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Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil Nave de Madera 1 Cátedra: Construcciones Metálicas y de Madera TRABAJO PRACTICO FINAL Título: PROYECTO DE UNA PEQUEÑA NAVE INDUSTRIAL Año: 2003 Proyectar y dimensionar la siguiente estructura de una pequeña nave industrial, así como la cubierta de techos; si será de madera. La luz teórica de la cercha: 10m, paso entre cerchas: 3,2m. Longitud de la nave: 32m. Altura total (hasta la línea de cumbrera): 6.5m. La cubierta será de chapas galvanizadas Nº 24, con aislación térmica de lana de vidrio de 2” de espesor. Suponerla ubicada en Comodoro Rivadavia, en dirección N-S, en el Parque Industrial. Adoptar madera lenga y uniones clavadas. Las columnas podrán ejecutarse con otra especie maderera, a elección. Pautas de Trabajo: 1- Determinación de las cargas y sobrecargas actuantes: - peso propio - viento transversal - viento longitudinal - nieve 2- Proyecto de la cubierta: - adopción del largo de las chapas - adopción de los solapes (en caso de existir) - adopción del medio de unión de las chapas de cubierta - adopción y dimensionado de las correas de techo 3- Determinación de las solicitaciones en las estructura de techos. 4- Dimensionado de la estructura: - dimensionado de las barras de la cercha - dimensionado de los nudos clavados - dimensionado de las columnas - dimensionado de los arriostramientos y viga contraviento - dimensionado del muro piñón - dimensionado de las correas de techo 5- Realizar los esquemas necesarios indicando las ubicaciones de los arriostramientos y de las vigas contraviento. U U N N I I V V E E R R S S I I D D A A D D N N A A C C I I O O N N A A L L D D E E L L A A P P A A T T A A G G O O N N I I A A S S A A N N J J U U A A N N B B O O S S C C O O AC A G A

Nave Madera

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Cálculo completo de una pequeña nave industrial de madera.

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Page 1: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 1

Cátedra: Construcciones Metálicas y de Madera TRABAJO PRACTICO FINAL Título: PROYECTO DE UNA PEQUEÑA NAVE INDUSTRIAL Año: 2003 Proyectar y dimensionar la siguiente estructura de una pequeña nave industrial, así como la cubierta de techos; si será de madera. La luz teórica de la cercha: 10m, paso entre cerchas: 3,2m. Longitud de la nave: 32m. Altura total (hasta la línea de cumbrera): 6.5m. La cubierta será de chapas galvanizadas Nº 24, con aislación térmica de lana de vidrio de 2” de espesor. Suponerla ubicada en Comodoro Rivadavia, en dirección N-S, en el Parque Industrial. Adoptar madera lenga y uniones clavadas. Las columnas podrán ejecutarse con otra especie maderera, a elección. Pautas de Trabajo:

1- Determinación de las cargas y sobrecargas actuantes: - peso propio

- viento transversal - viento longitudinal - nieve

2- Proyecto de la cubierta: - adopción del largo de las chapas - adopción de los solapes (en caso de existir) - adopción del medio de unión de las chapas de cubierta - adopción y dimensionado de las correas de techo

3- Determinación de las solicitaciones en las estructura de techos. 4- Dimensionado de la estructura:

- dimensionado de las barras de la cercha - dimensionado de los nudos clavados - dimensionado de las columnas - dimensionado de los arriostramientos y viga contraviento - dimensionado del muro piñón - dimensionado de las correas de techo

5- Realizar los esquemas necesarios indicando las ubicaciones de los arriostramientos y de las vigas contraviento.

UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD NNAACCIIOONNAALL DDEE LLAA PPAATTAAGGOONNIIAA

SSAANN JJUUAANN BBOOSSCCOO

AC A G A

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Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 2

1) Análisis de Carga: 1.1) Cargas Permanentes:

a) Peso de las chapas (galvanizadas Nº 24) = 5,2 kg/m2 b) Aislación térmica: lana de vidrio = 2 kg/m2 c) Medios de Unión = 1 kg/m2 gcub = 8,2 kg/m2 Adopto => gcub=10 kg/m2

1.2) Cargas Accidentales: a) Carga de Nieve para Comodoro Rivadavia = 45 kg/m2 b) Carga Viento =>b.1) Viento Longitudinal b.2) Viento Transversal b) Estudio de carga de viento htot = 6,5 m b = 32 m a =10 m

b a

Velocidad de referencia: b = 37,5 m/seg Velocidad básica de diseño: V0 = Cp .b ; Cp = 1,65 V0 = 61,875 m/seg Presión dinámica básica: qo = V0

2/16 = 239,28 kg/m2 Presión dinámica de cálculo: qz = qo. Cz. Cd Cz para k = II => Cz = 0,673 h/V0 = 6,5/61,875 = 0,105 Cd = 1,00 b/h = 32/6,50 = 4,923 =>qz = 239,28 x 0,673 x 1,00 = 161,03 kg/m2 b.2) Viento Transversal Presiones Generales b.1.1) Relación de dimensiones λ (a>b) λa = h/a = 6,5/32 = 0,203(cara expuesta) λb = h/b = 6,5/10 = 0,65

ba

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Nave de Madera 3

b.1.2) Características de la construcción a = 32 m b = 10 m f = 3 m h = 6,5 m α = 21,8 b.1.3) Coeficiente de forma γ γ0 para construcciones apoyadas en el suelo, con e = 0 De la figura 13 CIRSOC capítulo 6 => γ0 = 1 Acciones exteriores: (tablas 6 y 7) 1)Paredes: Barlovento = +0,8 Sotavento = -(1,3γ0 − 0,8) = -0,50 2)Cubierta: f < h/2 (de figura 17) α = 21,8 barlovento = - 0,50 sotavento = -0,40 3)Acciones interiores VIENTO Cálculo de las acciones: ωr = ( Ce- Ci ) x qz

ωΙ = 1,10 x qz = 177,13 kg/m2 ωII = -0,85 x qz = -136,87 kg/m2

ωIII = -0,70 x qz = -112,72 kg/m2 ωIV = -0,80 x qz = -128,82 kg/m2 b.2) Viento Longitudinal: Ce = -0,28 γο = 0,85 ωI = ωII = ( -0,28 - 0,3 ) x qz = -93,39 kg/m2 ωΙΙΙ = 1,10 x qz = 177,13 kg/m2 ωIV = -0,8 x qz = -128,82 kg/m2

