RESOLUCIÓN DE UNA NAVE INDUSTRIAL
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- Esperanza Moya Quiroga
- hace 7 años
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1 x CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 1 de Enunciado RESOLUCIÓN DE UNA NAVE INDUSTRIAL Se solicita identificar, evaluar y combinar las acciones a las que pueda estar sometida la nave industrial de la figura de acuerdo con los datos particulares indicados y según las prescripciones de la norma CIRSOC 301 en particular y las normas CIRSOC asociadas en general. La configuración estructural se ha definido con pórticos biarticulados desplazables según el plano y-z conformando la Estructura Transversal tipo (E.T.T.) y sistemas arriostrados concéntricos en el plano x-z como se aprecia en la Vista Lateral. El módulo (a) define la dimensión longitudinal B = 6 x a. La estructura de cubierta estará conformada por correas con una separación de 1/12 de la luz (L) compatible con la chapa elegida. Con el objeto de arriostrar la cubierta se han dispuesto tensores cada cuatro paños. Los vínculos de todos los elementos estructurales con el terreno son articulados espaciales. B C D E F G A H y z B=6 x a 1 L H/2 a Perspectiva Nave 2
2 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 2 de Esquemas Estructurales Datos generales L = m; a = 6.50 m B = 6 x 6.50 m = m; H = 8.00 m Ubicación: Zona Industrial Godoy Cruz Mza a B = 6 x a H sep L Cubierta L Estructura Transversal Tipo (E.T.T.) H/2 H H/2 a B = 6 x a Vista Lateral
3 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 3 de Determinación de Acciones Cubierta de Techo. Cargas permanentes ( D ) (Chapa + aislamiento + cielorraso) = 20 kg/m² = 0.20 kn/m² Carga de mantenimiento de cubierta ( L r ) (s/cirsoc 101 sec. 4.9.) L r = R1. R2 [kn/m²] R1 R2 función del área tributaria función de la pendiente de la cubierta L r = = 0.96 kn/m² Nieve (S) s/cirsoc 104 Exposición B: Totalmente expuesta Ocupación: Categoría II p g = 0.30 kn/m²; C e = 0.90; C t = 1.00; I = 1.00 p f = C e. C t. I. p g = kn/m² = kn/m² p f mínimo = I. p g = kn/m² = 0.30 kn/m² Viento (W) s/cirsoc 102 Se distinguen dos tipos de elementos: Componentes y Revestimientos (C&R) y el Sistema Principal Resistente a Fuerza de Viento (SPRFV) Se indican las características específicas del ejemplo: Zona: Ocupación: Categoría de exposición: Categoría de cerramiento: Mendoza Categoría II Exposición B Parcialmente cerrado Velocidad de Viento: V = 39 m/s Factor de Ocupación: I = 1.00 Factor de Exposición B = 1.00 Edificio rígido: T = 0.10 s (f = 10 Hz)
4 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 4 de 14 Categoría de cerramiento: A o / A oi = 0.32 A o / A g = A oi / A gi = > 0.01 OK > 0.01 OK < 0.20 OK Edificio parcialmente cerrado Acciones para el SPRFV -531 N/m² -475 N/m² x -531 N/m² -531 N/m² -493 N/m² z -531 N/m² -546 N/m² y 530 N/m² -546 N/m² Planta y Vista Transversal (Zona 530 N/m² z -832 N/m² -493 N/m² -475 N/m² -546 N/m² -832 N/m² z -546 N/m² x y Vista Longitudinal Vista Transversal (Zona Esquemas de carga adoptados -600 N/m² -600 N/m² z z 530 N/m² -475 N/m² -546 N/m² -546 N/m² x y Vista Longitudinal Viento Dirección X-X Vista Transversal -500N/m² -500 N/m² z z -540 N/m² -540 N/m² -475 N/m² 530 N/m² x y Vista Longitudinal Vista Transversal Viento Dirección Y-Y
5 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Acciones para C & R Paredes Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 5 de 14 Lc = 6,50 m 2,00 4, N/m² -786 N/m² 720 N/m² -786 N/m² N/m² Correa Central (Zona 4) Correa Lateral (Zona 4/5) Lc = 6,50 m 720 N/m² Esquema de carga adoptado N/m² Cubierta Lc = 6,50 m 2,00 4,50 Lc = 6,50 m 479 N/m² 479 N/m² 479 N/m² -862 N/m² -862 N/m² -910 N/m² N/m² Correa Central (Zona 1) Correa Lateral (Zona 1/2) Correa Lateral (Zona 2/3) Lc = 6,50 m Esquema de carga adoptado 479N/m² N/m² Fijaciones Las acciones para la verificación de las fijaciones se deben referir a las zonas respectivas. Se puede plantear distintas densidades para considerar los aumentos locales de acciones.
