DISEÑO 1

TO:

Memoria de CalculoEstructura Almacn de Nitrato

ANABI SACUNIDAD MINER ANAMA

PLANOS

GENERALESU-01 Ubicacin y Localizacin

ARQUITECTURAA-01 PlantaA-02 CortesA-03 ElevacionesA-04 Detalles (Falta)

CIVILESOC-01 CimentacionesOC-02 ColumnasOC-03 VigasOC-04 Estndares de estructuras de concreto

METALICASEM-01 Planta Techo, detallesEM-02 Coberturas Laterales, elevaciones, detallesEM-03 MarcosEM-04 Armadura y techoEM-05 Estndares de Estructuras Metlicas

INDICE

1.0GENERALIDADES31.1ALCANCE31.2CDIGOS Y ESTANDARES31.3DATOS CONSIDERADOS PARA EL ANLISIS Y DISEO31.4CONDICIONES DEL SUELO DE FUNDACIN31.5CASOS DE CARGA Y NOMENCLATURA31.6CARGAS Y COMBINACIONES42.0ANALISIS DEL LA ESTRUCTURA52.1GENERALIDADES52.2GEOMETRIA62.2ANALISIS ESTRUCTURAL72.2.1ANALISIS DEL TIJERAL PRINCIPAL132.2.2ANALISIS DEL TIJERAL SECUNDARIO212.2.3ASIGNACION DE CARGAS EN EL MODELO TRIDIMENSIONAL (TON)282.2.4ANALISIS DE COLUMNAS Y VIGAS322.2.5CERRAMIENTOS342.2.6DISEO DE CORREAS DE TECHO DE PLANCHA DOBLADA TIPO C342.2.7PLACA BASE39 1.0

1.0 GENERALIDADES1.1 ALCANCEEl alcance para este proyecto es el desarrollo de la ingeniera de detalle la cual comprende el diseo de una estructura metlica la cual se utilizara como almacn de donde se soportaran dos vigas carrileras en la cual correr un puente gra para la carga y descarga de sacos de Nitrato.1.2 CDIGOS Y ESTANDARESSe emplean los siguientes cdigos y estndares:RNE: Reglamento Nacional de Edificaciones:

NTE E020Norma Tcnica de Edificaciones - Cargas.NTE E030Norma Tcnica de Edificaciones - Diseo Sismo resistente. NTE E050Norma Tcnica de Edificaciones - Suelos y Cimentaciones.NTE E090Norma Tcnica de Edificaciones - Estructuras Metlicas.AISC - LRFD: Manual of Steel Construction AISCACI 318-05: Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary1.3 DATOS CONSIDERADOS PARA EL ANLISIS Y DISEOAcero EstructuralPeso especfico del acero.:7850Kgf/m3Planchas barras y perfiles.:ASTM A-36Pernos de Conexin.:A-325, 325-N, GRADO 5 O EQUIVALENTE.Pernos de Conexin (Elementos secundarios): A-307.Soldadura.:E-70xx, De AWS A5.1Esfuerzo de fluencia, Fy :2,530.00 kg/cm21.4 CONDICIONES DEL SUELO DE FUNDACINCapacidad de carga admisible del suelo para la condicin esttica:Ver Estudio de Suelos del proyecto1.5 CASOS DE CARGA Y NOMENCLATURAD :Carga Muerta debida al peso propio de los elementos.L:Carga Viva debido al mobiliario y ocupantes.Lr:Carga Viva en las azoteasS:Carga de nieve.E:Carga de Sismo de acuerdo a la norma E.030 Diseo Sismorresistente.W:Carga de viento.

