesos o cargas

muertas de sus componentes.

CD = peso cubierta + peso accesorios (focos, letreros, etc)

Peso accesorios asumo 200 kg por que cuenta con varios pesos en

iluminación, pernos, etc.

CARGAS VIVAS.-

Las cargas vivas son aquellas que pueden cambiar de lugar y magnitud.

SOBRECARGA DE MONTAJE.-

Sobrecarga de montaje + obreros = 400kg/24= 16.66 kg/m

CARGA DE VIENTO.-

La presión de viento tiene las siguientes características:

Velocidad del viento en Cochabamba es v = 80 km/h. (23 m/s).

(Km/h

)

Vel. Pres.

(m/s) (Kg/m2)

80 22 30

Resultado=

30(Kg/

m2)

Carga de viento (CW) = 30kg/m²

Para tener carga solamente Kg :

30 kg/m² x 595.2 m²= 17856 Kg/24m

=744Kg/m

Coeficiente de forma:

Se tomaran los valores del caso b de la norma, es decir presión y succion en el

techo del tinglado.

Para la pendiente superior de la cubierta el angulo de inclinación es de 16°, por lo

que se tomara un valor de coeficiente de forma de 0.8 al lado de presión y 0 al

lado de succion, lo cual indica que no habrá succion al lado opuesto al viento.

CW= 0.8*744Kg/m= 595 Kg/m

Para la pendiente inferior de la cubierta el angulo de inclinación es de 48° por lo

que se tomara un valor de coeficiente de forma de 0.5 al lado de presión y 0.4 al

lado de succion.

CWp=0.5*744Kg/m= 372Kg/m=370 Kg/m

CWs= 0.4*744Kg/m= 297.6 =300Kg/m

FACTORES DE CARGA.-

Cálculos con las formulas del Libro diseño de estructuras de acero método

LRFD, McCormac.

El propósito de los factores de carga es incrementar las cargas para tomar

en cuenta las incertidumbres implicadas al estimar las magnitudes de las cargas

vivas y muertas.

Usando las formulas de combinaciones de carga del manual LRFD pg. 54

Datos:

Ccub: Carga muerta de cubierta = 60 kg/m

Caux: Carga de accesorios Auxiliares = 8.3 kg/m

Cmont: Carga viva o de montaje = 16.66 kg/m

CLL: Carga de lluvia = 0 kg/m

CW: Carga de viento = 744Kg/m

Pu = 1.2*Ccub+1.2*Caux

Pu = 1,2* 60+1,2*8.33

Pu = 1.2*Ccub+ 1.2* Caux+ 1.3*CW

Pu = 1.2*60+1.2*8.3+1.3*744

Pu = 1.2*Ccub + 1.6* Cmont

Pu =1.2*60+1.6*16.66

Utilizando la combinación de carga (Pu) se realizará el análisis estructural.

Para hacer la comprobación de los miembros mas críticos, se deben sacar las

areas de los perfiles aiciC 70x50x4 y el area de los perfiles Cost 100x50x15x4.

Para calcular el área transversal

del perfil aisiC:

Area total= 2*(50x4)+(70x4)+2*(8π - 4 π)= 314 mm2

Perfil Cost:

Area total = 2*(50x4)+(70x4)+4*(8π - 4 π)+ 2*(15x4)= 1411 mm2

RESULATADOS DEL ANALISIS

Debido a que en el simulador casi todos los elementos presentan fallas, se hara el

análisis de los miembros que están sometidos a mayor carga y que tienen mayor

deformación con respecto a su longitud.

El simulador toma en cuenta varios parámetros por los cuales tiene un coeficiente

de seguridad muy grande. Si se hace el análisis correcto podremos ver y

comprobar que los elementos que supuestamente están en falla son los

adecuados calculando las resistencias de diseño.