6 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 6 de Sismo (E) s/ INPRES-CIRSOC 103 Por aplicación del reglamento la acción global última resultante más desfavorable es: E = ( /3.5). 330 kn = = 99 kn (Pórtico arriostrados concéntricos) La acción global resultante de viento es: Apared x ( ) = m m. (1.005) N/m²= N = kn = t Aplicando factores de carga, acción última por viento = kn = 241 kn. La acción horizontal determinante es la de viento pues resulta mayor que la acción sísmica horizontal. 4.- Combinaciones correa de techo L c L c L c Sep. Correas = m / 12 espacios = 1667 mm = m L c L c L c L c L c L c 1) Cargas permanente (D) q D = m x 0.20 kn/m² = kn/m = 33.3 kg/m Hay que adicionar el peso propio de la correa 0.15 kn/m = 15 kg/m q D = ( ) kn/m = kn/m = 48.3 kg/m 2) Cargas mantenimiento de cubierta (L r ) q Lr = m x (0.96 kn/m²x 1.0 x 1.0) q Lr = kn/m = 160 kg/m
7 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 7 de 14 3) Nieve (S) q S = m x 0.30 kn/m² = kn/m = 50 kg/m 4) Viento (W) Para correas de cubierta q W1 = m x ( )kN/m² = q W2 = m x ( ) kn/m² = kn/m = kg/m kn/m = kg/m 5) Montaje (L) P = 1.0 kn aplicada a L c /2 Como no se pueden combinar las acciones, se trabaja sobre los efectos (solicitaciones) Momento flector y esfuerzo de corte. Se deberá repetir para cada sección característica. En el ejemplo consideramos el centro del tramo (para el momento) y un extremo (para el esfuerzo de corte) por considerarse simplemente apoyada. En caso de considerarse continua se deberán analizar la cantidad de secciones necesarias para caracterizar convenientemente todos los esfuerzos. SOLICITACIONES D S W1 W2 L Lr Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Carga 0,200 0,300 0,479-0,910 1,000 0,960 Carga lin 0,483 0,500 0,798-1,517 1,000 1,600 Momento [knm] 2,553 2,641 4,217-8,011 1,625 8,452 Corte [kn] 1,57 1,63 2,60-4,93 0,50 5,20 COMBINACIONES PARA ESTADOS LÍMITES ÚLTIMOS (A.4.2)
8 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 8 de 14 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO - MOMENTO FLECTOR D S W1 W2 L Lr Momento Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 2,553 2,641 4,217-8,011 1,625 8,452 [knm] 1,40 C1 3,57 3,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,20 1,60 C2 5,66 3,06 0,00 0,00 0,00 2,60 0,00 C3 C4 C5 C6 1,20 1,20 1,20 1,20 1,60 1,60 0,50 0,80 1,50 1,60 3,06 3,06 3,06 3,06 0,00 4,23 4,23 1,32 0,00 0,00 3,37 6,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,52 0,00 0,00 0,00 16,59 7,29 10,66 10,71 1,20 C7 3,06 3,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90 1,50 C8-9,72 2,30 0,00 0,00-12,02 0,00 0,00 Los valores Envolvente de Momento Requerido son = 16,59-9,72 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO - ESFUERZO DE CORTE D S W1 W2 L Lr Corte Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 1,571 1,625 2,595-4,930 0,500 5,201 [knm] 1,40 C1 2,20 2,20 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,20 1,60 C2 2,69 1,89 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00 1,20 1,60 C3 10,21 1,89 0,00 0,00 0,00 0,00 8,32 1,20 1,60 C4 4,49 1,89 2,60 0,00 0,00 0,00 0,00 1,20 1,60 0,80 C5 6,56 1,89 2,60 2,08 0,00 0,00 0,00 1,20 0,50 1,50 C6 6,59 1,89 0,81 3,89 0,00 0,00 0,00 1,20 C7 1,89 1,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,90 1,50 C8-5,98 1,41 0,00 0,00-7,40 0,00 0,00 Los valores Envolvente de Corte Requerido son = 10,21-5,98 Efectos favorables a la seguridad no se consideran COMBINACIONES PARA ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO (A.L.1)
