Memoria de Calculo Estructural Invernadero

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Memoria de calculo para el anlisis por viento de un complejo Hidroponico

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    MEMORIA DE CLCULO

    COMPLEJO HIDROPONICO

    Memoria de clculo estructural de los invernaderos Ubicacin: San Juan, municipio de Zitcuaro, Estado de Michoacn Proyect y calculo: Juan Carlos Nava Gonzlez Lugar: Predio San Juan Zitcuaro Michoacn Revis: Ing. Fernando Vera Noguez No. Cedula Profesional: 1612481

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    CONTENIDO Pg.

    1- Descripcin de los invernaderos 3 1.1- Descripcin general de los invernaderos 3 1.2- Descripcin detallada de los invernaderos 3 1.3- Reglamentacin utilizada 5

    2- Anlisis de Carga 5 2.1- Carga Muerta 6 2.2- Carga Viva 6 2.3- Carga Accidental 9

    3- Combinaciones de Carga 19 4- Modelacin de la estructura, anlisis y diseo 20 5- Diseo de la Columna 27 6- Diseo de las zapatas 29

    Planos y Anexos

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    1.- DESCRIPCIN DE LOS INVERNADEROS 1.1.- DESCRIPCIN GENERAL DEL SITIO Se trata de un predio ubicado en San Juan Zitcuaro, Michoacn. Esta zona se encuentra a una altitud de 1942 msnm. En este predio se encuentra ubicado en la parte del centro un invernadero de 5184 m2 y cuneros de 578 m2. En los cuales se sembrar fresas y las cuales requieres de una estructura de soporte ya que los cultivos de fresas estarn despegados del suelo. Por otra parte se requiere de hacer una estructura ligera, econmica y de buen soporte, por lo tanto se propone hacerla de acero con diferentes secciones transversales que trabajaran entre s para tener un buen soporte y estabilidad. Para ello se hizo uso de un software de computadora llamado SAP 2000, donde se pudo visualizar de forma ms clara y precisa las cargas, as como sus deformaciones posibles. 1.2- DESCRIPCION DETALLADA DE LOS INVERNADEROS

    Existen diversos tipos de invernaderos que dependen de un sistema estructural que sea seguro y econmico. Esta es la fase ms difcil y a la vez la ms importante de la Ingeniera Estructural para el caso de este invernadero. A menudo se requieren varios estudios independientes de diferentes soluciones antes de decidir cul es la forma (marco, armadura, arco, etc.) ms apropiada. Una vez tomada la decisin, se especifican las cargas, materiales, disposicin de los miembros y de sus dimensiones de conjunto. Las formas estructurales mayormente utilizadas para solucionar el problema de diseo de un invernadero con estas condiciones, se reducen a las siguientes. Armaduras y columnas. Cuando se requiere que el claro de una estructura sea grande y su altura no es criterio importante de diseo, puede seleccionarse una armadura. Las armaduras consisten en barras en tensin y elementos esbeltos tipo columna, usualmente dispuestos en forma triangular. Las armaduras planas se componen de miembros situados en el mismo plano y se usan a menudo para puentes y techos, mientras que las armaduras espaciales tienen miembros en tres dimensiones y son apropiadas para gras y torres. Debido al arreglo geomtrico de sus miembros, las cargas que causan la flexin en las armaduras se convierten en fuerza de tensin o compresin en los miembros, y por esto una de las ventajas de la armadura, respecto a una viga, que utiliza menos material para

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    soportar una carga dada, pudindose adaptar de varias maneras para soportar una carga impuesta. El invernadero cuenta con un rea de 5184 m2 y se divide en 6 Naves que estn juntas y comparten una columna en comn. Cada Nave cuenta con una longitud entre interiores de 9.6 m de largo y tiene una altura de 5 m libres antes de la armadura, en esta se sostendr la seccin tubular de donde van a colgar los tensores que los van a subir o bajar los cultivos dependiendo de sus exigencias.

