CALCULO DE TECHOS DE ESTRUCTURAS METALICAS. Dimensiones:

Transcripción

1 CALCULO DE TECHOS DE ESTRUCTURAS METALICAS Dimensiones: 3m

2 1.- Fuerzas sobre un techo: Donde: Fuerza del Viento: Para nuestro caso tenemos una estructura inclinada la cual forma un ángulo α con la dirección del viento, entonces: donde w: carga sobre la superficie inclinada C: coeficiente de construcción = 1.2 q: Presión dinámica del viento a mas de 8 m = 80 Kg-f/m 2 donde W: Carga por unidad de superficie donde F v Fuerza vertical donde F x Fuerza vertical

3 Calculando tenemos: w = C q sen (α) = 1.2(80) sen(13.5) = Kg/m 2 W = w A = (771.2) = Kg F v = W cos (α) = cos (13.5) = Kg F x = W sen (α) = sen (13.5) = 4030 Kg Fuerza del Peso del Eternit: Peso del Eternit = 21.5 Kg Numero de planchas de eternit: Na = (Ancho total a techar/longitud útil del eternit) = (25/1.64) = 16 N 1 = (Largo total a techar/ancho útil del eternit) = (60/0.875) = 69 Numero total de planchas de eternit es = 15 * 69 = 1040 aprox Peso total del Eternit = Kg Fuerza de Sobrecarga: Se suele a usar según nuestras dimensiones de nuestra estructura una sobrecarga de 10 Kg/m 2 por metro cuadrado de área de planta aproximadamente: P sc = 10 Kg/m 2 (1500 m 2 ) = Kg Fuerza del Peso de las Viguetas: Se asume un perfil determinado de vigueta y se busca su peso por unidad de longitud: Perfil Asumido: 2L 3 x 3 x 3/16 Peso por unidad de longitud = 6 kg/m Total de Viguetas = 18 x 12 = 216 viguetas Peso Total de las Viguetas = 18 x (60m) x (6kg/m) = 6480 kg Peso de la vigueta por m 2 = 4.25 Kg/m Fuerza del Peso del Tijeral: Se asume un perfil determinado para el tijeral y se busca su peso por unidad de longitud: Perfil Asumido: 2L 2.5 x 2.5 x 1/4 Los tijerales extremos soportaran un carga F y los tijerales intermedios soportaran 2 F Los cuales soportan una carga por metro cuadrado: 39.2 Kg/m 2 Numero de tijerales (Ntij) = 13 tijerales

4 F =(39.2 x 1542)/ 2*(13-1) = 2505 Kg 2 F = 5010 Kg (Carga total del Tijeral Intermedio) Ahora se reparte la fuerza sobre cada nudo del tijeral, considerando que sobre los nudos extremos actúa una fuerza Fn y sobre los nudos intermedios actúa una fuerza de 2 Fn. Nn = Numero de nudos = 16 F n =167 Kg y 2 F n = 334 Kg Fuerza Vertical Total sobre el Techo: Fuerza Horizontal Total sobre el Techo: Fuerza Horizontal producida por el viento es: Ahora se reparte la fuerza sobre cada nudo del tijeral, considerando que sobre los nudos extremos actúa una fuerza V y sobre los nudos intermedios actúa una fuerza de 2 V.

5 Carga Total de viento horizontal = 4030 kg Carga de viento por tijeral = 310 kg Entonces: 16 V = 310 V = 19.4 kg (Nudo Exterior ) 2V = 38.8 kg (Nudos Intermedios) 2.- Cargas o Fuerzas de la Estructura Metálica: 2.1.-Carga Muerta: Es el peso de los materiales, dispositivos de servicio, equipos, tabiques y otros elementos soportados por la edificación, incluyendo su peso propio, que sean permanentes o con una variación en su magnitud, pequeña en el tiempo. Fuerza del Peso del Tijeral = Fuerza del Peso del Eternit = Carga Muerta = kg Fuerza del Peso de las Viguetas = 2.2.-Carga Viva: Es el peso de todos los ocupantes, materiales, equipos, muebles y otros elementos movibles soportados por la edificación. Fuerza del Viento = Fuerza de Sobrecarga = Carga Viva = kg 3.- Tabla de Fuerzas en el Techo (Tijeral):

