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UNIVERSIDAD SANTIAGO MARIÑO
INGENIERÍA CÍVIL
BARQUISIMETO – LARA
GALPON INDUSTRIAL
ESTRUCTURA DE ACERO
Estudiantes
Ricardo Da Silva
V.19263197
Profesor: Ing. Mirian Ragonesi
Materia: Estructura de Acero
Barquisimeto, 18 de Agosto del 2014
Estructuras de Acero
Diseño y Cálculo de la Estructura de un Galpón de Acero.
BASE DEL CÁLCULO
El modelo matemático se realiza mediante los valores de carga permanente y
sobrecarga sobre la estructura CP, CV, VIENTO.
Una vez tenido esto, se procede a modelar las correas y vigas en el software
RAM ADVANSE v9.0
Luego se ensamblan los elementos aportados en la primera modelación, pero
ahora modelando toda la estructura completa: correas, vigas y columnas en el software
RAM ADVANSE v9.0 para generar los valores de diseños necesarios.
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
Normas utilizadas para los cálculos de carga
- CARGAS PERMANENTES Y VARIABLES
Criterios para Proyectos. NORMA COVENIN 2002 – 88
- CARGAS DE VIENTO:
Cargas de Viento. NORMA COVENIN 2003 – 86
- CARGAS SISMICAS
Articulado. Edificaciones Sismo resistentes. COVENIN 1756 – 1
MATERIALES UTILIZADOS (GRADO DE ACERO):
Para perfiles rectangulares CONDUVEN el acero es A500 grado C.
Para perfiles I, HEA, el acero es A36
ESTRUCTURA DEL CÁLCULO
1. Calcular las cargas suministradas por la norma criterios para proyectos, según
carga muerta y carga viva. Norma Covenin 2002 – 88.
2. Calcular las cargas suministradas por la norma Cargas de Viento. Norma
Covenin 2003 – 86.
3. Calcular los parámetros necesarios en el estudio sísmico mediante la norma
sismo resistente. Norma Covenin 1756-1:2002
4. Introducir la estructura en el programa Ram Advanse versión 9.0
5. definir los estados de cargas
6. definir los elementos a analizar (columnas, vigas y correas)
7. cargar la estructura con las fuerzas anteriormente citadas
8. revisar los diagramas flectores, cortantes y axiales de la estructura
Características:
- Sistema de entrepiso:
Sofito metálico
- Cobertura de techo:
Teja Criolla
- Ubicación de la Estructura:
Estado Mérida
- Estudio Geotécnico:
Velocidad de Onda Sísmica: 270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts
Parámetros a calcular:
a) Para vientos: Clasificación de la construcción según su uso, Factor de importancia eólica,
Característica de respuesta, Tipo de exposición, Velocidad básica del viento, Factor de
respuesta, Coeficiente de empuje y succión, Presión dinámica.
b) Para sismos: Parámetros sísmicos, Valores espectrales de diseño, Coeficiente sísmico,
Corte basal y Fuerza de tope, Fuerzas y cortantes sísmicos
c) Combinación de cargas y acciones sobre la estructura. Esto incluye: acciones
permanentes, variables, de sismo y de viento y otras acciones que correspondan sobre la
estructura.
Planos del Galpón
Planta Baja
Planta Alta
Fachadas
DETALLES GALPON
Consta de 6 pórticos de 6 metros de alto en sus columnas
Con una zona de oficinas de gerente y secretaria, cuarto de basura, deposito, cuarto de
tableros, kitchenet, y habitaciones.
Una segunda planta a altura 2.72m con habitaciones, cocina, sala de estar.
Pendiente del techo de: 12.77º
Zona Anterior del galpón con 4 porticos de altura 6metros (espacio hueco para deposito)
Zona Posterior del galpón con 2 pórticos constituidos por 2 pisos (oficinas /
habitaciones).
Zona adyacente a las oficinas: Terraza, de altura h = 2.55m con voladizo y escalera.