-0,50(II) -0,40(III)

+0,8(I) -0,50(IV) -0,3

+0,3 +0,3

+0,3

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Nave de Madera 4

VIENTO 2)Estado de Carga:

I) Cargas Permanentes: gcub.+ gcorr gcub = 10 kg/m2 => 9 kg/m gcorr = (2” x 6”lenga) = 580 kg/m3 x 0,05 x 0,15 = 4,35 kg/m

g = 13,35 kg/m

II) Carga de Nieve: gN = 45 kg/m2

III) Viento Transversal: ωΙ = 177,13 kg/m2

ωII = -136,87 kg/m2

ωIII = -112,72 kg/m2 ωIV = -128,82 kg/m2

Para correas: ω cada correa de 0,90 m g = 13,35 kg/m pN = 40,50 kg/m ωII = -123,20 kg/m ωIII = -101,45 kg/m IV) Viento Longitudinal: ωII = -93,39 x 0,9 = -84,05 kg/m

X'

Y'

α

α

Faldón II Faldón IIIY''

X''α

α

+0.8 (III) - 0,50(IV) -0,3 +0,3

(I=II)

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Nave de Madera 5

3) Cálculo de las correas

Estados de carga [kg / m]:

I- Gravitatorias II- Nieve III- Viento Transversal IV- Viento Longitudinal

X' Y' X'' Y'' I 4.95 -12.4 4.95 -12.4 II 15.04 -37.6 15.04 -37.6 III 0 123.20 0 101.45 IV 0 84.05 0 84.05

Hipótesis de carga

BARLOVENTO SOTAVENTO X' Y' X'' Y''

I 4.95 -12.4 4.95 -12.4 I + II 20 -50 20 -50 I + III 4.95 110.8 4.95 89.05 I + IV 4.95 71.65 4.95 71.65

I + II + III 20 73.2 20 51.45 I + II + IV 20 34.05 20 34.05

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Nave de Madera 6

CCÁÁLLCCUULLOO DDEE SSOOLLIICCIITTAACCIIOONNEESS Según y-y la inercia es muy baja, por lo cual se disminuirá la luz de flexión agregando tillas que toman a las correas en los tercios medios, permitiendo estudiarlas en esta dirección como 3 correas simplemente apoyadas, de luz igual a e/3 = 3.2/3 = 1.06 m

cumbrera

correas

tillas

Tensiones originadas por flexión Según X -X

( )cmkgkg.m.mmkglq

M yxx .141808141

82.38.110

8

22

−=−=×−

=

Según Y-Y

( ) cmkgmkgmmkglqM x

yy .5.69.695.08

06.195.48

22

−=−=×−

=

+=

+×= cmkgcmkg

cmkg

MM

W yyxx

wfpdyy .5.69

8.14180

105

18

1

35.17 cmWyy =

3

6

62

2

====bh

hb

bh

WW

yy

xx α

35.523 cmWW yyxx =×=⇒

Adopto una sección de 6” x 2” => Wxx = 187.5 cm3 ; Wyy = 62.5 cm3 Jxx = 1406.2 cm4 ; Jyy = 156.25 cm4

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Nave de Madera 7

Madera a utilizar: LENGA Parámetros resistentes: σwfpk = 421 kg/cm2 σwfpd = 105,25 kg/cm2

σwcpk = 206 kg/cm2 σwcpd = 41,20 kg/cm2

σwtpk = 725 kg/cm2 σwtpd = 145 kg/cm2 Verificaciones

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkgcm

cmkgcm

WM

WM

TRABAJO

wfpdyy

y

xx

xTABAJO

⇒<=+=

≤+=

2233 25.1057.765.625.69

87.5114180σ

σσ

Verificación de la flecha Se efectúa esta verificación considerando únicamente la acción de la carga permanente y una carga puntual P = 100 kg (operario con herramientas) en el punto medio de la correa. gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m P = 100 kg Px = 100 kg x sen 21.8 = 37.1 kg Py = 100 kg x cos 21.8 = 92.8 kg Flecha admisible Dirección y-y

VERIFICAfcmfcmcmkg

cmkgcmcmkg

cmcmkgf

JElP

JElqf

cmcmlf

vadmv

v

xxv

admy

⇒<=×

×+

××

×=

××

+××

=

===

80.02.1406/000.71

)320(8.92481

2.1406/000.71)320(/1239.0

3845

481

3845

06.1300

320300

42

3

42

4

34

Flecha admisible Dirección x-x

VERIFICAfcmfcmcmkg

cmkgcmcmkg

cmcmkgf

JElP

JElqf

cmcmlf

hadmh

h

yyh

admx

⇒<=×

×+

××

×=

××

+××

=

===

087.025.156/000.71)105(1.37

481

25.156/000.71)105(/0495.0

3845

481

3845

35.0300

105300

42

3

42

4

34

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Nave de Madera 8

Verificación de la flecha: Peso propio + Nieve Peso propio gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m = 0.0495 kg/cm gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m = 0.1239 kg/cm Nieve Pn = 40.5 kg/m Pnx = 40.5 kg/m x sen 21.8 = 15.04 kg/m = 0.1504 kg/cm Pny = 40.5 kg/m x cos 21.8 = 37.60 kg/m = 0.3760 kg/cm Flecha admisible Dirección y-y

VERIFICAfcmfcmcmkg

cmcmkgcmcmkg

cmcmkgf

JElP

JElqf

cmcmlf

vadmv

v

xxv

admy

⇒<=××

+××

×=

××

+××

=

===

172.02.1406/000.71

)320(3760.0481

2.1406/000.71)320(/1239.0

3845

481

3845

6.1200

320200

42

3

42

4

34

Flecha admisible Dirección x-x

VERIFICAfcmfcmcmkg

cmcmkgcmcmkg

cmcmkgf

JElP

JElqf

cmcmlf

hadmh

h

yyh

admx

⇒<=××

+××

×=

××

+××

=

===

0073.025.156/000.71

)105(1504.0481

25.156/000.71)105(/0495.0

3845

481

3845

52.0200

105200

42

3

42

4

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Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 9

