Memoria de Calculo de Cercha Estadio

DISEÑO DE COMPONENTES METALICOS.DATOS GENERALES DE LA ESTRUCTURA

TIJERAL N° 3

TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA: C

J

K

D

TIJERAL T 3

ELEVACION DE CERCHA METALICA

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ACERO : Arcos metalicos: Fy = Fu = corrugado: Fy = SOLDADURA: COBERTURA:

Electrodos: Fexx = Fexx = Pu =

36 KSI 58 KSI 4200 Kg/cm2, 60 KSI 70 KSI 1.50 kg/m2

λc = u= λc =

7.85 Tn/m3, 0.30 7.85 Tn/m3,

Ec =

2,000,000 Kg/cm2

Ec =

2,100,000 Kg/cm2

(E70 XX - AWS, para acero liso) (E70 XX - AWS, para acero corrug.) (POLICARBONATO e=8mm ; catalogo fabricante)

Pág. 1

DISEÑO DE CERCHA METALICA Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura: TIPOS DE CARGAS: CARGA MUERTA (D): Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50 kg/m2 20.00 kg/m2 Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 21.50 kg/m2  WD = CARGA VIVA DE TECHO (Lr): 30.00 kg/m2  NTP E.020 WLr = CARGA DE VIENTO (W): Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)  NTP E.030 Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a  NTP E.020 - 2007 donde: Ph  0.005xCxVh 2 θ° la superficie, para "h"< 10m (kg/m2) barlovento sotavento 0.70 de 15° C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda) -0.40 (El signo positivo indica presión y el negativo succión) BARLOVENTO: BARLOVENTO:

Considerando presion en el Barlovento: Considerando succion en el Barlovento:

C= C=

0.70 0.00

SOTAVENTO

Se tiene succion en el Sotavento:

C=

-0.40

ρh = ρh = ρh =

  

28.35 0.00 -16.20

kg/m2 kg/m2 kg/m2

Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: METRADO DE CARGAS: 6.84 m A = ancho tributario entre tijerales (m) = B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B) , 236.77 kg  PD =

CARGA VIVA DE TECHO (PLr):

P Lr = (W Lr )(A)(B)

P W = (ρ h )(A)(B) CARGA DE VIENTO (W): BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:

Se tiene succion en el Sotavento: SOTAVENTO Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:

CERCHA 1 = CERCHA 2 =

118.38 118.38

kg kg

 PLr = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

330.37 165.19 165.19

kg kg kg

PWp-s =  PWy = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

312.20 312.20 156.10 156.10

kg kg kg kg

PWs-s =  PWYy = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

-178.40 -178.40 -89.20 -89.20

kg kg kg kg

33.04

kg

CARGA DE LLUVIA (R):

PR =

1.61

m

COMBINACIONES DE CARGAS: COMB 01 : COMB 02 : COMB 03 : COMB 04 : COMB 05 : COMB 06 : COMB 07 : COMB 08 : COMB 09 : COMB 10 : ENVOLVENTE:

1.4 D 1.2 D + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr 0.9 D + 1.3 Wp-s 0.9 D + 1.3 Ws-s 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 1.2 D + 0.5 R 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R COMB 01 + ….+ COMB 10

D= Lr = Wp-s = Ws-s = R=

CARGA MUERTA CARGA VIVA CARGA DE VIENTO - BARLOVENTO CARGA DE VIENTO - SOTAVENTO CARGA DE AGUA DE LLUVIA

ANALISIS ESTRUCTURAL:

Pág. 2

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

PERFILES METALICOS

ESTADO CARGA MUERTA (PD)

Kg - m.

Pág. 3

ESTADO CARGA VIVA DE TECHO (PLr)

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWp-s)

Pág. 4

UND. =KG - Cm.