2.0

2.0 ANALISIS DEL LA ESTRUCTURA2.1 GENERALIDADESPara el anlisis de la estructura se usa el programa SAP 2000. Se definen elementos unidimensionales a los que se les asigna propiedades del acero, como el mdulo de elasticidad E = 2000000 Kg/cm2, Coeficiente de poisson u = 0.30 y peso especfico 7850 Kg/m3La nave se analiza en tres dimensiones para las cargas indicadas en 2.2. El anlisis de la nave para cargas laterales y de gravedad se realiza considerando los arriostres laterales "Cruz"El anlisis de los tijerales de los ejes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 para cargas de gravedad se realiza sin considerar arriostres laterales.Modelo tridimensional de la Nave de Taller de Mantenimiento

2.1

2.2 GEOMETRIA DIMENSIONES BASICAS

VISTA FRONTAL

VISTA DE PLANTA

2.2 ANALISIS ESTRUCTURAL 2.2.1 ESTADOS SIMPLES DE CARGA

rea total de cobertura =450 mNumero de prticos =10Ancho Tributario=5.00 mlLongitud superior de Tijeral =12.80 mlNmero de correas =19.00Pendiente=33.30Nmero de nudos superiores=9.00Separacin de Correas =1.70 ml

2.2.2 CARGAS MUERTAS [ D ] (ver " LOAD 1 " en el modelo)PESO DE LA ESTRUCTURA METLICA MODELADAComputada automticamente por programa de resolucin esttica.Contingencias: Porcentaje de Varios 10%28.5tonCARGAS MUERTAS EN CUBIERTACobertura =3.35 kg/m2Peso correa ( sep. 1.25) =4.00 kg/m2Arriostramientos 1/2" =1.00 kg/m2Luminarias=2.00 kg/m2Peso propio del tijeral =34.00 Kg/m2

Total de carga =44.35 Kg/m2

Carga muerta mxima por nudo =376.98 kg

Separacin entre prticos 1-2=5.00m










Carga en nudo en tijeral extremo 1 =376.98kg

Carga en nudo en tijeral intermedio 2=376.98kg








Carga en nudo en tijeral extremo 10=339.28kg

CARGAS MUERTAS EN LATERALESCerramiento 10.00kg / mLargueros C 100 x 50 x 19 x 3 sep.: 1.20m5.00kg / mSistema de Lateral g' = 15.11kg / mSistema de Lateral adoptado g = 16.00kg / mSeparacin entre prticos=5.00mSeparacin entre parante-columna =5.00mCarga por metro lineal en columna extrema 116.00x2.25=36kg / mCarga por metro lineal en parantes 16.00x5.00=80kg / m

2.2.3 CARGAS VIVAS [ L ]

CARGA VIVA DE TECHODe acuerdo a los estndares de diseo, se estima una carga viva sobre techo ligero de calaminas:Carga viva L=30kg/m2Angulo Cubierta: =18.50 Carga viva por nudo=255 kg











2.2.4 CARGA DE NIEVE[ S ] De acuerdo a los estndares de diseo, se estima la carga nieve en dos condiciones:

1CONDICIONCarga de Nieve(Q)=40.00 kg/m2Carga de nieve a aplicar al modelo (Qt) x 0.8=32.00 kg/m2

Carga de nieve por nudo (S1) =272.00 kg Carga en nudo en tijeral extremo 1 =272.00kg










2CONDICION

Por ser L/2 6 , solo habr desbalance hacia la derecha.Carga de nieve a aplicar al modelo (Qt2) = Qt x 1.3 =41.60 kg

Carga de nieve por nudo derecho (S2) =353.60 kg











2.2.5 ACCIN DEL VIENTO [ W ] (segn RNE-06, Captulo E020 'Cargas')Ubicacin de la construccin:Regin Sierra, Repblica del Per

Velocidad bsica de viento adoptadaV =65km / hAltura bsica:h =10m

Clasificacin de construccin:Tipo 1

Mxima altura de construccin:H =8.0m

Velocidad de Diseo:62km/h

Factor de forma (C):

Presin de diseo:Ph = 0.005 x C x Vh2 [kg / m2] =19.15x CPresin de vientoP h = C. qh = (ce) .qh Paredes:A barlovento c = (0.80) - (0.00) = 0.80WZ =+ 0.80 x 19.15 = 15.3 kg/mA sotavento c = (-0.60) - (0.00) = -0.60WZ =- 0.6 x 19.15 = -11.5 kg/mCubierta:A barlovento c = (0.70) - (0.00) = 0.70WZ =+ 0.70 x 19.15 = 13.4 kg/mA sotavento c = (-0.60) - (0.00) = -0.60WZ =- 0.60 x 19.15 = -11.5 kg/m