Verificación de la flecha: Peso propio + Viento transversal Peso propio gC = 13.35 kg/m gx = 13.35 kg/m x sen 21.8 = 4.95 kg/m = 0.0495 kg/cm gy = 13.35 kg/m x cos 21.8 = 12.39 kg/m = 0.1239 kg/cm Viento transversal Pvt = 123.20 kg/m Pvtx = 123.20 kg/m x sen 21.8 = 45.75 kg/m = 0.4575 kg/cm Pvty = 123.20 kg/m x cos 21.8 = 114.4 kg/m = 1.144 kg/cm Flecha admisible Dirección y-y

cmcmlf admy 6.1200

320200

===

xxv JE

lPJElqf

××

+××

=34

481

3845

42

3

42

4

2.1406/000.71)320(144.1

481

2.1406/000.71)320(/1239.0

3845

cmcmkgcmcmkg

cmcmkgcmcmkgfv ×

×+

××

×=

VERIFICAfcmf vadmv ⇒<= 177.0 Flecha admisible Dirección x-x

VERIFICAfcmfcmcmkg

cmcmkgcmcmkg

cmcmkgf

JElP

JElqf

cmcmlf

hadmh

h

yyh

admx

⇒<=××

+××

×=

××

+××

=

===

0080.025.156/000.71

)105(4575.0481

25.156/000.71)105(/0495.0

3845

481

3845

52.0200

105200

42

3

42

4

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Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 10

4) Cálculo de las Cerchas (considero una cercha central) Carga permanente: gcub = 10 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = 259,2 kg. gcorr = 0,15 m x 0,05 m x 3,2 m x 580 kg/m3 x 10 correas = 139,2 kg. gt = 398,4 kg Sobrecarga de Nieve Pn = 45 kg/m2 x 8,1 m x 3,2 m = 1166,4 kg. Viento Transversal

a) Barlovento: Vb = -136,87 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -3547,7 kg. b) Sotavento Vs = -112,72 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -2921,7 kg.

Viento Longitudinal VL = -93,39 kg/m2 x 8,1m x 3,20 m = -2420,7 kg.

Estas resultantes se consideran actuando sobre cada nudo del cordón superior de la cercha

De acuerdo con la figura, analizando el faldón izquierdo, los nudos que reciben la descarga son: 5 – 7 – 11 – 4 . Pero los nudos 5 y 4 absorben la mitad de la carga que reciben los nudos 7 y 11 Carga permanente: gt = 398,4 kg Descarga a nudos 7 – 11 => 398,4/3 = 132,8 kg Nudos 5 – 4 = 132,8/2 = 66,4 kg Sobrecarga de Nieve Pn = 1166,4 kg.

Page 11: Nave Madera

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Nave de Madera 11

Descarga a nudos 7 – 11 => 1166,4/3 = 388,8 kg Nudos 5 – 4 = 388,8/2 = 194,4 kg Viento Transversal

a) Barlovento: Vb = -3547,7 kg. Descarga a nudos 7 – 11 => -3547,7/3 = -1182,56 kg Nudos 5 – 4 = 1182,56/2 = -591,28 kg b) Sotavento Vs = -2921,7 kg. Descarga a nudos 12 – 8=> -2921,7/3 = -973,9 kg Nudos 4 – 6 = -973,9/2 = -486,95 kg

Viento Longitudinal VL = -2420,7 kg Descarga a nudos 7 – 11 => -2420,7/3 = -806,9 kg Nudos 5 – 4 = -806,9/2 = -403,45 kg Hipótesis de carga pp = Peso propio pn = Nieve vt = Viento transversal vl = Viento longitudinal h1 = pp h2 = pp + pn h3 = pp + vt h4 = pp + vl h5 = pp + pn + vt h6 = pp + pn + vl

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Nave de Madera 12

ESFUERZOS DE TRACCION - COMPRESION EN BARRAS

barras pp pp+pn pp+vt pp+vl pp+pn+vt pp+pn+vl 1 248 974 -1771.6 -996.5 -1045.6 -270.5 2 248 974 -1542.5 -996.5 -816.5 -270.5 3 172.6 677.9 -1145.1 -690.9 -639.8 -185.6 4 -138.85 -545.3 1216.7 783.4 810.2 376.9 5 -138.85 -545.3 969.3 783.4 562.8 376.9 6 151.6 595.3 -1089.4 -692.7 -645.6 -248.9 7 -320.8 -1260.1 2805.8 1848 1866.6 908.7 8 -298.5 -1172.5 2335.6 1511.7 1461.6 637.6 9 -298.5 -1172.5 1994 1511.7 1120 637.6

10 306.6 1204.1 -2172.2 -1392.5 -1274.6 -494.9 11 306.6 1204.1 -1950.6 -1392.5 -1053.1 -494.9 12 -163.5 -642.2 1186.4 769.9 707.6 291.2 13 -163.5 -642.2 1067.6 769.9 588.9 291.2 14 66.9 262.8 -73.5 -39.7 122.4 156.2 15 -128.1 -503.3 910.86 738 535.7 362.8 16 -128.1 -503.3 894.3 738 519.1 362.8 17 -320.8 -1260.1 2783.9 1848 1844.6 908.7 18 -213.8 -839.9 1978.6 1305.6 1352.6 679.5 19 -213.8 -839.9 1872.1 1305.6 1246.1 679.5 20 66.9 262.8 -260.8 -39.7 -64.9 156.2 21 151.6 595.3 -862.5 -692.7 -418.7 -248.9

NOTA: El cálculo de solicitaciones fue resuelto por AVwin 98. 5) Dimensionado de las cerchas

CORDON SUPERIOR barras P(+)[kg] P(-)[kg]

6 595.3 -1089.4 7 2805.8 -1260.1

17 2783.9 -1260.1 18 1978.6 -839.9 19 1872.1 -839.9 21 595.3 -862.5

Madera a utilizar: LENGA Parámetros resistentes: σwfpk = 421 kg/cm2 σwfpd = 105,25 kg/cm2

σwcpk = 206 kg/cm2 σwcpd = 41,20 kg/cm2 σwtpk = 725 kg/cm2 σwtpd = 145 kg/cm2 Barra 7 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 1.260 tn x (2,70m)2 = 642.97 cm4 J c/u = 642.97 / 2 = 321.48 cm4