Resultados del Análisis

Reacciones__________________________________________________________________________________________________________________________

Direcciones de fuerzas y momentos positivos

Fuerzas [Ton] Momentos [Ton*m] Nudo FX FY FZ MX MY MZ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estado comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SUM 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Esfuerzos en miembros en estaciones fijas__________________________________________________________________________________________________________________________

ESTADO comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2CauxM33 V2 M22 V3 Axial Torsión

[Ton*m] [Ton] [Ton*m] [Ton] [Ton] [Ton*m]

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 3300% 0.00 0.02 -0.07 2.05 -20.14 0.0025% 0.00 -0.01 0.54 1.03 -13.77 0.0050% 0.00 0.00 -0.39 -5.10 -13.25 0.0075% 0.00 0.00 -0.41 -6.59 -12.68 0.00100% 0.00 0.00 -0.30 -5.37 -1.31 0.00

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Máximos esfuerzos en miembros__________________________________________________________________________________________________________________________

Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2CauxAxial Corte V2 Corte V3 Torsión M22 M33[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m] [Ton*m]

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 330Max -1.04 0.02 3.30 0.00 4.02 0.00Min -20.41 -0.01 -7.20 0.00 -3.41 0.00

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tensiones en miembros__________________________________________________________________________________________________________________________

Ubicación de fibras con máximos esfuerzos a flexión

ESTADO : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux Flexión

Estación Axial Corte V2 Corte V3 2-Pos 2-Neg 3-Pos3-Neg

[Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2][Ton/cm2]

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 3300% -2.48 0.01 0.87 0.00 0.00 0.95-0.4925% -1.70 0.00 0.44 -0.01 0.01 -7.253.7650% -1.63 0.00 2.16 0.00 0.00 5.17-2.6875% -1.56 0.00 2.79 0.00 0.00 5.46-2.83100% -0.16 0.00 2.27 0.00 0.00 4.04-2.09

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Fuerzas en extremo de miembros__________________________________________________________________________________________________________________________Notas.- Axial: Fuerzas axiales

V2: Fuerza de corte en 2V3: Fuerza de corte en 3Torsión: Momento de torsiónM22: Momentos flectores 2M33: Momentos flectores 3

ESTADO: comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

Miembro Extremo Axial V2 V3 Torsión M22 M33[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m]

[Ton*m]

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------330 NJ: 335 -20.13931 0.02034 2.04838 -0.00001 -0.071190.00112330 NK: 328 -1.30986 -0.00006 -5.37401 0.00000 -0.301380.00000

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Fuerzas internas en placas__________________________________________________________________________________________________________________________Notas.- F11 es la fuerza paralela al eje local 1

F33 es la fuerza axial paralela al eje local 3F13 es la fuerza cortante en el plano de la placaM33 es flexión alrededor del eje local 3M11 es flexión alrededor del eje local 1M13 es el momento de alabeoV12 y V23 son las fuerzas cortantes transversales

Vea gráficamente los ejes locales de placas

CALCULO DE RESISTENCIA DE DISEÑO

KL/r 50Fy 36 KSIAREA PERFIL Cost 100x50x15x4

1,8 plg2

carga de compresion 44,1 Klbλc 0,56Fcr 31,57Pu 75,13

KlbΦc 0,85


Reacciones__________________________________________________________________________________________________________________________




-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SUM 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Esfuerzos en miembros en estaciones fijas

__________________________________________________________________________________________________________________________

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 10% 0.00 0.00 1.05 -0.72 5.67 0.0025% -0.01 0.00 0.41 -0.71 5.68 0.0050% -0.01 0.00 -0.22 -0.70 5.69 0.0075% -0.01 0.00 -0.84 -0.69 5.70 0.00100% -0.02 0.00 0.11 1.07 12.43 0.00

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 1Max 12.43 0.00 1.07 0.00 1.05 0.00Min 5.67 0.00 -0.72 0.00 -1.05 -0.02

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deflexiones locales en miembros__________________________________________________________________________________________________________________________

Definiciones utilizadas

Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estación Eje 1 Eje 2 Eje 3 Rotación11 Defl. (2) Defl. (3)

[cm] [cm] [cm] [Rad] [cm] [cm]

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 10% -0.925 0.166 1.187 0.00222 - -25% -0.895 0.253 -6.534 0.00335 0.03833 (L/9333) 0.62946 (L/568)50% -0.864 0.323 -20.869 0.00448 0.05995 (L/5966) -5.35423 (L/67)75% -0.833 0.363 -31.757 0.00561 0.05161 (L/6931) -7.89205 (L/45)100% -0.779 0.359 -32.216 0.00585 - -