Condicin W1 =113.94 kg-97.66 kgCondicin W2 =130.22 kgActuando con sentido +X:[WT (+)] (ver " LOAD 6 " en el modelo)Separacin entre prticos

Separacin entre prticos 1=2.50m




Laterales

Cara a Barlovento

Carga Barlovento por columna central: 246.83kg

Carga en cada nudo columna extrema 1 =4.41kg

Carga en cada nudo columna intermedia 2 =8.82kg

Carga en cada nudo columna intermedia 3=8.82kg

Carga en cada nudo columna extrema 4=4.41kg

Cara a Sotavento

Carga Sotavento por columna central: -185.12kg

Carga en cada nudo columna extrema 1 =-3.31kg

Carga en cada nudo columna intermedia 2 =-6.61kg

Carga en cada nudo columna intermedia 3=-6.61kg

Carga en cada nudo columna extrema 4=-3.31kg

Actuando con sentido +Y:[WL (+)] (ver " LOAD 7 " en el modelo)Zona de aplicacin=0.50 mSeparacin entre parante-columna=9.00 mLaterales

Cara a Barlovento

Carga concentrada en columna extrema 1 41.5x13.50=561kg

Carga por metro lineal en columna extrema 141.5x4.50=187kg / m

Carga por metro lineal en parante 41.5x9.00=374kg / m

Cara a Sotavento

Carga concentrada en columna extrema 1-31x13.50=-421kg / m

2.2.6 ACCIN SSMICA[E](Segn UBC 97 con Estudio de Riesgo Ssmico)Ubicacin de la construccin: Almacn de Nitrato, Repblica del PerCategora de la Edificaciones: Essential facilities I=1.25Tabla 16-K (UBC)Coeficiente de Reduccin: Tabla 16-N (UBC) Moment-resisting frame systemOrdinary moment-resisting frame (OMRF) Rx2 = 4.5032.4% de incidencia en XBuilding frame systemOrdinary braced frames (OBF)Ry2 = 5.60Steel eccentrically braced frame (EBF) Rx2' = 5.6067.6% de incidencia en XCoeficiente ponderado segn rigideces(OMRF+EBF) Rx3 = 5.24Coeficiente ponderado en X

Periodo Fundamental de la Estructura en X Tx =0.42Modelo estructuralPeriodo Fundamental de la Estructura en Z Ty=0.23Modelo estructural

Fuerza Cortante en la Base donde a representa el producto Z x S x C

Espectro de peligro uniforme en suelo firmeax =1.00Zona de alta vibracinPunto P-8 - = 2%ay =1.00Zona de alta vibracinMasa considerada para el clculo del sismo:P = D + 0.25 Lr

Cargas muertas del edificio:D =49.99tonSobrecarga de techo:Lr =11.67tonP =52.91ton

Corte basal de diseo:Vx =0.239 x p =12.62tonVy = 0.223 x p=11.81ton

Cargas Ssmicas HorizontalesSentido Transversal1. Debido a CARGAS MUERTAS y SOBRECARGA DE CUBIERTACorte basal en direccin X Vx =0.239 x 52.91=12.64ton

Corte basal por metro en direccin Xvx =12.64/20.00=0.63ton/ m

Separacin entre prticos=5.00m

Carga concentrada en nudo de columna extrema 1 0.63x2.50/2=0.80tonCarga concentrada en nudo de columna media 20.63x5.00/2=1.60tonCarga concentrada en nudo de columna media 30.63x5.00/2=1.60tonCarga concentrada en nudo de columna media 40.63x5.00/2=1.60tonCarga concentrada en nudo de columna extrema 50.63x2.50/2=0.80tonSentido Longitudinal1. Debido a CARGAS MUERTAS y SOBRECARGA DE CUBIERTACorte basal en direccin y Vy =0.2223 x52.91=11.80tonCorte basal por metro en direccin ZVy =11.80/25.60=0.46ton/ m

Separacin entre prticos=5.00m

Carga concentrada en nudo de columna extrema 1 0.46x2.50/2=0.60tonCarga concentrada en nudo de columna media 20.46x5.00/2=1.20tonCarga concentrada en nudo de columna media 30.46x5.00/2=1.20tonCarga concentrada en nudo de columna media 40.46x5.00/2=1.20tonCarga concentrada en nudo de columna extrema 50.46x2.50/2=0.60toni.