Adopto h / b = 3

Page 13: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 13

====

=⇒=×=⇒=

cmhcmb

Adopto

cmbcmhh

5.12"55"2

45.337.103648.32136

48.321 44

Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4

Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4

Según el eje X-X

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

il

cmcmA

Ji

xx

xxx

xxxx

⇒<=×

=

=⇒===

===

222

4

20.4116.20125

1.12602

2756.3

270

6.3125

6.1627

ωσ

ωλ

Según el eje Y-Y

5220.5

270 20.5125

41.33852

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

3244.16

270

44.15.622.130

2.13012

55.12

1

112

4

1

43

1

=====

=

yy

y

il

cmcmcmi

cmJ

λ

Coloco 7 tacos clavados en 2.70 m => 6 espacios

03.2 763222352

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.414.20125

1.126003.2σ

Page 14: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 14

Barra 7 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

⇒<=== 222 14544.22125

8.2805σ

CORDON INFERIOR

barras P(+)[kg] P(-)[kg] 1 974 -1771.6 2 974 -1542.5

15 910.86 -503.3 16 894.3 -503.3

Barra 1 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 1.771 tn x (2.70m)2 = 903.74 cm4 J c/u = 903.74 / 2 = 451.9 cm4

Adopto h / b = 3

====

=⇒=×=⇒=

cmhcmb

Adopto

cmbcmhh

5.12"55"2

76.3 29.11369.45136

9.451 44

Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4

Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4

Según el eje X-X

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

il

cmcmA

Ji

xx

xxx

xxxx

⇒<=×

=

=⇒===

===

222

4

20.413.28125

6.17712

2756.3

270

6.3125

6.1627

ωσ

ωλ

Según el eje Y-Y

Page 15: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 15

5220.5

270 20.5125

41.33852

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

3244.16

270

44.15.622.130

2.13012

52.51

1

112

4

1

43

1

=====

=

yy

y

il

cmcmcmi

cmJ

λ

Coloco 7 tacos clavados en 2.70 m => 6 espacios

03.2 763222352

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.417.28125

6.177103.2σ

Barra 1 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

⇒<=== 222 1458.7125974σ

MONTANTES barras P(+)[kg] P(-)[kg]

3 677.9 -1145.1 8 2335.6 -1172.5 9 1994 -1172.5

12 1186.4 -642.2 13 1067.6 -642.2

Barra 8 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 1.172 tn x (1.00m)2 = 41.02 cm4

====

cmhcmb

Adopto5.12"5

5"2

Jxx = 813.8 cm4

Jyy = 130.2 cm4

A = 62.5 cm2

Page 16: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 16

Según el eje X-X

cmcmcmixx 6.3

5.628.813

2

4

==

23.1286.3

100=⇒== xxx ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.4107.235.62

5.117223.1σ

Según eje Y-Y

cmcmcmiyy 44.1

5.622.130

2

4

==

87.17044.1

100=⇒== yyyy ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.411.355.62

5.117287.1σ

Barra 8 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<== 222 1453.375.62

6.2335σ

BARRAS DE ALMA barras P(+)[kg] P(-)[kg]

4 1216.7 -545.3 5 969.3 -545.3

10 1204.1 -2172.2 11 1204.1 -1950.6 14 262.8 -73.5 20 262.8 -260.8

Barra 10 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 2.172 tn x (2.50m)2 = 950.25 cm4 J c/u = 950.25/2 = 475.12 cm4

Page 17: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 17

Adopto h / b = 3

====

=⇒=×=⇒=

cmhcmb

Adopto

cmbcmhh

5.12"55"2

81.3 43.113612.47536

12.475 44

Jxx = 2 x 5 x 12.53 /12 = 1627.6 cm4

Jyy = 2 x (12.5 x 53 /12 + 12.5 x 5 x 52 ) = 3385.41 cm4

Según el eje X-X

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

il

cmcmA

Ji

xx

xxx

xxxx

⇒<=×

=

=⇒===

===

222

4

20,415.32125

2.217287.1

87.1706.3

250

6.3125

6.1627

ωσ

ωλ

Según el eje Y-Y

4820.5

250 20.5125

41.33852

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

2944.16

250

44.15.622.130

2.13012

55.12

1

112

4

1

43

1

=====

=

yy

y

il

cmcmcmi

cmJ

λ

Coloco 7 tacos clavados en 2.50 m => 6 espacios

87.1 702922348

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

Page 18: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 18

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.415.32125

2.217287.1σ

Barra 4 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

⇒<=== 222 14573.9125

7.1216σ

6) Dimensionado de los tacos Cordón Superior

kgcmcmkgAP

yi

wcpdmáx 2.2814

83.112520.41 22

σ

kgkgPwQ máxyi

i 8.8560

2.281483.160

=

79.0cm568

cm270hλ

1yi

y=

×=

×=

86.079.012

179.01212

1122

2

2

2

−×=

−=

φφψ

kgcm

cmkgalQ

T i 2.77252

908.852 1

1 =×

×=

××

=

kgkgTT 1.6642.77286.0 =×=×=ψψ

wspdhbT

τψ ≤×

×23

Adopto h = 12.5 cm

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

⇒<=×

× 22 93.55.1215

1.66423

Clavos => 55/160 => corte simple = 95 kg N = 664.1/95 = 8 clavos Cordón Inferior

kgcmcmkgAP

yi

wcpdmáx 2.2814

83.112520.41 22

σ

kgkgPwQ máxyi

i 8.8560

2.281483.160

=

79.0568

270

1

=cm

cmh

l

yi

y

λϕ

86.079.012

179.01212

1122

2

2

2

−×=

−=

ϕϕψ

Page 19: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 19

kgcm

cmkgalQ

T i 2.77252

908.852 1

1 =×

×=

××

=

kgkgTT 1.6642.77286.0 =×=×=ψψ

wspdhbT

τψ ≤×

×23

Adopto h = 12.5 cm

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

⇒<=×

× 22 93.55.1215

1.66423

Clavos pretaladrados => 55/160 Nd = 95 kg (corte simple) N = 664.1 x 1.25 / 95 = 9 clavos 7) Dimensionado de los nudos Nudo 1 (Más solicitado)

Hipótesis 3 (peso propio + viento transversal) Barra 3 N = -1145.1 kg a) Elección del clavo 55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos

58.45.2371.1145

⇒===kgkg

PPnadm

Page 20: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 20

d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm

kgkgNdcsndcsdc 04.17795

55.088.312

8184 1 =

×+−=

+−⇒<<

n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento

746.604.177

1.1145⇒==

kgkgn clavos

e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wtpd ⇒=<== 222 1457.585.19

1.1145 σσ

Barra 20 N = -260.8 kg a) Elección del clavo 55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados

Page 21: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 21

Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos

21.15.2378.260

⇒===kgkg

PPnadm

d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm

kgkgNdcsndcsdc 04.17795

55.088.312

8184 1 =

×+−=

+−⇒<<

n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento

247.104.1778.260

⇒==kgkgn clavos

e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wtpd ⇒=<== 222 1454.135.19

8.260 σσ

Barra 2 N = -1542.5 kg a) Elección del clavo

Page 22: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 22

55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos

75.65.2375.1542

⇒===kgkg

PPnadm

d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm

kgkgNdcsndcsdc 04.17795

55.088.312

8184 1 =

×+−=

+−⇒<<

n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento

97.804.177

5.1542⇒==

kgkgn clavos

e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wtpd ⇒=<== 222 1451.795.19

5.1542 σσ

Barra 1 N = -1771.6 kg a) Elección del clavo

Page 23: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 23

55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos

84.75.2376.1771

⇒===kgkg

PPnadm

d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm

kgkgNdcsndcsdc 04.17795

55.088.312

8184 1 =

×+−=

+−⇒<<

n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento

111.1776.1771

==kgkgn clavos

e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wtpd ⇒=<== 222 1458.905.19

6.1771 σσ

Barra 14 N = -73.5 kg a) Elección del clavo

Page 24: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 24

55/140 Np1 = 190 kg Incremento un 25%, por ser orificios pretaladrados Np1 = 237.5 kg b) Verificación del espesor mínimo de la madera: a = d.(3 + 8d) [cm] a = 0.55 (3 + 8 x 0.55) = 4.07 cm c) Cantidad de clavos

23.05.237

5.73⇒===

kgkg

PPnadm

d) Entrada del clavo s = (14– 10 – 0.2)cm = > s = 3.8 cm

kgkgNdcsndcsdc 04.17795

55.088.312

8184 1 =

×+−=

+−⇒<<

n: cantidad de secciones de aplastamiento N1 : capacidad del clavo para 1 sección de aplastamiento

24.004.1775.73

⇒==kg

kgn clavos

e) Verificación de la madera tracción Se tiene en cuenta el área neta Aneta = 52 –5 x 0.55 x 2 => Aneta = 19.5 cm2

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wtpd ⇒=<== 222 1457.35.195.73 σσ

CALCULO DE LAS COLUMNAS a) Hipótesis 2 (peso propio + nieve)

Page 25: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 25

Lp = 2 x H = 2 x 3.5m = 7 m Predimensionado a compresión Jmin = 70 x P x Lp

2 = 70 x 1.434 tn x (7m)2 = 4918.62 cm4 Si b = 4a

cm5.564

126.491864

12Ja 44 min

min =×

=

"1025 "5.225.6 ====⇒ cmbycma b) Hipótesis 3 (peso propio + viento transversal)

Carga de viento: 1.10 x 161.03kg/m2 x 3.2m (paso entre cerchas) = 566.8 kg/m Predimensionado a flexión Madera a utilizar: INCIENSO Parámetros resistentes: σwfpd = 125 kg/cm2

σwcpd = 75 kg/cm2

Page 26: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 26

mkgmkgmkgMM .26.425025.38.5665.346.222

2

0 =×+×=∑=

32 2.3400

125.425026 cm

cmkgcmkgW

WM

==⇒=σ

22dWJ

dJW ×=⇒=

122

3baJ ××=

ad ×= 4

cmbbW 4.3412

3

=⇒=⇒ flexiónaDimensiono ⇒

Dirección x-x

××+

××= 2

3

124 yx dbabaJ

+

=

2bd

JW

Adopto => a = 3” y b = 6” d = 11 cm dy = 11.75 cm A = 4 x 7.5 x 15 = 450 cm2 Verificación

423

6.7056575.11155.712

155.74 cmJ x =

××+

××=

33.3814

2

cmdb

JW x =

+

=

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

WM

wfpd ⇒=<=== 223 1254.1113.3814

.425026 σσ

Page 27: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 27

Verificación a Pandeo

cm52.12450

cm6.70565AJ

i4

xx ===

56cm52.12

cm700λ x ==

16.2125.7

12min ===ai

Si λ1 = 30 => lp1 = λ1 x imin = 65 cm Adopto presillas separadas 65 cm

301 =λ

85305.42256

2222

12 =××+=××+= λλλ Cnxxi

C = 4.5 = presillas clavadas De tabla ωxi = 2.31

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

wcpd ⇒=<=×

= 222 753.7450

4.143431.2 σσ

Dirección y-y

xiyi λλ = y yx 21 λλ = => yx 11 ωω =

107305.42285

2222

12 =××+=××+= λλλ Cnyiyy

422

3.19259450107700 cmcmJ

AJ

lyy

yy

yyy =×

=⇒=λ

cmddbaabJ xxyy 17.612

4 23

=⇒

××+

××=

Verificación a Flexo-tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

cmkg

wfpd ⇒=<=+= 2232 1257.1173.3814

.425026450

27.2821 σσ

Medios de unión

a) Tacos b) Presillas

a) Tacos

kgkgPQ yi

i 2.5560

4.143431.260

Page 28: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 28

09.15.785

700=

×=

×=

al

yi

py

λϕ

93.009.112

109.11212

1122

2

2

2

−×=

−=

ϕϕψ

kgcm

cmkgalQ

T i 7.29017.62

652.552 1

1 =×

×=

××

=

kgkgTT 3.2707.29093.0 =×=×=ψψ

wspdhbT

τψ ≤×

×23

Adopto h=10cm

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

hbT

wspd ⇒=<=×

×=×

× 22 1570.210153.270

23

23 τψ

Clavos => Adopto tipo 46/130 => Np = 72.5 kg

47.35.723.270

⇒==kgkgn clavos

b) Presillas

kgkgPQ yi

i 2.5560

4.143431.260

09.15.785

700=

×=

×=

al

yi

py

λϕ

93.009.112

109.11212

1122

2

2

2

−×=

−=

ϕϕψ

kgcm

cmkgalQ

T i 25.12517.64

562.554 1

1 =×

×=

××

=

wspdheT

τψ ≤×

×23

Adopto h =15 cm Clavos => Adopto tipo 34/90 => Np = 45 kg.

clavoskg

kgn 46.245

5.116⇒==

cm

cmkgcm

kgh 66.4155.2

5.11623

2

×=

kgkgTT 5.11625.12593.0 =×=×=ψψ

Page 29: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 29

Muro Piñón

Esta estructura también llamada muro hastial, resiste la acción del viento sobre el frente y el contrafrente de la nave. Está compuesto por elementos verticales, los parantes, arriostrados horizontalmente por largueros, se extienden desde su fundación hasta el faldón superior, donde sirven de apoyo a los cabios, elemento superior del muro piñón. A la altura de las columnas, cada parte tiene apoyo horizontal dado por la viga contraviento, y es allí donde descarga parte de la acción del viento. Reacciones de los parantes