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


V2: Fuerza de corte en 2

V3: Fuerza de corte en 3Torsión: Momento de torsiónM22: Momentos flectores 2M33: Momentos flectores 3


Miembro Extremo Axial V2 V3 Torsión M22 M33[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m]

[Ton*m]

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 NJ: 1 5.66957 0.00459 -0.71956 0.00005 1.05329 -

0.001071 NK: 2 12.42516 0.00038 1.06977 -0.00001 0.10960 -

0.01584

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


F33 es la fuerza axial paralela al eje local 3F13 es la fuerza cortante en el plano de la placaM33 es flexión alrededor del eje local 3M11 es flexión alrededor del eje local 1M13 es el momento de alabeoV12 y V23 son las fuerzas cortantes transversalesVea gráficamente los ejes locales de placas


KL/r 50Fy 36 KSIAREA PERFIL Cost 100x50x15x4

2.8 plg2

carga de compresion 27,55 Klbλc 0,56Fcr 31,57Pu 75,13 KlbΦc 0,85


Reacciones__________________________________________________________________________________________________________________________




-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SUM 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000

Esfuerzos en miembros en estaciones fijas__________________________________________________________________________________________________________________________



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 4110% 0.00 0.00 0.16 -0.77 -0.12 0.0025% 0.00 0.00 0.00 -0.77 -0.12 0.0050% 0.00 0.00 -0.17 -0.77 -0.12 0.0075% 0.00 0.00 -0.34 -0.77 -0.12 0.00100% 0.00 0.00 -0.50 -0.77 -0.11 0.00

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 411Max -0.11 0.00 -0.77 0.00 0.16 0.00Min -0.12 0.00 -0.77 0.00 -0.50 0.00

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deflexiones locales en miembros__________________________________________________________________________________________________________________________

Definiciones utilizadas

Estado : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Estación Eje 1 Eje 2 Eje 3 Rotación11 Defl. (2) Defl. (3)

[cm] [cm] [cm] [Rad] [cm] [cm]

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 4110% -19.123 0.000 -4.691 0.00000 - -25% -19.123 0.000 -9.674 0.00000 - -0.46706 (L/186)50% -19.124 0.000 -14.647 0.00000 - -0.92407 (L/94)75% -19.124 0.000 -19.158 0.00000 - -0.91904 (L/94)100% -19.124 0.000 -22.755 0.00000 - -

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tensiones en miembros__________________________________________________________________________________________________________________________

Ubicación de fibras con máximos esfuerzos a flexión

ESTADO : comb2=1.2CM+1.3Cvi+1.2Caux Flexión

Estación Axial Corte V2 Corte V3 2-Pos 2-Neg 3-Pos3-Neg

[Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2] [Ton/cm2][Ton/cm2]

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------MIEMBRO 4110% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 -5.232.4225% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 0.12-0.0650% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 5.47-2.5375% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 10.83-5.01100% -0.02 0.00 0.45 0.00 0.00 16.18-7.48

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


V2: Fuerza de corte en 2V3: Fuerza de corte en 3Torsión: Momento de torsiónM22: Momentos flectores 2M33: Momentos flectores 3


Miembro Extremo Axial V2 V3 Torsión M22 M33

[Ton] [Ton] [Ton] [Ton*m] [Ton*m][Ton*m]

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------411 NJ: 447 -0.12378 0.00000 -0.76589 0.00000 0.162490.00000411 NK: 434 -0.11447 0.00000 -0.76591 0.00000 -0.502270.00000

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


F33 es la fuerza axial paralela al eje local 3F13 es la fuerza cortante en el plano de la placaM33 es flexión alrededor del eje local 3M11 es flexión alrededor del eje local 1M13 es el momento de alabeoV12 y V23 son las fuerzas cortantes transversalesVea gráficamente los ejes locales de placas


KL/r 50

Fy 36

AREA PERFIL aisiC

70x50x4

0,5 plg2

carga de compresion 0,271 Klb

λc 0,56

Fcr 31,57

Pu 13,41 Klb

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Calculo de Cargas