2.2.1 ANALISIS DEL TIJERAL PRINCIPAL

Para el anlisis ptimo se tomara las cargas mximas que ocurren en el eje 3.

Cargas a asignar a TijeralCarga Muerta (D):La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000Se consider el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometra de los elementos.

Cargas Muertas obtenidas en 2.2.2

Carga Viva (L):Se considera para el anlisis del tijeral las cargas vivas obtenidas en 2.2.3Carga de nieve (S):Se considera para el anlisis del tijeral las cargas vivas obtenidas en 2.2.4Carga Viento (W):Se considera para el anlisis del tijeral las cargas de viento obtenidas en 2.2.5

1) ANALISIS ESTRUCTURAL:La resistencia requerida de los elementos y sus conexiones fueron determinadas mediante un anlisis elstico - lineal teniendo en cuenta las cargas que actan sobre la estructura definidas anteriormente y con las combinaciones de carga correspondientes.2) COMBINACIONES DE CARGA:Se tuvieron en cuenta las combinaciones de carga factorizadas recomendadas por la Norma E-090 (aplicando el mtodo LRFD) para determinar la resistencia requerida de los elementos que conforman la estructura.

Combinacin de cargas ltimas (RNE- E.090)1,4D1,2D + 1,6 L+0,5 (Lr S)1,2D + 1.6 (Lr S) + (0,5L 0,8W)1,2D + 1,3W + 0,5 L + 0,5 (Lr S)1.2D 1,0E + 0,5L+0,2S0,9D (1,3W 1,0E)

As tenemos:

ComboMUERTA ( D )VIVA ( L )VIVA TECHO ( Lr )VIENTO ( W )NIEVE ( S )SISMO ( E )

DLLrW1W2S1S2E

11.4

21.21.60.5

31.21.60.5

41.21.60.5

51.20.51.6

61.21.60.8

71.21.60.8

81.20.51.6

91.20.51.6

101.20.81.6

111.20.81.6

121.20.81.6

131.20.50.50.81.6

141.20.50.51.3

151.20.51.3

161.20.51.30.5

171.20.51.30.5

181.20.51.30.5

191.20.51.30.5

201.20.50.21

211.20.50.21

221.20.50.2-1

231.20.50.2-1

240.91.3

250.91.3

260.9-1.3

270.9-1.3

280.91

290.9-1

3)

3) MODELO ESTRUCTURAL CON CARGAS APLICADASSELECCIN DE ELEMENTOS Y NORMATIVIDAD

4) TIJERALMODELO ESTRUCTURAL DE TIJERALDIMENSIONES

PERFILES SELECCIONADOS

5) ASIGNACION DE CARGAS (KG)Muerta(ton)

Viva(ton)

Viento (ton)

Nieve (ton)

6) RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURAL1) Desplazamientos:

Se observa que el mayor desplazamiento se produce en la combinacin 8

Mx. Deflexin permitida

Por lo tanto se verifica que dz < max cumple2)

3) Verificacin de esfuerzos

Para las combinaciones de gravedad mostradas en 2.2.2, se evala el tijeral del eje 3 en el modelo tridimensional, para el diseo ms desfavorable, el muestra la relacin Esfuerzo actuante / Esfuerzo admisible de los elementos mostrados en 2.2.3, se observa que en todos los elementos la relacin es menor a 1Por lo tanto los elementos utilizados para la fabricacin del tijeral son los correctos.

4) Diseo de perfiles a utilizar

Diseo del perfil utilizado en la Brida superior con mayor Ratio: 0.903

Diseo del perfil utilizado en la Brida inferior con mayor Ratio: 0.694

Diseo del perfil utilizado en la Montante con mayor Ratio: 0.40

Diseo del perfil utilizado en la Diagonal con mayor Ratio: 0.39

2.2.2

2.2.2 ANALISIS DEL TIJERAL SECUNDARIO

Para el anlisis ptimo se tomara las cargas mximas que ocurren en el eje 6.