Page 30: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 30

Parante 1 Parante 2

Columna 0

Tomamos momento respecto de la fundación (apoyo F1)

mkg

mmkgmqCWb

294

66.103.16110.166.1 2

=

××=××=

( )0

2 1

21 =×−

+× HRCHWb

( ) kgmkgR 3.111850.32

66.150.3294 2

1 =×

+×= Reacción de

parante. Acción sobre viga contraviento

Sobre este parante apoya el portón. A la resultante total la dividimos por 4, suponiendo repartirla en los 4 vértices del marco. Así la acción sobre el portón será:

( ) ( )

kg

mmkghaW p

8.2076

50.335.303.16110.1 22

=

×××=×

Sobre cada vértice

kgkg 2.5194

8.2076= Carga puntual a nivel de

fundación y a una altura hp

Tomamos momento respecto del apoyo inferior ( ) ( ) ( )

HWA

HbWabWCHabWHR

×+

+−

++=

22222

222

2

kgR 4.21542 =

Page 31: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 31

Columna 0 Para el dimensionado de los parantes, vamos a tener en cuenta la descarga de los cabios y la acción del viento longitudinal sobre la superficie del frente o bien a barlovento, dado que esta misma situación puede desarrollarse en el contrafrente. En este mismo aspecto y en forma simultánea a una acción de presión a barlovento, se desarrolla a sotavento una acción de succión, que además se presenta bajo un viento transversal, pero de intensidad igual a la mitad de la presión. Cabios Estos elementos reciben la descarga de la estructura del techo, chapas y correas, y las acciones variables: nieve y viento, en forma similar a las cerchas, con la salvedad de que ahora el área de influencia de los cabios se limita a una faja de ancho e/2. Las mismas consideraciones hechas para las cerchas las repetimos acá, transformando las distintas acciones en cargas uniformemente repartidas. El esquema de cálculo puede observarse en la figura sig. y tal como se indica el cabio se apoya en la columna O, los parantes 1 y 2. Cargas permanentes Peso del cabio: debemos adoptarlo en base a la experiencia, elegimos gc = 12 kg/m Cubierta: gcub = 10kg/m2 x e/2 = 10 x 1.6 gcub = 16 kg/m Correas : por faldón Faldón izquierdo 10 correas de longitud e/2 = 1.6 m gcorr = (2” x 6”lenga) = 580 kg/m3 x 0,05 x 0,15 = 4,35 kg/m Peso total WC = 10 x 4.35 kg/m x 1.6 m = 69.6 kg Como carga distribuida:

mkg

mkg

LW

g Ccorr 63.8

1.89.69

'===

( )mkg

mkggggg corrcubc 63.3663.81612 =++=++=

( )

( )

kgRm

mmkg

R

CHbWHR

9.4105.3

215.3

266.113.171

22.

0

2

2

0

20

0

=

=

+×=

Page 32: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 32

Cargas variables Nieve p = 45 kg/m2 x e/2 p = 72 kg/m Viento: no vamos a considerar el efecto de succión del viento sobre el faldón superior, a efectos de lograr una situación desfavorable. Carga total sobre los cabios: Faldón izquierdo: q = g + p = (36.63 + 72) kg/m q = 108.63 kg/m qx = q sen α = 40.34 kg/m (con α = 21.8º) qy = q cos α = 100.86 kg/m Además tendremos en cuenta una carga puntual P = 100kg en la luz media de cada cabio Px = P sen α = 37.10 kg Py = P cos α = 92.84 kg

Conocidas las cargas, hallaremos las solicitaciones producidas en el cabio de mayor longitud, donde se producirán los esfuerzos mayores y considerado simplemente apoyado. Momento flector

481

21 bPbqM yyx +=

( )469.284.92

869.286.100

2 mkgmmkgM x +=

mkgM x .66.153= Esfuerzo Normal

xxx PbqN +=21

kgmmkgN x 10.37

269.234.40 +×=

Page 33: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 33

kgN x 4.91= Predimensionado Madera: Lenga

32 34.146

105.15366 cm

cmkgcmkgM

Wadm

xnec ===

σ

Adopto b = 2” = 5 cm h = 6” = 15 cm Ix = 1406.25 cm4 A = 75 cm2

Wx = 187.5 cm3

Verificación

cmcm

cmAI

i xx 33.4

7525.1406

2

4

===

72.16333.4

269=⇒=== x

x

xx cm

cmil

ωλ

wfpdxx

x

x

AN

WM

σω

σ ≤×

+=

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

cmcmkg

⇒<=×

+= 2223 1058475

4.9172.15.187

.15366σ

Parantes

En la figura se detallan cargas y áreas de influencia que debe soportar cada parante V1 = q x 1.67 m gcabio = 580 kg/m3 x 0.05m x 0.15m = 4.35 kg/m V1 = 4.35 kg/m x 1.67 m = 7.26 kg

Page 34: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 34

V2 = 4.35 kg/m x 2.50 m = 10.9 kg Para cada faja de influencia tendremos Peso de las correas: C1 = 3 correas x 4.35 kg/m x 1.67 m = 21.8 kg

C2 = 5 correas x 4.35 kg/m x 2.5 m = 54.4 kg Peso de las chapas: Ch1 = 5.2 kg/m2 x 1.67 m x 5.16 m = 44.8 kg Ch2 = 5.2 kg/m2 x 2.50 m x 5.83 m = 75.8 kg Además sobre cada cabio incluimos una carga de 100 kg correspondiente a un operario con herramientas. Carga puntual sobre parante 1:R1* = (V1 + C1 + Ch1 + 100)

R1* = (7.26 + 21.8 +44.8 + 100)kg R1* = 174 kg Carga puntual sobre parante 2: R2* = (V2 + C2 + Ch2 + 100)

R2* = (10.9 + 54.1 + 75.8 + 100)kg R2* = 241 kg Solicitaciones originadas por el viento longitudinal Parante 1 (ver hoja 28) Calculamos la reacción del parante a nivel de fundación Wb(H+C1) – R1 – RF1 = 0 RF1 = 294 kg/m (3.5 + 1.66)m – 1118.3 kg RF1 = 398.74 kg Para Q = 0 =>

) . sec (35.1294

74.3981max flectormommáximodeciónaFdesdedistm

mkgkgX ==

2..