9 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 9 de 14 ESTADO LÍMITE DE SERVICIO D S W1 W2 L Lr Momento Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 2,553 2,641 4,217-8,011 1,625 8,452 [knm] 1,00 C1 2,55 2,55 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 1,00 C2 4,18 2,55 0,00 0,00 0,00 1,63 0,00 1,00 1,00 C3 11,00 2,55 0,00 0,00 0,00 0,00 8,45 1,00 1,00 1,00 C4 9,41 2,55 2,64 4,22 0,00 0,00 0,00 1,00 0,70 0,70 C5 7,35 2,55 1,85 2,95 0,00 0,00 0,00 C6 1,00 1,00 2,55 0,00 0,00-8,01 0,00 0,00 1,00 C7 8,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8,45 Los valores Envolvente de Momento requerido son = 11,00-5,46 La Combinación C7 es sólo para carga de uso 8,45-5, Combinaciones para un arriostramiento lateral 1) Viento incidiendo sobre muros hastiales (Dirección x-x) W 1 x H/2 α = H = 8.00 m a = 6.50 m H/2 H A H B a V A V B
10 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 10 de 14 W b x = (20.00 m m) kn/m² = kn = t W s x = (20.00 m m) kn/m² = kn = t W T x = kn = t W 1 x 1/8. W T x = kn = 2.01 t W 1 x u = 1.50 x kn = kn = t 2) Viento sobre cubierta (Dirección x-x) W c x1 = (20.00 m / m) kn/m² = kn = t W c x2 = (20.00 m / m / 2) kn/m² = kn = t Σ X = W 1 x H = 0 H A = H B = H = kn Σ Y = V V = 0 Σ M = W 1 x. h V. a = 0 V A = V B = V = kn Fuerza en el tensor = T u = kn = t Ecuación fundamental LRFD para tracción Resistencia Requerida Resistencia de Diseño R.R. R.D (Tracción Requerida) Pu Pd = φ. Pn (Tracción de Diseño) Pu es el resultado de la envolvente de solicitaciones Σ λ i Q i φ R n
11 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Combinaciones para una viga de techo Sep. Entre vigas = 6.50 m 1) Cargas permanente (D) Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 11 de 14 q D = 6.50 m x 0.30 kn/m² = 1.95 kn/m = kg/m Se agrega peso propio elementos estructurales 0.30 kn/m q D = kn/m = 2.25 kn/m = kg/m 2) Cargas mantenimiento de cubierta (L r ) A infl = m m A inf = m² A T = m m = m² > 56 m² R1 = 0.60 q Lr = 6.50 m x (0.96 x 0.60 x 1.00) kn/m² q Lr = 6.50 m x kn/m² = kn/m = kg/m 3) Nieve (S) q S = 6.50 m x 0.30 kn/m² = 1.95 kn/m = 195 kg/m 4) Viento (W) q W1 = 6.50 m x (- 0.50) kn/m² = q W2 = 6.50 m x (- 0.60) kn/m² = kn/m = kg/m kn/m = kg/m 5) Montaje (L) Consideraciones de montaje según el esquema proyectado P = 1.0 kn aplicada a L v / 2 Al igual que con las correas de techo, se trabaja sobre los efectos (solicitaciones) Momento flector y esfuerzo de corte. Se deberá repetir para cada sección característica. En el ejemplo consideramos el centro del tramo y apoyo (para el momento) y un extremo (para el esfuerzo de corte).
12 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 12 de 14 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO SECCIÓN CENTRAL D S W1 W2 L Lr Momento Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 58,930 48,900-97,310-91,000 5,000 93,790 [knm] 1,40 C1 82,50 82,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,20 1,60 C2 78,72 70,72 0,00 0,00 0,00 8,00 0,00 1,20 1,60 C3 220,78 70,72 0,00 0,00 0,00 0,00 150,06 1,20 1,60 0,80 C4 71,11 70,72 78,24-77,85 0,00 0,00 0,00 C5 1,20 0,50 1,50 70,72 24,45-145,97 0,00 0,00 0,00-50,80 C6 1,20 1,60 0,80 70,72 78,24 0,00-72,80 0,00 0,00 76,16 C7 1,20 0,50 1,50 70,72 24,45 0,00-136,50 0,00 0,00-41,33 C8 0,90 1,50 53,04 0,00 0,00-136,50 0,00 0,00-83,46 0,90 1,50 C9 53,04 0,00-145,97 0,00 0,00 0,00-92,93 Los valores Envolvente de Momento requerido son = 220,78-92,93 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO SECCIÓN APOYO D S W1 W2 L Lr Momento Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido -58,570-48, , ,000 0,000-93,210 [knm] C1 1,40-82,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-82,00 C2 1,20 1,60-70,28 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-70,28 1,20 1,60 C3-70,28 0,00 0,00 0,00 0,00-149,14-219,42 C4 1,20 1,60 0,80-70,28-77,76 145,95 0,00 0,00 0,00-2,09 C5 1,20 0,50 1,50-70,28-24,30 273,66 0,00 0,00 0,00 179,08 C6 1,20 1,60 0,80-70,28-77,76 0,00 83,20 0,00 0,00-64,84 C7 1,20 0,50 1,50-70,28-24,30 0,00 156,00 0,00 0,00 61,42 C8 0,90 1,50-52,71 0,00 0,00 156,00 0,00 0,00 103,29 C9 0,90 1,50-52,71 0,00 273,66 0,00 0,00 0,00 220,95 Los valores Envolvente de Momento requerido son = 179,08-219,42
