Proyecto-memoria Descriptiva Techo Estructural

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    16-Apr-2015

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<p>UNIVERSIDAD CATLICA DE SANTA MARA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA</p> <p> ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA , TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON</p> <p>6</p> <p>MEMORIA DESCRIPTIVA(PROYECTO ELECTROMECANICO)</p> <p>SERVICIO SOLICITADO </p> <p>PROYECTO DE INGENIERA DE DETALLE PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCIN PARA CEMENTO SUR - JULIACA</p> <p>ALMACEN PARA EL CENTRO DE DISTRIBUCION JULIACA TECHO ESTRUCTURAL TIPO GALPON</p> <p>YURA-CESURCARACOTO JULIACADICIEMBRE 2012</p> <p>INDICE</p> <p>INTRODUCCION</p> <p>DESCRIPCION DE, PROYECTO</p> <p>OBJETIVOS </p> <p>CAPITULO IDeterminacin de Cargas en la Estructura</p> <p>CAPITULO IIDiseo de la Estructura</p> <p>CAPITULO IIISeleccin de perfiles y accesorios de la Estructura</p> <p>PLANOS</p> <p>ANEXOS</p> <p>1. INTRODUCCION</p> <p>La realizacin del proyecto de diseo y construccin de estructuras metlicas, son muy detalladas, y se trabajan a travs de normas. Las normas nos ayudaran a prevenir futuros problemas en la construccin, antes, durante y despus. Antes de la construccin: Prevenir la utilizacin de equipos especiales para la construccin.Durante la construccin: Equipos de seguridad Detallado de colores de pintado de la estructuraDespus de la construccin: Evitar el colapso de la estructura frente a desastres naturales, que a su vez nos permitirn Evitar prdidas de vidas Asegurar la continuidad de los servicios bsicos Minimizar los daos a la propiedad.Las normas de seguridad, son dadas y actualizadas continuamente, es decir estas normas, no son para siempre. Un claro ejemplo de la actualizacin de las normas, es la actualizacin de las normas de construccin de edificios pblicos y privados, estas normas son para prevenir el colapso precoz de las estructuras frente a incendios.Adems para reproducir el proyecto de diseo, se aplicaron las softwares de elementos finitos, algor y autocad estos programas facilitaran los clculos de comprobacin.</p> <p>Es as que de esta manera se reduce el tiempo de diseo y adems podremos hacer la comprobacin de resistencia de los materiales, de estructuras complicadas, estructuras con forma curva, y con detalles complicados de construccin.</p> <p>1. DESCRIPCIONDEL PROYECTO</p> <p>El presente proyecto consta del diseo de de un techo estructural tipo galpn para ser utilizado como almacn de alimentos para el centro de distribucin juliaca , ubicado en la carretera Cesur S/N, en el Distrito de Caracoto, provincia de San Roman, Departamento de Puno a con un rea de proyeccin de 2228.016 m2 , el techo estar cubierta por paneles metlicos de tipo TR7 y la parte de la estructura metlica, conformada por vigas y columnas</p> <p>2,1 UBICACIN DEL PROYECTO</p> <p>DISTRITO DE CARACOTOCARRETERA CESUR S/N</p> <p>El proyecto de diseo de una estructura metlica tipo galpn fue seleccionada, para un uso adecuado de conservacin de alimentos y facilitar la distribucin y montaje de equipos a ser instalados. Para desarrollar el proyecto se tomaron en cuenta las siguientes necesidades.</p> <p> Esttica de la estructura, la estructura ser de tipo galpn para darle un mejor uso de funcionamiento y seguridad , adems dar una buena imagen por el mismo diseo realizado vista del exterior. Infiltracin de luz, el techo tendr entradas de luz por la cobertura que dejara pasar la luz solar, para tener buena iluminacin durante la maana. El proyecto de diseo cuenta con las siguientes dimensiones de 66.31 metros de largo y 33.60 metros de ancho. La forma del techo esta formada por dos pendientes en forma de dos aguas a las que estas se unen la estructura galpn.