2

)( 1

xWbxRM Fx −=

) max (.40.270)35.1( tramomommkgmM = Momento en el apoyo

mkgc

qM C .05.405266.1294

2.

22

)(1

1−=×−=−= (momento en apoyo viga contraviento)

Predimensionado

32 84.384

25.105.40505 cmcmkgcmkgM

Wadm

xnec ===

σ

Adopto madera Lenga

Page 35: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 35

Jxx = 14238.3 cm4

Jyy = 20566.4 cm4

Wxx = 1265.6cm3

A = 337.5 cm2 Verificación a pandeo Según x-x

5.65.3373.14238

2

4

==cmcmix

14.2805.6

516=⇒== xx cm

cm ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

kgkg

AR

wcpdx ⇒=<=

×=

×= 22

*1 2.4110.1

5.33717414.2 σ

ωσ

Según y-y

678.7

516 8.75.337

4.205662

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

4544.18

516

16.275.16801.791

01.791

1

112

4

1

41

=====

=

yy

y

il

cmcmcmi

cmJ

λ

Coloco 9 tacos clavados en 5.16 m => 8 espacios

21.3 1034522367

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.4165.15.33717421.3σ

Page 36: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 36

Verificación a Flexocompresión

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

cmcmkg

AR

WM

wfpdx

x

x ⇒=<=×

+=×

+= 2223

*1 25.10510.33

5.33717414.2

62.1265.40505 σ

ωσ

Parante 2 (ver hoja 28) Calculamos la reacción del parante a nivel de fundación

( ) 0222 222 =−−×+×+×

+FA RRWHbWCabW

( )

kgkg

mmmkgmm

mkgRF

4.21542.5192

5.32

66.103.16110.133.22

35.366.103.16110.1 222

−×+

×××+×+

××=

kgRF 43.4322 = Wb/2 = 1.10 x 161.03kg/m2 x 1.66m/2 =147.02 kg/m Para Q = 0 =>

) . sec (94.202.147

43.4321max flectormommáximodeciónaFdesdedistm

mkgkgX ==

( )2

.2

.2

2)( 1

xbWxWRM AFx ×−−=

( ) mkgmM .73.832294.2

266.103.16194.22.51943.432)94.2(

2

−=××−−=

Momento en el apoyo

mkgM C .4.1204)( 1−= (momento en apoyo viga contraviento)

Predimensionado

32 32.1144

25.105.120440 cmcmkgcmkgM

Wadm

xnec ===

σ

Page 37: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 37

Jxx = 14238.3 cm4

Jyy = 20566.4 cm4

A = 337.5 cm2 Verificación a pandeo Según x-x

5.65.3373.14238

2

4

==cmcmix

5.2905.6

583=⇒== xx cm

cm ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

kgkg

AR

wcpdx ⇒=<=

×=

×= 22

*1 2.4178.1

5.3372415.2 σωσ

Según y-y

7580.7

583 8.75.337

4.205662

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

3416.28

583

16.275.16801.791

01.791

1

112

4

1

41

=====

=

yy

y

ilcm

cmcmi

cmJ

λ

Coloco 9 tacos clavados en 5.83 m => 8 espacios

78.2 963422375

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.4198.15.33724178.2

σ

Verificación a Flexocompresión

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

cmcmkg

AR

WM

wfpdx

x

x ⇒=<=×

+=×

+= 2223

*2 25.1059.96

5.33724150.2

62.1265.120440 σ

ωσ

VIGA CONTRAVIENTO El desarrollo del muro piñón, en el frente y contrafrente de nuestra nave, se completa con una estructura reticular horizontal, que absorbe la descarga de los parantes, a la altura del extremo superior de las columnas o bien en el plano de los faldones superiores. En nuestro caso, no tenemos prevista ninguna ampliación, por lo que en el contrafrente vamos a disponer de una estructura similar. En estas condiciones y bajo la acción de un viento longitudinal, cualquiera sea su dirección, se producirán acciones opuestas de intensidades distintas. En pared a barlovento se produce presión sobre el muro piñón y simultáneamente a sotavento, se desarrolla succión según se indica en la figura.

Page 38: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 38

La intensidad de la presión es distinta que la de succión pero los esfuerzos obtenidos a barlovento, en cada elemento de la viga contraviento, se invierten a sotavento, por lo que tendremos que verificar cada una de las barras tanto a tracción como a compresión, suponiendo que no existe una dirección preponderante en la acción del viento podemos esperar la situación opuesta, con el viento atacando el contrafrente. Por esto, disponemos en forma simétrica, vigas contraviento en correspondencia con muros piñón de frente y contrafrente. Existen disposiciones variadas para esta estructura y hemos optado por montantes ubicados según los parantes del muro piñón, unidos por cordones y diagonales. Respecto a estas últimas, el punto de cruce oficiará de arriostramiento para ambas, es un punto fijo o nudo, y permite la reducción de la luz de pandeo a la mitad. La geometría de la viga contraviento surge de la separación dada a los parantes en función del ancho a = 3.35 m del portón. Para determinar la altura, se toman valores experimentales que varían entre valores 1/10 a 1/12 del largo de la viga, que en nuestro caso será L = 10.00 m, la luz de la nave. Elegimos h = 1/10 L = 10.00 m/10 => h = 1.00 m

Page 39: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 39

Esfuerzo(kg) Ubicación Barra Longitud(m) Barlovento Sotavento Cordón 6 8 1.94 6108.6 -4710.4 Superior 7 17 2.15 5597.7 -4343.7

18 3.36 6599.4 -5148.9 Cordón 1 20 1.66 2565.4 -2017.5 Inferior 16 19 1.66 -256.6 199.9

15 3.36 -2281.3 1796 9 26 0.97 -328.7 283 13 22 0.97 3514 -2758.9

Diagonales 10 25 0.97 2985.6 -2349.1 14 21 0.97 -816.8 664.2 11 24 1.75 2351.1 -1826.5 12 23 1.75 1271.6 -983.8

Montantes 2 4 1 -2550.3 1947.6 3 5 1 -2113.9 1657.9

Cordón Superior Barra 18 Madera a utilizar: Lenga Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 5.148 tn x (3.36m)2 = 4068.3 cm4 J c/u = 4068.3 / 2 = 2034.1 cm4