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s)

E 

DIAGRAMA-ENVOLVENTE DE DEFORMACIONES Se observa que el punto con deflexion maxima esta en la brida inferior, cuyo valor se considera aceptable

Pág. 5

PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SU CAPACIDAD RESISTENTE ANGULO DE ALTA RESISTENCIA SECCIONES ANGULO DE LADOS IGUALES (PULG.) BRIDA SUPERIOR 3" 3" 5/16" BRIDA INFERIOR 3" 3" 5/16" DIAGONAL 2 1/2" 2 1/2" 1/4"

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION  Fcr  25.32 Ksi

ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99: esfuerzo critico en compresion, para acero A-36

Kl  60 r Fcr

donde:

y

Barra mas critica: N° 42

Se elige perfil:

c 

de (5):

Kl

Fy

r

E

Pu = L= r>

VERIFICACION POR ESBELTES: de (7):  λc = 0.917 < 1.5 … OK de (6): Fcr = 25.310 Ksi 

" "

luego:

Kl r

F

Fy E

GJ crz  __ A r o2

= 0.9175

=

luego: Pn   c Fcrft Ag =

DISEÑO DE BRIDA SUPERIOR:



Se elige perfil:

< 1.5

420.2701



130.260 Kips >

Barra mas critica: N° 113 L 2" x 2" x 1/4"

de (5):



……..(7)

1.91 Kips 62.99 pulg

requiere: Ag = 0.089 pulg2

1.140 0.770

pulg2 > Ag …...…OK pulg > r …...…MAL

ry=

0.770

pulg >

Puadm = Ø(Fcr)(Ag) =

24.53

Kips > Pu

λ = 6.40



……..(6)

Ag = rx=



, b  t

VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL: Del perfil: Xcg = 0.263 pulg __ r o 2  xo2  yo2  rx2  ry2 = Ycg = 0.263 pulg G= 11200 Ksi b1 = b2 = b - T/2 = c 

……..(5)

Pu Ag   Fcr

866.37 Kg = 1.600 m = 1.050 pulg

L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"

VERIFICACION POR PANDEO LOCAL: b b= 2 = 2.00   T T= 5/16 = 0.313

r > KL/60



esfuerzo admisible (Ksi),

Ø = 0.85 (en compresion)

DISEÑO DE BRIDA INFERIOR:



esbeltes admisible

2  (0.658 c ) F y

……..(4)

76 = Fy

12.667



1.84



H

OK (no existe pandeo local)

 2 2  yo x  1   o __ 2  r o 

J 

S :  c  15

Fcry  (0.658  c ) Fy

S :  c  15

Fcry 

Fcrft 

Pu =

Pu = L= r>

Fcrft  Fcrz 2H

1.91

 1   

OK

9154.50 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg 

OK

> λ

1.324 pulg pulg

r …...…MAL

0.877

b1 t13  b2 t 3 2 3

0.938 0.609

ry=

0.609

=

0.075

Fcry =

25.310 Ksi

=

134.427 Ksi

L 2" x 2" x 5/16" para toda la brida inferior

20.16 Kips 13.64 pulg

Ag = rx=

= 0.921 pulg

Fy

 c2 4 Fcry Fcrz H   ( f cry  Fcrz ) 2  



    


pulg2 > Ag …...…OK pulg > r …...… OK pulg > r …...… OK

VERIFICACION POR ESBELTES:

Pág. 6

de (7): de (6):

 

λc = Fcr =


0.251 < 1.5 … OK 35.061 Ksi


" "

λ = 8.00

, b 

76 = Fy

t


luego:

F

Kl r

crz 

Fy E

= 0.2512

GJ __ A r o2

=


DISEÑO DE DIAGONALES:



Se elige varilla:

< 1.5



602.1153



181.394 Kips >


de (5):

Kips > Pu

12.667

0.880 pulg



1.88



pulg

H


 2 2  yo x  1   o __ 2  r o 

S :  c  15

Fcry 

Fcrft 

Pu =

Pu = L= r>

2H

20.16

 1   

OK

2097.12 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg

0.877

b1 t13  b2 t 3 2 3

J 

S :  c  15

Fcrft  Fcrz

OK

> λ

Fcry  (0.658  c ) Fy

= 0.821 pulg = 0.0391

Fcry =

35.062 Ksi

=

227.632 Ksi

Fy




    