6 a) Fuerzas Verticales: AB N IV N AR N JK N BR N JV BC N VW N CR N VK RS N KL CD N KW N CS N LM N DS N LW N ST N MW N SE N WY N DE MN N TU N MY N FT NO N ET N NY N EF YZ N TG N OY N FG N OP N GH N OZ GU N PQ N HI PZ N HU N QZ N IU N UV N IJ

7 b) Fuerza Horizontal del Viento de Izquierda a Derecha: AB IV N AR N JK N BR JV N BC N VW N CR VK N RS N KL N CD KW N CS LM N DS N LW N ST MW N SE N WY N DE MN TU N MY N FT NO ET NY N EF N YZ N TG OY N FG N OP N GH OZ N GU N PQ N HI PZ N HU QZ N IU N UV N IJ N

8 b) Fuerza Horizontal del Viento de Derecha a Izquierda: AB N IV AR N JK BR N JV BC N VW CR N VK N RS N KL CD N KW CS N LM DS 79.1 LW ST N MW SE N WY N DE N MN TU N MY FT N NO ET N NY EF N YZ TG N OY N FG N OP GH N OZ GU N PQ HI N PZ HU N QZ N IU N UV N IJ

9 c) Fuerzas Vertical mas Fuerza del Viento de Derecha a Izquierda: AB N IV N AR N JK N BR N JV BC N VW N CR N VK RS N KL CD N KW N CS N LM N DS N LW N ST N MW N SE N WY N DE MN N TU N MY N FT NO N ET N NY N EF YZ N TG N OY N FG N OP N GH N OZ GU N PQ N HI PZ N HU N QZ N IU N Reacción Ay N UV N Reacción Ax N IJ Reacción Qy 3115 N

10 d) Fuerzas Vertical mas Fuerza del Viento de Izquierda a Derecha: AB N IV N AR N JK N BR N JV BC N VW N CR N VK RS N KL CD N KW N CS N LM N DS N LW N ST N MW N SE N WY N DE MN N TU N MY N FT NO N ET N NY N EF YZ N TG N OY N FG N OP N GH N OZ GU N PQ N HI PZ N HU N QZ N IU N Reacción Ay N UV N Reacción Ax N IJ Reacción Qy 3165 N

11 Como vemos en el caso d encontramos las barras mas criticas, donde tomaremos las de mayor magnitud a tracción i compresión. 4.- Barras Críticas: 4.1.-Para Barras del Cordón Superior e Inferior (Barras de color rojo): Barra RS = N Barra NO = N a Tracción a Compresión 4.2.-Para Barras Montantes (Barras de color azul): Barra DS = N a Compresión 4.3.-Para Barras Diagonales (Barras de color verde): Barra IU = N a Tracción Barra GU = N a Compresión 5.- Calculo de Tracción y Pandeo de las Barras Críticas: Material Acero ASM A36 Nsf = 1.4 (Factor de Seguridad) Sy = 36 lb/pulg 2 E = lb/pulg 2 a) Cordón Superior e Inferior: Perfil asumido 2L 2.5 x 2.5 x ¼ Datos: A 0 = 1.19 pulg 2 I o = pulg 4 x = y = pulg Tracción: RS= N = lb = P t L RS =3.125 m

12 Entonces: Pandeo: (Barras articuladas en ambos extremos ) NO = N = lb = P t L NO = m = pulg = L E Eje xx: Como entonces utilizamos la Ecuación de Johnson: [ ] [ ] Como Eje yy: [ ] [ ]

13 Como entonces utilizamos la Ecuación de Johnson: [ ] [ ] Como b) Montantes: Perfil asumido L 2. x 2. X 3/16 Datos: A 0 = pulg 2 I o = pulg 4 x = y = pulg Pandeo: (Barras articuladas en ambos extremos ) DS = N = lb = P t L DS = m = pulg = L E Eje xx: Como entonces utilizamos la Ecuación de Johnson: [ ] [ ]

14 Como Eje yy: Entonces c) Diagonales: Perfil asumido L 2. x 2. X 3/16 Datos: A 0 = pulg 2 I o = pulg 4 x = y = pulg Tracción: IU= N = lb = P t L RS =3.383 m Entonces: Pandeo: (Barras articuladas en ambos extremos ) GU = N = lb = P t L DS = m = pulg = L E Eje xx:

15 Como entonces utilizamos la Ecuación de Euler: Como Eje yy: Entonces 6) Planos:

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17 8) Anexos:

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