Adopto h / b = 3

====

=⇒=×=⇒=

cmhcmb

Adopto

cmbcmhh

20"85.7"3

4.5 4.16361.203436

1.2034 44

Jxx = 2 x 7.5 x 203 /12 = 10000 cm4

Jyy = 2 x (20 x 53 /12 + 20 x 7.5 x 7.52 ) = 18281.2 cm4

Page 40: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 40

A = 300 cm2

Según el eje X-X

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

il

cmcmcm

AJ

i

xx

xxx

xxxx

⇒<=×

=

=⇒===

===

222

2

4

20.4131.28300

9.514865.1

65.15977.5

336

77.5300

10000

ωσ

ωλ

Según el eje Y-Y

438.7

336 8.7300

2.182812

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

3216.25

336

16.2150

12.703

12.70312

5.720

1

112

4

1

43

1

=====

=

yy

y

il

cmcm

cmi

cmJ

λ

Coloco 6 tacos clavados en 3.36 m => 5 espacios

90.1 713222343

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.416.32300

9.514890.1σ

Barra 18 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

⇒<=== 222 14522300

4.6599σ

Cordón Inferior

Page 41: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 41

Barra 15 Jmin = 70 x P x l2 = 70 x 2.281 tn x (3.36m)2 = 1802.6 cm4 J c/u = 1802.6 / 2 = 901.3 cm4

Adopto h / b = 3

====

=⇒=×=⇒=

cmhcmb

Adopto

cmbcmhh

20"85.7"3

5.4 4.13363.90136

3.901 44

Jxx = 2 x 7.5 x 203 /12 = 10000 cm4

Jyy = 2 x (20 x 53 /12 + 20 x 7.5 x 7.52 ) = 18281.2 cm4

A = 300 cm2

Según el eje X-X

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

il

cmcmcm

AJ

i

xx

xxx

xxxx

⇒<=×

=

=⇒===

===

222

2

4

20.415.12300

3.228165.1

65.15977.5

336

77.5300

10000

ωσ

ωλ

Según el eje Y-Y

438.7

336 8.7300

2.182812

4

=====yy

yyyyy i

lcm

cmcmi λ

3216.25

336

16.2150

12.703

12.70312

5.720

1

112

4

1

43

1

=====

=

yy

y

il

cmcm

cmi

cmJ

λ

Coloco 6 tacos clavados en 3.36 m => 5 espacios

Page 42: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 42

90.1 713222343

2222

12 =⇒=××+=××+= yiyyi

nc ωλλλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 20.414.14300

3.228190.1σ

Barra 1- 20 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

AP

⇒<=== 222 1455.8300

4.2565σ

Diagonales Barras 13 – 22 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 2.758 tn x (0.97m)2 = 90.82 cm4

====

cmhcmb

Adopto20"8

5.7"3

Jxx = 5000 cm4

Jyy = 703.1 cm4

A = 150 cm2

Según el eje X-X

cmcmcmixx 77.5

1505000

2

4

==

13.11777.5

97=⇒== xxx ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.418.20150

9.275813.1σ

Según eje Y-Y

cmcmcmiyy 16.2

1501.703

2

4

==

Page 43: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 43

43.14516.2

97=⇒== yyyy ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.413.26150

9.275843.1σ

Barra 13 – 22 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<== 222 1454.231503514σ

Barras 11 – 24

====

cmhcmb

Adopto20"8

5.7"3

Según el eje X-X

cmcmcmixx 77.5

1505000

2

4

==

26.13177.5

175=⇒== xxx ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.413.15150

5.182626.1σ

Según eje Y-Y

cmcmcmiyy 16.2

1501.703

2

4

==

17.28116.2

175=⇒== yyyy ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.414.26150

5.182617.2σ

Barra 11 – 24 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<== 222 1457.15150

1.2351σ

Montantes Barras 2 – 4 Jmin = 35 x P x l2 = 35 x 2.550 tn x (1.00m)2 = 89.25 cm4

====

cmhcmb

Adopto20"8

5.7"3

Jxx = 5000 cm4

Jyy = 703.1 cm4

Page 44: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 44

A = 150 cm2

Según el eje X-X

cmcmcmixx 77.5

1505000

2

4

==

14.11877.5

100=⇒== xxx ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.414.19150

3.255014.1σ

Según eje Y-Y

cmcmcmiyy 16.2

1501.703

2

4

==

46.14716.2

100=⇒== yyyy ωλ

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<=×

= 222 2.418.24150

3.255046.1σ

Barra 2 – 4 Verificación a Tracción

VERIFICAcmkg

cmkg

cmkg

⇒<== 222 14513150

6.1947σ

Dimensionado de los tacos Cordón Superior

kgcmcmkgAP

yi

wcpdmáx 2.6505

90.130020.41 22

σ

kgkgPwQ máxyi

i 20660

2.650590.160

=

04.15.743

336

1

=cm

cmh

l

yi

y

λϕ

Page 45: Nave Madera

Construcciones Metálicas y de Madera Pablo A. Martínez Año: 2003 Ingeniería Civil

Nave de Madera 45

96.004.112

104.11212

1122

2

2

2

−×=

−=

ϕϕψ

kgcm

cmkgalQ

T i 8.9225.72

2.672062 1

1 =×

×=

××

=

kgkgTT 8.8858.92296.0 =×=×=ψψ

wspdhbT

τψ ≤×

×23

Adopto h = 20 cm

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

⇒<=×

× 22 94.42015

8.88523

Clavos => 55/160 => corte simple = 95 kg N = 885.8/95 = 10 clavos Cordón Inferior

kgcmcmkgAP

yi

wcpdmáx 2.6505

90.130020.41 22

σ

kgkgPwQ máxyi

i 20660

2.650590.160

=

04.15.743

336

1

=cm

cmh

l

yi

y

λϕ

96.004.112

104.11212

1122

2

2

2

−×=

−=

ϕϕψ

kgcm

cmkgalQ

T i 8.9225.72

2.672062 1

1 =×

×=

××

=

kgkgTT 8.8858.92296.0 =×=×=ψψ

wspdhbT

τψ ≤×

×23

Adopto h = 20 cm

VERIFICAcmkg

cmkg

cmcmkg

⇒<=×

× 22 96.42015

8.92223

Clavos pretaladrados => 55/160 Nd = 95 kg (corte simple) N = 885.8 x 1.25 / 95 = 12 clavos