13 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 13 de 14 ESTADO LÍMITE ÚLTIMO - ESFUERZO DE CORTE D S W1 W2 L Lr Corte Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 23,500 19,500 42,640 39,000 0,500 37,400 [knm] C1 1,40 32,90 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 32,90 C2 1,20 1,60 28,20 0,00 0,00 0,00 0,80 0,00 29,00 C3 1,20 1,60 28,20 0,00 0,00 0,00 0,00 59,84 88,04 C4 1,20 1,60 28,20 31,20 0,00 0,00 0,00 0,00 59,40 C5 1,20 1,60 0,80 28,20 31,20 34,11 0,00 0,00 0,00 93,51 C6 1,20 0,50 1,50 28,20 9,75 63,96 0,00 0,00 0,00 101,91 C7 1,20 1,60 0,80 28,20 31,20 0,00 31,20 0,00 0,00 90,60 C8 0,90 1,50 21,15 0,00 0,00 58,50 0,00 0,00 79,65 Los valores Envolvente de Corte Requerido son = 101,91 29,00 ESTADO LÍMITE DE SERVICIO SECCIÓN CENTRAL D S W1 W2 L Lr Momento Cargas muertas Nieve Viento P Viento S Montaje Mant. Cub Requerido 58,930 48,900-97,310-91,000 5,000 93,790 [knm] 1,00 C1 58,93 58,93 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 1,00 C2 63,93 58,93 0,00 0,00 0,00 5,00 0,00 C3 1,00 1,00 58,93 0,00 0,00 0,00 0,00 93,79 152,72 C4 1,00 1,00 1,00 58,93 48,90-97,31 0,00 0,00 0,00 10,52 1,00 0,70 0,70 C5 25,04 58,93 34,23-68,12 0,00 0,00 0,00 C6 1,00 1,00 58,93 0,00 0,00-91,00 0,00 0,00 1,00 C7 93,79 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 93,79 Los valores Envolvente de Momento requerido son = 152,72-32,07 Ecuación fundamental LRFD para flexión Resistencia Requerida Resistencia de Diseño R.R. R.D (Momento Requerido) Mu Md = φ. Mn (momento de Diseño) Mu es el resultado de la envolvente de solicitaciones Σ λ i Q i φ R n -32,07
14 CURSO DE ACTUALIZACIÓN. ESTRUCTURAS METÁLICAS. CIRSOC 301 INPRES-CIRSOC 103 IV Rev: D ACCIONES Y COMBINACIONES 14 de 14 ANEXO SOLICITACIONES
15 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :09 3-D View Moment 3-3 Diagram (DEAD) - KN-m Units
16 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :10 3-D View Moment 3-3 Diagram (S) - KN-m Units
17 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :10 3-D View Moment 3-3 Diagram (LR) - KN-m Units
18 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :11 3-D View Moment 3-3 Diagram (W1) - KN-m Units
19 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :11 3-D View Moment 3-3 Diagram (W2) - KN-m Units
20 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :11 3-D View Shear Force 2-2 Diagram (DEAD) - KN-m Units
21 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :12 3-D View Shear Force 2-2 Diagram (S) - KN-m Units
22 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :12 3-D View Shear Force 2-2 Diagram (LR) - KN-m Units
23 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :12 3-D View Shear Force 2-2 Diagram (W1) - KN-m Units
24 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :13 3-D View Shear Force 2-2 Diagram (W2) - KN-m Units
25 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :14 3-D View Axial Force Diagram (DEAD) - KN-m Units
26 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :14 3-D View Axial Force Diagram (S) - KN-m Units
27 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :14 3-D View Axial Force Diagram (LR) - KN-m Units
28 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :15 3-D View Axial Force Diagram (W1) - KN-m Units
29 ETABS v File: PORTICO - Octubre 16, :15 3-D View Axial Force Diagram (W2) - KN-m Units
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS ESTRUCTURAL 4.1. Introducción al comportamiento de las estructuras Generalidades Concepto estructural Compo
CAPITULO 0: ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN 0.1. El contexto normativo Europeo. Programa de Eurocódigos. 0.2. Introducción al Eurocódigo 1. Acciones en estructuras. 0.3. Eurocódigo 1. Parte 1-1. Densidades
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3. ESTRUCTURAS El presente estudio tiene por objeto justificar el cálculo de la estructura de la obra de referencia. Asimismo se indican las características de los materiales empleados, hipótesis utilizadas
C 6.1. ESTADOS LÍMITES PARA SOLICITACIONES DE FLEXIÓN Y DE CORTE
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