</p> <p> La flecha del techo es de 16 metros de alto, desde donde comienza la estructura metlica (puntos de apoyo), Adems la estructura cuenta con 13 marcos estructurales tipo tijeral montadas sobre el techo , que se encuentran separados por 5.53 y dos de ellos 5.48 metros, y se encuentran alineados y ubicados simtricamente, tambin contempla el techo con 1 larguero ubicado en la parte central del techo paralelamente sobre el techo, un sistema de arriostres como marcos dando rigidez en los lados laterales y adems de las 26 columnas que soportan el techo.</p> <p> La cobertura del techo es de tipo TR7, es un material altamente rgido y resistente, por eso que se ha, seleccionado para cubrir las necesidades del proyecto.</p> <p>El proyecto estar unida por medio de soldadura y pasada por dos manos de pintura anticorrosiva como se detalla </p> <p>A) SOLDADURA</p> <p>El proyecto se regirn a las normas de soldadura que se da dentro de un proyecto estructural, por lo cual se recomienda utilizar el tipo de Electrodo especificado en los planos.Se usara electrodo E - 7018 para las placas de apoyo, armaduras.Para el resto se usara electrodo E - 6013 o E- 6011 que sarn destinados a los miembros secundarios.</p> <p>B) PINTADO</p> <p>Las vigas estructurales se cubrirn con dos manos de Pintura Anticorrosiva de color Azul Metalico. Una vez instalado las estructuras, estas sern unidas por medio de soldadura con las dems Vigas estructurales y dems perfiles lo cual generara puntos soldados, que estos tambin despus sern cubiertos por la misma Pintura Anticorrosiva por todo el techo estructural.</p> <p>1. OBJETIVOS Procedimiento que lleva la determinacin de la respuesta del sistema estructural ante la solicitacin de las acciones externas que puedan incidir sobre dicho sistema. La respuesta de una estructura o de un elemento es su comportamiento bajo unaaccindeterminada; est en funcin de sus propias caractersticas y puede expresarse en funcin de deformaciones, agrietamiento, vibraciones, esfuerzos, reacciones, etc. Para obtener dicha respuesta requerimos considerar los siguientes aspectos:</p> <p>Idealizacin de la estructura.Seleccionar un mtodo analtico factible de ser analizado con losprocedimientosde calculo disponible. Laseleccindel modelo analtico de la estructura puede estar integrado de las siguientes partes:Estructuras Tijerales tub.cuadrad/ 5x4x1/8Columnas W14X120Arriostres laterales tub.cuadrad/2x1x1/8Viga Central tub cudrad. /5x4x1/8Vigas Laterales perfil C 3x4.1Arriostres Lados Tipo L 2x2x3/8Largueros centrales en techo tub.cuadrad/4x3x1/8Vigas y columnas en frente tub.cuadrad/12x6x1/2Tensores lados Tub/ 1x1Largueros centrales bajo tijerales tub.cuadrad 4x3x1/8</p> <p>CAPITULO I</p> <p>CAPITULO I</p> <p>DETERMINACION DE CARGAS EN LA ESTRUCTURA</p> <p>Exigencias:La estructura contar con estas exigencias.</p> <p>a) DimensionesLargo : 66.31 m.Ancho : 33.60 m.Altura: 16 m.</p> <p>b) Condiciones de la estructura</p> <p>Ubicacin : Carretera CESUR, S/N Caracoto -JuliacaTecho : (gran onda) TR7Viento : SISismo : SiCarga Puntual : Si</p> <p>Calculo de la Todas las cargas en la estructura.</p> <p>Forma del techo </p> <p>Nota:</p> <p>Segn la norma LRFD, el techo debe tener una inclinacin para la cada de agua. </p> <p>Le daremos una inclinacin de 10 </p> <p>Determinacin de PlanchasPara este proyecto se utilizara cubiertas de paneles metlicos de tipo T-R7 (ver anexo).