1) CARGAS A ASIGNAR A TIJERAL

Carga Muerta (D):La carga propia del tijeral es calculada por el programa SAP 2000Se consider el peso propio de los elementos, de acuerdo a los materiales y geometra de los elementos.Cargas Muertas obtenidas en 2.2

Carga Viva (L):Se considera para el anlisis del tijeral las cargas vivas ms las cargas de nieve obtenidas en 2.2

Carga Viento (W):Se considera para el anlisis del tijeral las cargas de viento obtenidas en 2.2

2) ANALISIS ESTRUCTURAL: La resistencia requerida de los elementos y sus conexiones fueron determinadas mediante un anlisis elstico - lineal teniendo en cuenta las cargas que actan sobre la estructura definidas anteriormente y con las combinaciones de carga correspondientes.

3) COMBINACIONES DE CARGA:Se tuvieron en cuenta las combinaciones de carga factorizadas recomendadas por la Norma E-090 (aplicando el mtodo LRFD) para determinar la resistencia requerida de los elementos que conforman la estructura. As tenemos:

Diseo:

Combinacin 1:Combinacin 2:Combinacin 3:Combinacin 4:Combinacin 5:Combinacin 6:Envolvente :

1.4 D1.2 D + 1.6 L1.2 D + 1.6 L + 0.8 W1.2 D + 1.3 W + 0.5 L1.2 D + 0.5 L0.9 D + 1.3 WComb1 + Comb2 + Comb3 + Comb4+ Comb5 + Comb6

Servicio:

Control de deflexin:Dflx1:DDflx2:D + L + W

4)

5) MODELO ESTRUCTURAL CON CARGAS APLICADAS

SELECCIN DE ELEMENTOS Y NORMATIVIDAD

6)

7) TIJERAL

MODELO ESTRUCTURAL DE TIJERAL

2.2.7 ASIGNACION DE CARGAS ( KG)Muerta

Viva

Viento

2.2.8 RESULTADOS DE ANLISIS ESTRUCTURALDesplazamientos: dz =2.53 mm

Mx. deflexin permitida

Por lo tanto se verifica que dz < max cumple

Verificacin de esfuerzos

Para las combinaciones de gravedad mostradas en 2.2.2, se evala el tijeral del eje 3 en el modelo tridimensional, para el diseo ms desfavorable, el muestra la relacin Esfuerzo actuante / Esfuerzo admisible de los elementos mostrados en 2.2.3, se observa que en todos los elementos la relacin es menor a 1Por lo tanto los elementos utilizados para la fabricacin del tijeral son los correctos.2.2.9 DISEO DE PERFILES A UTILIZAR

Diseo del perfil utilizado en la Brida superior con mayor Ratio: 0.049

Diseo del perfil utilizado en la Brida inferior con mayor Ratio: 0.087

Diseo del perfil utilizado en la Montante con mayor Ratio: 0.033

Diseo del perfil utilizado en la Diagonal con mayor Ratio: 0.232

2.2.3

2.2.3 ASIGNACION DE CARGAS EN EL MODELO TRIDIMENSIONAL (TON)

CARGAS MUERTAS (D)

CARGAS VIVAS (L)

CARGAS DE VIENTO (W)

CARGAS DE SISMO (E)

(EX):

(EY):

2.2.4 ANALISIS DE COLUMNAS Y VIGAS

Perfiles utilizados en columnas y vigas: L2x2x1/4 Barras 1/2

Se analiza las columnas y vigas entre los ejes 4-5, ya que en estos puntos los perfiles recibirn los mayores esfuerzos.Se nota que los ratios se encuentran en 0.553 en la columna y 0.072 para las vigas.Por lo tanto se concluye que los perfiles seleccionados (L2x2x1/4 y barras de 1/2) son los adecuados.