L 2" x 2" x 1/4" para toda la brida superior

4.62 Kips 13.64 pulg (preferible)

requiere: 2 Ag = 0.215 pulg

Ag = rx=

0.442 0.188


(se obvia)

ry=

0.188

pulg >

(se obvia)


5.27

Kips > Pu



Ø 3/4" (corrugado)


27.94

r …...…MAL OK

Ø 3/4" (corrugado) similar para primeras 18 diagonales empezando de cada extremo, el resto: Ø 5/8"

DISEÑO DE SOLDADURAS

ESPECIFICACIONES AISC - LRFD 99: ESPESOR DE SOLDADURA:

Dmax = t - 1/16" < 1/2”

, Dmin = 1/8”

RESIST. POR SOLDADURA:

ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8)

(soldadura en ambas caras

RESIST. POR FRACTURA:

ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)

de la plancha)

donde:

T = 0.707(D) t = espesor del perfil Φ = 0.75 por equilibrio de fuerzas: por esfuerzo neto de la soldadura del fondo: Longitudes de soldadura:

ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y" L3 = ancho del perfil Pu = f 1 + f 2 + f 3

f 3 = (L3)(ΦRn).….(10)

L1 = f 1/(ΦRn) > 4D …… (13)

f 1 = Pu*(1-Y/L3)-f 3/2 ……(11) f 2 = Y*Pu/L3 - f 3/2 ……....(12) L2 = f 2/(ΦRn) 4D …… (14)

DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR): DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y= 0.375 Y 85: t= 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg <1/2" D= 1/8 Dmin = 1/8” T= 0.088 ΦRn = ΦRn = 6.525 Kip/pulg ΦRn = de (8): 4.77 Kip/pulg , de (9): 4.772 de (10): f3= 0.00 Kip (obviando esta fuerza) de (11): f2= 2.50 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = de (12): f1= 2.50 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 8 nudos de brida superior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg) DISEÑO EN NUDO 2 (MAS CRITICO EN BRIDA INFERIOR): DIAGONALES 109 Pu = 9.25 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y= 0.375 Y 110: t= 5/16 pulg : Dmax = t - 1/16" = 4/16 pulg <1/2" D= 1/8 Dmin = 1/8” T= 0.088 ΦRn = ΦRn = 8.156 Kip/pulg ΦRn = de (8): 4.77 Kip/pulg , de (9): 4.772 de (10): f3= 0.00 Kip (obviando esta fuerza) de (11): f2= 4.63 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = de (12): f1= 4.63 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

pulg pulg pulg Ksi (gobierna)


Pág. 7


TIJERAL N° 1

TOMANDO LA CERCHA METALICA MAS CRITICA:

1

2

TIJERAL T 1

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ACERO :

Arcos metalicos: corrugado:

SOLDADURA: COBERTURA:

Fy = Fu = Fy =



λc = u= λc =

7.85 Tn/m3, 0.30 7.85 Tn/m3,

Ec =

2,000,000 Kg/cm2

Ec =

2,100,000 Kg/cm2


Pág. 8

DISEÑO DE CERCHA METALICA TIPOS DE CARGAS: CARGA MUERTA (D):

Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura:

Cobertura (catalogo fabricante): Estructura metalica (estimado a verificar): 

D1 = D2 = WD =

1.50 kg/m2 20.00 kg/m2 21.50 kg/m2



WLr =

30.00

CARGA VIVA DE TECHO (Lr): NTP E.020

kg/m2

CARGA DE VIENTO (W): NTP E.030



NTP E.020 - 2007  θ° barlovento 0.70 de 15°

Vh =

90.00 km/h

(Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)

2 Ph  0.005xCxVhdonde: sotavento -0.40

Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a la superficie, para "h"< 10m (kg/m2) C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda) (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

BARLOVENTO: BARLOVENTO:

Considerando presion en el Barlovento: Considerando succion en el Barlovento:

C= C=

0.70 0.00

SOTAVENTO


C=

-0.40

ρh = ρh = ρh =

  

28.35 0.00 -16.20

kg/m2 kg/m2 kg/m2

METRADO DE CARGAS:

Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: 2.24 m A = ancho tributario entre tijerales (m) = B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = CARGA MUERTA (PD): P D = (W D )(A)(B) , 73.20 kg  PD = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

36.60 36.60

kg kg

 PLr = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

102.14 51.07 51.07

kg kg kg

Considerando presion en el Barlovento: BARLOVENTO: Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:

PWp-s =  PWy = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

96.53 96.53 48.26 48.26

kg kg kg kg


PWs-s =  PWYy = CERCHA 1 = CERCHA 2 =

-55.16 -55.16 -27.58 -27.58

kg kg kg kg

10.21

kg


CARGA DE VIENTO (W):


1.52

m

P W = (ρ h )(A)(B)


PR =


1.4 D 1.2 D + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr 0.9 D + 1.3 Wp-s 0.9 D + 1.3 Ws-s 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 1.2 D + 0.5 R 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R COMB 01 + ….+ COMB 10




Pág. 9

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

PERFILES METALICOS


Kg - m.

Pág. 10


Kg - m.


Kg - m.

Pág. 11

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s)

Kg - m. 


Pág. 12

PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SU CAPACIDAD RESISTENTE ANGULO DE ALTA RESISTENCIA SECCIONES ANGULO DE LADOS IGUALES (PULG.) BRIDA SUPERIOR 2 1/2" 2 1/2" 3/16" BRIDA INFERIOR 2 1/2" 2 1/2" 3/16" DIAGONAL 2" 2" 3/16"

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION


 Fcr  25.32 Ksi

esbeltes admisible

Kl  60 r

2



……..(4)

r > KL/60

……..(5)

Fcr  (0.658 c ) F y donde:

y






Se elige perfil:


de (5):

Pu = L= r>



" "

λ = 6.40

,

b  t


luego: luego:

Kl r

F

crz 

= 0.9175 Fy E



GJ = 420.2701  __ A r o2 = F Ag 130.260 Kips >

Pn   c crft




< 1.5

Se elige perfil:

Barra mas critica: N° 113 L 2" x 2" x 1/4"

de (5):


1.140 0.770


ry=

0.770

pulg >

24.53

Kips > Pu

76= Fy

12.667

VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL: Del perfil: Xcg = 0.263 pulg __ Ycg = 0.263 pulg r o 2  xo2  yo2  rx2 = ry2 1.324 pulg G= 11200 Ksi b1 = b2 = b - T/2 = 1.84 pulg

c 

……..(7)

Ag = rx=


< 1.5 … OK Ksi


E

866.37 Kg = 1.600 m = 1.050 pulg

L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"

VERIFICACION POR ESBELTES: de (7): λc = 0.917  de (6): Fcr = 25.310 

F y

Kl r

c 

……..(6)

Pu Ag   Fcr

> λ

 

S :  c  15

r …...…MAL OK


 2 2   =y o x  0.921 pulg  1   o  __ 2   r o   = 0.075 b1 t13  b2 t 3 2 J  3  c Fcry = 25.310 Ksi

H

Fcry  (0.658 ) Fy 0.877 S :  c  15 Fcry  Fy  c2   Fcrft  Fcrz 4 Fcry Fcrz = H134.427 Ksi 1   Fcrft  2   2H ( f cry  Fcrz )  Pu = 1.91 OK  L 2" x 2" x 5/16" para toda la brida inferior

Pu = L= r>

9154.50 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg 

20.16 Kips 13.64 pulg


Ag = rx=

0.938 0.609

pulg2 > Ag …...…OK pulg > r …...… OK

ry=

0.609

pulg >

r …...… OK

VERIFICACION POR ESBELTES:

Pág. 13

de (7): de (6):

 

0.251 35.061

λc = Fcr =


< 1.5 … OK Ksi


" "

λ = 8.00

,

b  t

76= Fy

27.94

12.667

VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL: Del perfil: Xcg = 0.263 pulg __ Ycg = 0.263 pulg r o 2  xo2  yo2  rx2 = ry2 0.880 pulg G= 11200 Ksi b1 = b2 = b - T/2 = 1.88 pulg

c  luego: luego:

Kl r

F

crz 

= 0.2512 Fy E



GJ = 602.1153  __ 2 A r o = F Ag 181.394 Kips >

Pn   c crft




< 1.5


de (5):

VERIFICACION POR ESBELTES: de (7): λc = 0.816  de (6): Fcr = 14.038 

< 1.5 … OK Ksi

> λ

 

S :  c  15

OK


 2 2   =y o x  0.821 pulg  1   o  __ 2   r o   = 0.0391 b1 t13  b2 t 3 2 J  3  c Fcry = 35.062 Ksi

H

Fcry  (0.658 ) Fy 0.877 S :  c  15 Fcry  Fy  c2  Fcrft  Fcrz  4 Fcry Fcrz = H227.632 Ksi 1   Fcrft  2   2H ( f cry  Fcrz )  Pu = 20.16 OK  L 2" x 2" x 1/4" para toda la brida superior

Pu = L= r>

Ø 3/4" (corrugado)

Se elige varilla:

Kips > Pu

2097.12 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg 



Ag = rx=

0.442 0.188


(se obvia)

ry=

0.188

pulg >

(se obvia)

5.27

Kips > Pu


r …...…MAL OK




Dmax = t - 1/16" < 1/2”

, Dmin = 1/8”


ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8)



ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)

de la plancha)

donde:


DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR): DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): Y 85: t= 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = de (8): de (10): de (11): de (12):

ΦRn = f3= f2= f1=

ΦRn =

Pu = f 1 + f 2 + f 3

f 3 = (L3)(ΦRn).….(10)

L1 = f 1/(ΦRn) > 4D …… (13)

L3 = 0.75 pulg 3/16 pulg <1/2"


Y= D= T= ΦRn =

0.375 1/8 0.088 4.772


Y= D= T= ΦRn =

0.375 1/8 0.088 4.772


Dmin = 1/8” ΦRn = 6.525 Kip/pulg 4.77 Kip/pulg , de (9): 0.00 Kip (obviando esta fuerza) 2.50 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = 2.50 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 8 nudos de brida superior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

DISEÑO EN NUDO 2 (MAS CRITICO EN BRIDA INFERIOR): DIAGONALES 109 Pu = 9.25 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): Y 110: t= 5/16 pulg : Dmax = t - 1/16" = de (8):

ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y" L3 = ancho del perfil

4.77

Kip/pulg

, de (9):

Dmin = 1/8” ΦRn = 8.156

L3 = 0.75 pulg 4/16 pulg <1/2" Kip/pulg

Pág. 14

de (10): de (11): de (12):

f3= f2= f1=

0.00 Kip (obviando esta fuerza) 4.63 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = 4.63 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)

Pág. 15


TIJERAL N° 5

NOTA : EL DISEÑO DEL TIJERAL ES TIPICO PARA LOS TIJERALES T4, T5 y T6 TOMANDO EL ARCO METALICO MAS CRITICO: 1.46

1.46

1.46

1.46

1.46

1.46

1.45

1.74

.50

1.75

.91

.84

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.73

.83

.91

TIJERAL T5 ELEVACION DE CERCHA

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ACERO : Arcos metalicos: Fy = Fu = corrugado: Fy = SOLDADURA: COBERTURA:



λc = u= λc =

7.85 Tn/m3, 0.30 7.85 Tn/m3,

Ec =

2,000,000 Kg/cm2

Ec =

2,100,000 Kg/cm2


Pág. 16

DISEÑO DE CERCHA METALICA Identificando los tipos de cargas intervinientes en la Estructura: TIPOS DE CARGAS: CARGA MUERTA (D): Cobertura (catalogo fabricante): D1 = 1.50 kg/m2 10.00 kg/m2 Estructura metalica (estimado a verificar): D2 = 11.50 kg/m2  WD = CARGA VIVA DE TECHO (Lr): 30.00 kg/m2  NTP E.020 WLr = CARGA DE VIENTO (W): Vh = 90.00 km/h (Mapa Eolico del Peru, zona LAMBAYECHE)  NTP E.030  NTP E.020 - 2007 θ° barlovento 0.70 de 15°