</p> <p>Cantidad de paneles</p> <p>rea de un lado del techo</p> <p>17.7 m X 66.31 m = 1173.68 m2</p> <p>rea de todo el Techo</p> <p>1173.68 X 2 = 2347.374 m210 % ms del rea por las juntas entre planchas y los bordes del techo</p> <p>2347.374X 1.1 = 2582.11 m2</p> <p>NUMERO DE PANELES TOTALES2582.11 m2 /2.61 m2 = 989.31 paneles</p> <p>989.31 PANELES 0.8 mm peso 7.94kg/m2 </p> <p>Peso Por Panel 7.94 kg/m2</p> <p>2582.11 m2 X 7.94 Kg/m2. = 20501.95 kg </p> <p>Carga Por Techo Panel = 201055.45 N </p> <p>DETERMINACIN DE CARGAS POR VIENTO</p> <p>Velocidad de diseo:</p> <p>Para nuestro caso que es la zona de Caracoto Juliaca ; segn el Mapa Elico del Per, la velocidad del viento es de 130 km/hr generando rfagas de viento mensuales</p> <p> CLCULO DE CARGAS POR PRESIN O SUCCIN DEL VIENTO:</p> <p> Superficies inclinadas a 15 o menos +0,3 -0,7 -0,6</p> <p>Superficie de techo a BarloventoC2= 0.3</p> <p>Superficie de techo de Sotavento:C3=-0.7 0.6 = -0.1</p> <p>q=0.005 V2q=0.005 X 1302 = 84.5 kg/m2P= C X q</p> <p>P2= 0.3 X 84.5= 25.35 kg/m2P3= -0.1 X 84.5 = -84.5kg/m2</p> <p>Se utilizara Para distrito de Caracoto, consultando en el manual de edificaciones una carga por viento de 15 kg/m2que es el mnimo permitido.</p> <p>2347.374 m2 x 15 kg/m2 = 35210.61 kg, 345416.08 N </p> <p>DETERMINACIN DE CARGAS VIVAS</p> <p>NTE 020 Estructuras Metlicas Lr Para techos con inclinacin mayor de 3, con respecto a la horizontal se incrementara para su efecto en carga viva un valor de :</p> <p>100 kgf * m^2 X Area 100 x 2347.374 = 234734.4 Kgf = 2302773.8 N</p> <p>DETERMINACION DE CARGAS MUERTASSe considerar el peso real de los materiales que conforman y de los que deber soportar la edificacin, calculados en base a los pesos unitarios.</p> <p>Se ha tomado una longitud total sumando la distancia de marcos horizontales y verticales. </p> <p>EstructuraDescicin de tipo de perfilCarga (KG)Carga(N)</p> <p>1Tijeral 5x4x1/81867.48 kg x13 unid=24277.24238159.72</p> <p>2Viga Central 5x4x1/8972.69541.20</p> <p>3Largueros 4x3x1/88841.386733.47</p> <p>4Tensores Techo 1x1112.51103.68</p> <p>5Arriostres Laterales 2x2x3/84745.546554.08</p> <p>PESO TOTAL38949.25382092.15</p> <p>Peso de la soldadura ( 0.1% de peso estructual)389.493820.9215</p> <p>Peso de paneles20494.949201055.45</p> <p>PESO TOAL DE CARGA MUERTA59833.6586968.52</p> <p>DETERMINACION DE CARGAS POR NIEVE</p> <p>En este anexo se explicar detalladamente la obtencin de forma analtica de las cargas de nieve para la hiptesis de nieve simtrica y las hiptesis de nieve asimtricas.Se expresa el valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyeccin horizontal, qn, puede tomarse como:</p> <p> = Siendo: el coeficiente de forma de la cubierta segn las normas sk el valor caracterstico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal segn las normasSe considera que la nave no est ni especialmente expuesta ni especialmente protegida de la nieve y que sta puede resbalar libremente de la cubierta.el factor de forma tiene el valor de 1 para cubiertas con inclinacin menor o igual que 30 y 0 para cubiertas con inclinacin de mayor o igual que 60 Para el proyecto a realizar , se tomar = 1 </p> <p>Por otro lado, de sobrecargas puede obtenerse el valor caracterstico de carga de nieve sobre un terreno horizontal, respecto a la zona Caracoto Juliaca presenta una altido mayor a los 1.200 m, presentado una carga de 120 kg/m2 expresado en 1177.2 N/m2</p> <p>SOBRECARGAS DE NIEVE</p> <p>Altitud topogrficahm.Sobrecarga de nieveKg/m2</p> <p>0 a 20040</p> <p>201 a 40050</p> <p>601 a 80060</p> <p>800 a 1.00080</p> <p>1.001 a 1.200100</p> <p>&gt; 1.200120</p> <p>h: 10</p> <p>Este valor es la carga horizontal, ahora se multiplica por el coseno del ngulo de la inclinacin del techo (cos 10 = 0.98).