    Tabla 1.1 - secciones transversales del invernadero

    Se comenzar por describir las caractersticas de una de las naves (Nave 1) puesto que todas las dems naves son de las mismas caractersticas. Descripcin de las Naves En la nave 1 se requiere una estructura que soporte la carga puntual generada por los cultivos, su peso propio y el peso de la cubierta, as como de la malla mosquitera. Por ello se propuso disear una estructura de acero con seccin transversal diferente. Las columnas de los invernaderos son de dos tipos: La primera de ellas son una armadura con una combinacin de perfiles PTR de 1 las secciones largar y 1 la secciones cortas, estas dos son ambas de Cal. 14, estas columnas son de este tipo, puesto que estn diseadas a vencer la torsin que generarn los motores cuando jalan los hules. El segundo tipo son columnas intermedias, estas estn hechas de perfiles PTR de 4 cal. 14, rellenas con concreto fc=200 kg/cm2, y estas columnas van en toda la estructura donde no estn apoyados los motores.

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    1.3.- REGLAMENTACIN UTILIZADA El diseo de esta estructura de acero se realiz conforme a los lineamientos establecidos en el AICE- 360-10 y las Normas Tcnicas Complementarias de Diseo de Estructuras de Acero del RCDF, donde se establecen el diseo de construccin de acero. As mismo el anlisis de carga, diseo por viento se realiz segn lo dispuesto con el Reglamento de Construccin del Distrito Federal en sus respectivas Normas.

    2.- ANLISIS DE CARGAS TIPOS DE SOLICITACIONES Segn el Reglamento del Distrito Federal vigente en el art. 151 consideran tres tipos de acciones de acuerdo con la duracin en que obran sobre las estructuras con su intensidad mxima:

    I. Las acciones permanentes: son la que obran en forma continua sobre la estructura y cuya intensidad varia poco con el tiempo. Las principales acciones que pertenecen a esta categora son: las cargas muertas, debidas al peso propio de la estructura y al de los elementos no estructurales de la construccin.

    II. Las acciones variables: son aquellas que obran sobre la estructura con una intensidad que vara significativamente con el tiempo. Las principales acciones que entran en esta categora son: la carga viva.

    III. Las acciones accidentales: son las que se deben al funcionamiento normal de la edificacin y que pueden alcanzar intensidades significativas slo durante lapsos breves. Pertenecen a esta categora: las acciones ssmicas; los efectos del viento; los efectos de explosiones, incendios y otros fenmenos que pueden presentarse en casos extraordinarios.

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    Cargas para el caso del invernadero

    Para el caso de los invernaderos, estas sern las cargas que solicitara la estructura:

    - Carga Muerta: Corresponde solo al peso de la propia Estructura

    - Carga Viva: Peso de la cubierta, malla mostiquera, Peso de los cultivos.

    - Carga Accidental: Son las cargas debidas al viento y sismo.

    2.1.- CARGA MUERTA

    Para este tipo de carga, solo se tomara en cuenta el peso propio de la estructura. Para el caso de este tipo de carga, para el ingreso de datos al programa, no es necesario, ya que como aun en esta etapa no est diseado, aun no se sabe que perfiles son los ptimos para el invernadero. El programa por si solo calcula el peso de la estructura y lo toma en cuenta para el diseo. En el captulo Final se darna detalles de los perfiles seleccionados y el total del peso de la estructura.

    2.2.- CARGA VIVA

    Aqu se toma en cuenta el Peso de la cubierta, malla mostiquera, Peso de los cultivos, etc. Como estos pesos ya estn calculados por sus proveedores, solo se tom en cuenta los pesos por m2. Para el caso de la cubierta y la malla mosquitera Se necesita una carga Distribuida Para el caso de los cultivo, sern cargas puntuales, las que se necesite.

    Descripcin Carga kg/m2

    Cubierta (hule) 0.4

    Malla Mostiquera 0.3

    Total 0,7 Tabla 2.1 Carga Viva Distribuida

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    Para el caso de los cultivos colgantes de fresa, en su estado ms crtico, que es cuando est hmedo, el peso total es de 45 kg/m2. Pero como los cultivos estarn colgando sobre un cable a tensin de marco a marco y separadas a cada 50 cm, las fuerzas actuantes en la armadura sern las siguientes:

    Figura 2.1- Ubicacin de los Marcos y los cables

    At por modulo = 48 m2 Peso por modulo = 45 kg/m2*48 m2 = 2160 kg Como son 2 marcos se reparten las cargas (reas tributarias): Para los marcos que estn en el extremo solo cargaran la mitad, Pero todos los marcos interiores cargaran la mitad de un lado y la mitad del otro lado, por lo tanto cargaran el peso completo. Teniendo as las siguientes cargas finales Marcos Extremos:

    18 Cargas puntuales de 60 kg @ 50 cm

    Marcos Internos:

    18 Cargas puntuales de 120 kg @