Ph  0.005xCxVh 2

donde:

sotavento -0.40

Ph = Presión o succión del viento a una altura “h” perpendicular a la superficie, para "h"< 10m (kg/m2) C = factor de forma adimensional (de tabla izquierda) (El signo positivo indica presión y el negativo succión)

BARLOVENTO:

Considerando presion en el Barlovento:

C=

0.70



ρh =

28.35

kg/m2

BARLOVENTO:

Considerando succion en el Barlovento:

C=

0.00



ρh =

0.00

kg/m2

SOTAVENTO


C=

-0.40



ρh =

-16.20

kg/m2

Calculando las cargas concentradas sobre los nudos de la brida superior: METRADO DE CARGAS: 5.55 m A = ancho tributario entre tijerales (m) = B = ancho tributario entre nudos de brida superior(m) = P D = (W D )(A)(B) ,  CARGA MUERTA (PD): PD = 51.06 kg




PLr =

133.20

kg

P W = (ρ h )(A)(B) CARGA DE VIENTO (W): BARLOVENTO: Considerando presion en el Barlovento: Descomponiendo esta fuerza en componentes rectangulares:



PWp-s = 125.87 PWy = 125.87

kg kg




PWs-s = -71.93 PWYy = -71.93

kg kg

13.32

kg




PR =

0.80

m

(en alta pendiente)

ESPECIFICACION A-4.1 LRFD: 1.4 D 1.2 D + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Wp-s + 0.5 Lr 1.2 D + 1.3 Ws-s + 0.5 Lr 0.9 D + 1.3 Wp-s 0.9 D + 1.3 Ws-s 1.2 D + 1.6 Wp-s + 0.8 Lr 1.2 D + 1.6 Ws-s + 0.8 Lr 1.2 D + 0.5 R 1.2 D + 0.5 Lr + 0.5 R COMB 01 + ….+ COMB 10




Pág. 17

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

SECCIONES DEL EJE A al EJE D

SECCIONES DEL EJE E al EJE H

SECCIONES DEL EJE O al EJE R

PERFILES METALICOS


Pág. 18



Pág. 19

ESTADO CARGA DE VIENTO (PWs-s) 


Pág. 20

PARA EL DIESEÑO DE SECCIONES SE HAN PROPUESTO LAS SIGUIENTES DIMENSIONES, LAS CUALES SE VERFICARAN SU CAPACIDAD RESISTENTE ANGULO DE ALTA RESISTENCIA SECCIONES PERFIL RECTANGULAR (PULG.) BRIDA SUPERIOR 2" 4" 5/16" BRIDA INFERIOR 2" 4" 5/16" DIAGONAL 2" 2" 1/8"

DISEÑO DE ELEMENTOS A COMPRESION

 Fcr  25.32 Ksi


Kl  60 r Fcr

donde:

Se elige perfil:

c 

y


de (5):

Kl

Fy

r

E

Pu = L= r>


" "

luego:

Kl r

F

crz 

Fy E

GJ __ A r o2

= 0.9175

=





Se elige perfil:



420.2701



130.260 Kips >


de (5):




ry=

0.770

pulg >


24.53

Kips > Pu

,

b  t

76 = Fy

12.667

> λ

1.324 pulg



1.84



pulg

r …...…MAL

H

 2 2  yo x  1   o __ 2  r o 

J 

S :  c  15 S :  c  15

Fcry 

Fcrft 

Pu =

Fcrft  Fcrz 2H

1.91

Pu = L= r>

 1   

OK

9154.50 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg

0.877

b1 t13  b2 t 3 2 3

=

20.16 Kips 13.64 pulg

ry=

0.609


27.94

Kips > Pu

76 = Fy

12.667

0.075

134.427 Ksi


pulg2 > Ag …...…OK pulg > r …...… OK pulg > r …...… OK

b  t

=

L 2" x 2" x 5/16" para toda la brida inferior

0.938 0.609

,

= 0.921 pulg

Fcry = 25.310 Ksi

Ag = rx=

λ = 8.00

    

Fy




OK


Fcry  (0.658  c ) Fy



" "

……..(7)