</p> <p>Carga de nieve sobre eltecho:1177.2 N/m2 x 0.98 x 2347.374 m2 = 270806.2 N</p> <p>DETERMINACION DE CARGAS POR SISMO</p> <p>La fuerza ocasionada por un movimiento ssmico, esta especificada en la Norma Tcnica E.030 (Diseo Sismo Resistente), la cual nos permite saber la fuerza que ser ocasionada sobre la estructura.</p> <p>Entonces procedemos a calcular la fuerza ssmica:</p> <p>Arequipa pertenece a una zona 3:=&gt; Z=0.3(Suelos Intermedios):=&gt;Tp(s)=0.6S=1.2(Edificaciones Esenciales):=&gt; U=1.5(Prticos Dctiles):=&gt; R=9.5Edificios Resistentes (Prticos): pg.20 E.030 =&gt; CT=35</p> <p>Entonces:Periodo fundamental de la estructura para el anlisis esttico o periodo de un modo en el anlisis dinmico</p> <p>Amplificacin Ssmica</p> <p>Fuerza cortante en la base</p> <p>V= 439077.16 N</p> <p>Distribucin de la Fuerza Ssmica en Altura pg.21 E.030</p> <p> Fa= 0.07 X 0.114 X439077.16 N Fa= 3503.84 N</p> <p>Son 247 nudos </p> <p>3503.84X 247 </p> <p>La fuerza ssmica en la base de la estructura es :</p> <p>Fa = 865448.48 N</p> <p>TABLA RESUMEN DE LAS CARGAS kgflbfN</p> <p>P muerta de techo20501.9545199.10201055.45 </p> <p>P muerta de estructura59833.6 131633.92586968.52</p> <p>P viva de techo234734.4538415.682302773.8</p> <p>P viento35210.6177463.342345416.08 </p> <p>P Nieve27605.1260731.26270806.2 </p> <p>P sismo88221.04194086.28865448.48 </p> <p>Frmulas: Aplicando el mtodo de LRFD 4.1) 1.4 D4.2) 1.2 D +1.6 L + 0.5(Lr o S o R)</p> <p>4.3) 1.2 D + 1.6 (Lr o S o R) + (0.5L o 0.8 W)</p> <p>4.4) 1.2 D + 1.3 W + 0.5L + 0.5 (Lr o S o R)</p> <p>4.5) 1.2 D +- 1.0 E +0.5 L + 0.2 S </p> <p>4.6) 0.9 D +- (1.3 W o 1 E)</p> <p>U= 1.2D + 1.6 Lr + 0.8 W</p> <p>U =1.2 X80335.55 + 1.6 X 262339.52 + 0.8 X 35210.61</p> <p>U = 544314.37kgf = 5339723.9 N</p> <p>CAPITULO II</p> <p>CAPITULO 2DISEO DE LA ESTRUCTURA</p> <p>Como se vio en las primeras pginas el galpn ser a 2 aguasVeamos algunas imgenes colocando las respectivas cargas distribuidas en ALGOR 20</p> <p>X es la carga distribuida en el centro del galpn </p> <p>(3/4) X es la carga en las zonas laterales del galpn </p> <p>X/2 es la carga en cada esquina del galpn solo son 4 esquinas y en cada esquina</p> <p>Observamos que el sumatorio de todas las cargas aplicadas es igual a U= aprox Por lo que la distribucin de cargas es correctaU=5356615.874 N</p> <p>CAPITULO III</p> <p>CAPITULO 3SELECCIN DE PERFILES Y ACCESORIOS DE LA ESTRUCTURA</p> <p>Elementos vigas que descansan sobre las columnas Estos tijerales son tubo de acero cuadrado HSS 5X4X1/8Los elementos arriostre laterales , son tubos cuadrados HSS de 2X1X1/8Las columnas que son perfiles W 14X120</p> <p>Todos los elementos usados en el galpn son acero A36 comercial, si surge algn problema con el diseo se optar por cambiarlo</p> <p>Clculos de los perfiles de tubo cuadrado elementos:Anlisis de Deformacin de los Perfiles en Algor </p> <p>Se observa la mxima deformacin en los tiejerales que son tubos cuadrados estructurales HSS 5X4X1/8Esta mxima deformacin es de 0.00301881 m para un perfil aplicado en 33.60 metros entre sus respectivos apoyos, lo cual es aceptable segn la norma tcnica peruana. E.020 pg. 23 </p> <p>No hay problema con los arriostres laterales por marco que son tubos estructurales 2X1X1/8</p> <p>Seleccin Perfiles de los viga principal HSS 5X4X1/8</p> <p>Seleccin Perfiles para los largueros HSS 6X4X1/8</p> <p>Diseo de las columnas del galpn apoyadas entre sInicialmente se tom un perfil W 14X120 por motivos de geometra y espacio necesario para efectuar la soldadura en las articulaciones, veamos si el perfil cumple perfectamente sin inconvenientes:</p> <p>Segn las cargas aplicadas a toda la estructura veamos la fuerza que est soportando cada columna.</p> <p>ANEXOS</p>