GEOMETRIA DEL GALPON
Techo
Material de la cubierta de techo: Teja Criolla
Máxima separación de las correas: 190cm= 1,90m
Peso: 50 kg/m2
Pendiente del techo: 12.77º (GRADOS) = 22.66% (PORCENTAJE)
Separación de las correas:
Longitud de techo (Li): √3.752 + 0.852= 3.85m ≈ 3.9m
Nsep: Li/ScMax = 3.85m / 1.75m = 2.2
Por lo tanto son 2 correas
Y 4 en total con la correa del extremo y cumbrera.
S= 3.9m/3= 1,3m ≤ 1,75m Cumple.
Lo que quiere decir que se tomaran 2 correas separadas cada 1,3
Colocación de las Correas en el Techo a cada 1.3 metros c/u
Detalle Mitad de Techo Inclinado
Colocación de las Correas en el Entrepiso a cada 1.3 metros c/u
TECHO
CARGAS PERMANENTES
Cobertura de Techo: Teja Criolla
Correas de techo: Tubo estructural IPN 80, con un peso de 6.10 kg/m, ubicadas
cada 1.3m.
Según norma Covenin “criterio para proyectos” 2002-88 se tiene:
Por lo tanto escogeremos la teja curva de arcilla sin mortero de asiento que tiene un
peso de:
Teja Curva de Arcilla sin mortero  50 kgf/m2
La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la carga
por peso lineal de la teja criolla será:
Peso Lineal de Teja Curva de Arcilla con mortero  50 kgf/m2 * 1.3m = 65 kgf/m
Instalaciones
Se toma un peso de instalaciones estimado de  20 kgf/m2
La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la
carga de las instalaciones serán:
Peso Lineal por Instalaciones  20 kgf/m2 * 1.3m = 26 kgf/m
TOTAL CP TECHO: 65 kgf/m + 26 kgf/m + 6.70 kg/m = 97.70 kg/ml
CARGA VIVA
Techo según norma Criterio Para Proyectos 2002 – 88  100 kgf/m2
Según ancho tributario de las correas = 1.3 m
Carga lineal techo 100 kgf/m2 * 1.3m  130 kgf/m
TOTAL CV TECHO: 130 Kg/m
ENTREPISO
Sistema del Entrepiso: Sofito Metálico
Lámina corrugada de acero que sirve como encofrado inferior en losas de concreto del
tipo construcción mixta. Apropiadamente conectada o adherida, puede servir como
refuerzo del concreto después que ha endurecido; "steel deck, metal deck" que tiene un
peso de 7.45 kg/m2.
LOSETA DE CONCRETO
Se vacía con un espesor mínimo de 12 cm para formar el piso propiamente
dicho. La loseta posee una armadura de acero (malla electrosoldada SIDETUR 10x10 ó
15x15) como protección contra el agrietamiento por efectos de retracción y temperatura.
El peso de la loseta de concreto que se vaciará sobre el entrepiso y tiene un peso de 220
kg/m2
7.45 kg/m2 + 220 kg/m2 = 227.45 kg/m2
Sofito Metálico 227.45 kg/m2
La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto
Peso Lineal de Sofito Metálico  227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m
Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m.