L 2" x 2" x 1/4"




1.140 0.770

λ = 6.40

< 1.5

……..(6)

Ag = rx=




……..(5)

Pu Ag   Fcr

866.37 Kg = 1.600 m = 1.050 pulg

L 2-1/2" x 2-1/2" x 3/16"


r > KL/60








esbeltes admisible

2  (0.658 c ) F y

……..(4)

> λ

OK


Pág. 21

b  t

VERIFICACION POR PANDEO FLEXOTORSIONAL: Del perfil: Xcg = 0.263 pulg __ r o 2  xo2  yo2  rx2  ry2 = Ycg = 0.263 pulg G= 11200 Ksi b1 = b2 = b - T/2 =

76 Fy

 2 2  yo x  1   o __  r o2 

0.880 pulg



H

1.88



b1 t13  b2 t 3 2 J 

pulg

    

= 0.821 pulg = 0.0391

3

c 

luego:

F

Kl r

crz 

Fy E

= 0.2512

GJ __ A r o2

=





Se elige varilla:

< 1.5



602.1153



181.394 Kips >


de (5):

Fcry  (0.658  c ) Fy 0.877 S :  c  15 Fcry  Fy  c2 Fcrft  Fcrz  4 Fcry Fcrz H 1  Fcrft   2H ( f cry  Fcrz ) 2 

Pu =

Pu = L= r>

20.16

OK

2097.12 Kg = 0.347 m = 0.227 pulg



   

=

227.632 Ksi

L 2" x 2" x 1/4" para toda la brida superior


requiere: 2 Ag = 0.215 pulg

Ag = rx=

0.442 0.188

2 pulg > Ag …...…OK pulg > r …...…MAL

(se obvia)

ry=

0.188

pulg >

(se obvia)


5.27

Kips > Pu



Ø 3/4" (corrugado)


Fcry = 35.062 Ksi

S :  c  15

r …...…MAL OK




Dmax = t - 1/16" < 1/2”

, Dmin = 1/8”


ΦRn = 2*Φ0.60Fexx (T )….…(8)



ΦRn = Φ0.60 Fu(t) …...…... (9)

de la plancha)

donde:


ademas: C.G. = Centro de Gravedad del Perfil = "Y" L3 = ancho del perfil Pu = f 1 + f 2 + f 3

f 3 = (L3)(ΦRn).….(10)

L1 = f 1/(ΦRn) > 4D …… (13)


DISEÑO EN NUDO 62 (MAS CRITICO EN BRIDA SUPERIOR): DIAGONALES 84 Pu = 5.00 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y= 0.375 Y 85: t= 1/4 pulg : Dmax = t - 1/16" = 3/16 pulg <1/2" D= 1/8 Dmin = 1/8” T= 0.088 ΦRn = ΦRn = 6.525 Kip/pulg ΦRn = 4.772 de (8): 4.77 Kip/pulg , de (9): de (10): f3= 0.00 Kip (obviando esta fuerza) de (11): f2= 2.50 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = de (12): f1= 2.50 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.52 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 8 nudos de brida superior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg) DISEÑO EN NUDO 2 (MAS CRITICO EN BRIDA INFERIOR): DIAGONALES 109 Pu = 9.25 Kip , Seccion: Ø 3/4" (corrugado): L3 = 0.75 pulg Y= 0.375 Y 110: t= 5/16 pulg : Dmax = t - 1/16" = 4/16 pulg <1/2" D= 1/8 Dmin = 1/8” T= 0.088 ΦRn = ΦRn = 8.156 Kip/pulg ΦRn = 4.772 de (8): 4.77 Kip/pulg , de (9): de (10): f3= 0.00 Kip (obviando esta fuerza) de (11): f2= 4.63 Kip ……… OK (f2 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (14): L2 = de (12): f1= 4.63 Kip ……… OK (f1 > 0 ) 0.97 pulg (long. minima = 4D)  de (13): L1 = (similar para primeros 7 nudos de brida inferior empezando de cada extremo; el resto: L= 0.50 pulg)



Pág. 22

Memoria de Calculo de Cercha Estadio

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