INFORME DE CÁLCULO ESTRUCTURAL Obra: Viga Rectangular 1.00 m x 0.45m 21.00 m. de luz Fecha : 06 de Marzo de 2009 Lima Perú
CAPACIDAD DE CARGA DE VIGAS RECTANGULARES Características Geométricas de los tubos 1 ½ ¾ ½ Diámetro Exterior 48.00 27.00 21.30 Espesor Nominal 3.00mm. 2.50mm. 2.50mm. E 20389019Tn/m2 20389019Tn/m2 20389019Tn/m2 µ 0.30 0.30 0.30 Fy 250 Mpa 250 Mpa 250 Mpa La viga rectangular que se muestra en el plano a continuación ha sido fabricada con acero estructural ASTM36, esta ha sido modelada en el programa de cálculo estructural SAP2000 para determinar las cargas máximas que puede soportar. La viga esta montada en forma de armadura reticulada tridimensional con tubos de medidas mostradas en la tabla superior, la cual será analizada con tres tipos de cargas diferentes: a) Carga puntual al centro de luz b) Cargas puntuales a cada L/4 c) Carga Repartida en toda su longitud Modelamiento El modelamiento de la viga se hará de acuerdo a los planos de fabricación, estos fueron ingresados dentro del software y son mostrados en la imagen 1.1
1.1 Modelamiento en SAP2000 1) Modelo con Carga Puntual al Centro de Luz Se verificará la viga con una carga viva puntual de 4.25 de acuerdo a esto de harán las verificaciones de los elementos. 1.1 Verificación por Compresión y Tracción En la tabla A se presentan las cargas máximas que resisten los elementos según su diámetro. 1 ½ ¾ ½ Compresión 5042 Kgf. 2585 Kgf. 1766 Kgf. Tracción 12611 Kgf. 6466 Kgf. 4416 Kgf. Tabla A En las fig.1.2 se pueden apreciar el diagrama de fuerza axial obtenida del SAP2000. En esta se aprecia los valores actuantes sobre la viga debido a la combinación de cargas (muerta más viva).
Fig 1.2 a) Verificación de ø 1 ½ a tracción El diagrama de fuerza axial de tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 1.3. Fig 1.3
Como se puede ver en la fig. 1.3 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 9.85 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 12.6 9.85 < 12.6 Tn..OK!! b) Verificación de ø 1 ½ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 1.4. Fig 1.4 Como se puede ver en la fig. 1.4 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 3.8 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 5.0 3.8 < 5.0 Tn..OK!!
c) Verificación de ø ¾ a tracción El diagrama de fuerza axial a tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 1.5. Fig 1.5 Como se puede ver en la fig. 1.5 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 2.43 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 6.4 2.43 < 6.4 Tn..OK!!
d) Verificación de ø ¾ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 1.6. Fig 1.6 Como se puede ver en la fig. 1.6 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 1.27 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 2.5 1.27 < 2.5 Tn..OK!! e) Verificación de ø ½ Los tubos de ½ no son necesarios verificar ya que no cumplen una función estructural al no tomar ningún tipo de cargas o casi despreciables, ya que su función es solamente de unión y estabilidad.
2) Modelo con Cargas Puntuales a L/4 Se verificará la viga con cargas vivas puntuales de 2.10 de acuerdo a esto de harán las verificaciones de los elementos. 2.1 Verificación por Compresión y Tracción En las fig.2.1 se pueden apreciar el diagrama de fuerza axial obtenida del SAP2000. En esta se aprecia los valores actuantes sobre la viga debido a la combinación de cargas (muerta más viva). Fig 2.1
a) Verificación de ø 1 ½ a tracción El diagrama de fuerza axial de tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 2.2. Fig 2.2 Como se puede ver en la fig. 2.2 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 8.46 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 12.6 8.46 < 12.6 Tn..OK!!
b) Verificación de ø 1 ½ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 2.3 Fig 2.3 Como se puede ver en la fig. 2.3 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 3.75 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 5.0 3.75 < 5.0 Tn..OK!!
c) Verificación de ø ¾ a tracción El diagrama de fuerza axial a tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 2.4 Fig 2.4 Como se puede ver en la fig. 2.4 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 2.67 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 6.4 2.67 < 6.4 Tn..OK!!
d) Verificación de ø ¾ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 2.5. Fig 2.5 Como se puede ver en la fig. 2.5 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 1.93 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 2.5 1.93 < 2.5 Tn..OK!!
3) Modelo con Carga Repartida Se verificará la viga con una carga viva de 300 Kg/m. de acuerdo a esto de harán las verificaciones de los elementos. 1.3 Verificación por Compresión y Tracción En las fig.3.1 se pueden apreciar el diagrama de fuerza axial obtenida del SAP2000. En esta se aprecia los valores actuantes sobre la viga debido a la combinación de cargas (muerta más viva). Fig 3.1
a) Verificación de ø 1 ½ a tracción El diagrama de fuerza axial de tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 3.2. Fig 3.2 Como se puede ver en la fig. 3.2 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 7.83 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 12.6 7.83 < 12.6 Tn..OK!!
b) Verificación de ø 1 ½ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 3.3 Fig 3.3 Como se puede ver en la fig. 3.3 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 4.64 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 5.0 4.64 < 5.0 Tn..OK!!
c) Verificación de ø ¾ a tracción El diagrama de fuerza axial a tracción del elemento más esforzado se ve en la fig. 3.4 Fig 3.4 Como se puede ver en la fig. 3.4 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 3.27 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 6.4 3.27 < 6.4 Tn..OK!!
d) Verificación de ø ¾ a compresión El diagrama de fuerza axial a compresión del elemento más esforzado se ve en la fig. 3.5. Fig 3.5 Como se puede ver en la fig. 3.5 la fuerza axial debido a la combinación de cargas es de 1.46 Tn; según la Tabla el esfuerzo máx. permitido es de 2.5 1.46 < 2.5 Tn..OK!! Se recomienda que si la viga necesita ser cargada con más peso del permitido, esta se puede hacer, pero previamente tiene que ser reforzada con diagonales arriostrados al andamiaje Crab de Soporte de la viga.