Perfil asignado a las columnas (mayor ratio):

Perfil asignado a los arriostres de columnas (mayor ratio):

Perfil asignado a las montantes de vigas:

Barra asignado a arriostres de Vigas:

2.2.5

2.2.5 CERRAMIENTOSCERRAMIENTOSCERRAMIENTO DE TECHOROOF SHEETING; BWG 24; 45mm HT

ADOPTADO:

Peso de la chapa + sobrecarga:5.0+96.0=101.0kg / m

mximo viento succin=15.3kg / mmximo carga solicitante=101kg / mmxima carga admisible:=231kg / m(Catlogo PRECOR)

CERRAMIENTO DE TECHOWALL SHEETING; BWG 24; 45mm HT

ADOPTADO:

mximo viento succin=15.3kg / mmximo carga solicitante=101kg / mmxima carga admisible:=231kg / m(Catlogo PRECOR)

2.2.6 DISEO DE CORREAS DE TECHO DE PLANCHA DOBLADA TIPO C

GeneralidadesDistancia entre correass=0.85mLuz libreL=5.00m ngulo de inclinacin de correaa=18La seccin a utilizar es un Canal C de alas atiesadas (PRECOR)

Propiedades del aceroEl acero utilizado es:fy =2530kg/cm2=36KsiMdulo de elasticidad del aceroE=2, 040,734kg/cm2=29,000ksiNumero de templadoresn=3Angulo de inclinacin de la correaa=19

Esquema diseo por flexin

CargaDLLLrSLWLOTHER

W29.1640.0032.0033.20

Wx27.5737.8230.2631.39

Wy9.4913.0210.4210.81

ComboDLLLrSLWLWWyWx

1129.1627.579.49

21169.1665.3922.52

31161.1657.8319.91

4111102.3696.7833.33

511194.3689.2230.72

60.6150.7047.9316.51

La combinacin ms desfavorable es102.3696.7833.33

Diseo de correa longitud:5.00mCarga en direccin Y-YNota: Los templadores arriostran el ala superior de la correa colocada a h/6 del peralte del elemento

Longitud del elemento entre apoyosL=5.00mLongitud sin arriostrarLd=1.67m=65.62inMomento(Wy x L^2 / 8)MWy=284kgmConsiderando como seccin compactaFbx=1,518kg/cm2(0.60 x fy)

Mdulo de seccin requeridoSx req=19cm3=1.14 in3 (Sx req = Mwy / 0.6 fy)

EnsayamosC=100x50x19x3.0 (PERFIL PRECOR C4"x2") Sxc=Sx=20.77cm3=1.27in3Sy=7.41cm3=0.45in3d=19cm=7.48intw=0.3cmIy=23.89cm4=0.57in4Iyc=11.945cm4=0.29in4(Iy / 2)Nota:Caso 1Usar1518

Caso 2Usar1537Caso 3Usar4748UsandoCb=1

UsamosCaso 1Para verificacin calculamos FbxFbx=1,518kg/cm2=21.60Ksi

Esfuerzo de flexin actuantefbx=1,368.4kg/cm2(fbx = Mwx / Sx)Se verifica que fbx240CumpleVerificacin por cortea=500.00mh / tw=61.33Ok, usamos Fy.Cv/2.89h=18.40ma/h=27.17Fv=815,222kg/cm2kv=5.35cv=1.19V=227kgFv=39.9kg/cm2Cumple

2.2.7 PLACA BASEPLACA BASE COLUMNA TPICAPerfil Columna: Arriostre con ngulos L2x2x1/4 y barras de 1/2

Resistencia mnima a Compresin del Hormign: fc = 210kg / cm2ADOPTADO

Reacciones Mximas

Carga Vertical : Compresion :FxFyFzCOMBNODO

mx N ( - ) =-1.89-1.16 t30.1ENVOL351

Verificacin de la Placa Base a Compresin

Dimensiones del pedestal del Hormigon : NH = 500 mmBH = 500 mmAH = 2500 cm

Verificacin Presin de Contacto sobre el Hormign :

Dimensionado de placa de base:

d = 350 mm84 mm

bf = 350 mm110 mm

0.160.423 < 1 Ok

Civil/Estructuras Rev 1.0 7

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DISEÑO 1