Vigas: de carga: HEA 140
Vigas de Amarre HEA 160
CARGA VIVA
ENTREPISO:
POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE
QUE:
Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios)  300 kgf/m2
Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m  390 kgf/m
Terraza  100 kgf/m2
Carga lineal terraza 100 kgf/m2 * 1.3m  130 kgf/m
CUADRO RESUMEN CARGAS ESTIMADAS
EN KG/M2
Clasificación
CARGA VARIABLE
Planta Alta
Terraza
Techo
Total CV
CARGA PERMANENTE
Techo
Instalaciones
Bloque de Cemento
Sofito Metálico
Total CP
Carga (kgf/m2)
300 Kgf/m2
100 Kgf/m2
100 Kgf/m2
500 Kg/m2
50 Kgf/m2
20 kgf/m2
270 kgf/m2
227.45 kgf/m2
567.45 Kg/m2
CARGAS DEL VIENTO
NORMA COVENIN 2003-86 CARGAS DE VIENTO
Estado Mérida:
Velocidad Básica del Viento 70 km/h
TABLA 5.1
Clasificación de la Construcción según su uso: Grupo B
Clasificación según El Tipo Estructural:
Tipo Pórtico
Clasificación según El Nivel del Diseño:
Nivel de Diseño 3
Especificaciones de las acciones del viento sobre la estructura:
Factor de importancia eólica: α = 1
Tipo de exposición
Tipo B
1.- Clasificación según la característica de respuesta:
Altura de Columnas: 6m
Ancho de Galpón: 7.5m
Relación Esbeltez: 6/7,5= 0,8 < 5
La construcción se clasifica como tipo 1
2.- Acciones del Viento
2.1.- Acciones sobre el sistema resistente al viento
Según la tabla 6.2.2 (a) Acciones en sistema resistentes al viento
Tipo de Construcción I: cerrada
Barlovento Sotavento
Pz = qzGhCp Ph = qhGhCp
2.1.1.- Coeficiente GCpi (Subseccion 6.2.5.3)
Supongamos condiciones de permeabilidad tales que
GCpi = ± 0,25
2.1.2.- Factores de Respuesta ante Ráfagas (sección 6.2.4)
De la tabla 6.2.4 (a) para tipo de exposición B y altura h = 5,53 m
h = 6 m Gh = 1,588
2.1.3.- Coeficiente Cp (Subseccion y tabla 6.2.5.1)
Cp: coeficiente de empuje y succión para los techos
2.4.- Viento TRANSVERSAL a la Cumbrera:
ZONA DE FACHADAS
Relación L/b = 7,5/18.5 = 0,40
Entramos a la tabla de COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION CP PARA
LAS FACHADAS (transversal a cumbrera)
Con >> Relación L/b = 7,5/18.5 = 0,40
Obtenemos los valores de Cp:
Barlovento: Cp = 0,8 (Todas)
Sotavento: Cp = -0,5 (0 – 1)
Laterales: Cp = -0,7 (todas)
TRANSVERSAL A CUMBRERA:
ZONA DE TECHO
L: ancho del galpón
H: altura de columnas + (1/2) altura cumbrera
Relación L/h = 7,5/6.43 = 1,16
Angulo θ = 12.77º
Barlovento: Cp = -0,9
Sotavento: Cp = -0,7
2.5.- Viento Paralelo a la Cumbrera
FACHADAS
L: Largo 18.5m
B: ancho 7.5m
Relación L/b = 2,5
Barlovento: Cp = 0,8 (Todas)
Sotavento: Cp = -0,3 (2 Y 3)
Laterales: Cp = -0,7 (todas)
TECHOS
Barlovento y Sotavento: Cp = - 0,7
2.6.- Presión Dinámica
Se calculara según la forma genérica
q = 0,00485KαV2
donde K = 0,413
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera
Según el artículo 6.2.2.1 con respecto a las acciones mínimas, se tiene que la
acción del viento en condiciones de servicio para los sistemas resistentes al viento no
será menor de 30 kgf/m2
. Es por ello que en las acciones que se indican en la tabla
contigua se puede ver que existen acciones menores a la mínima, es por ello que se
tomara la acción mínima y se colocara en la estructura.
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mínima por norma venezolana)
Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mínima por norma venezolana)
ANALISIS SISMICO SOBRE LA ESTRUCTURA
Edificaciones Sismo Resistentes (requisitos). Norma Covenin 1756- 1: 2002
Zona Sísmica:
Para El Estado Mérida, según estudios realizados y la eventualidad sísmica se normaliza
en Zona: 5
Movimientos de Diseño
Peligro sísmico:
Elevada
Zona sísmica: 5
Coeficiente de aceleración horizontal
Ao=. 0.30
Coeficiente de aceleración vertical
0.30*0.7=0.21
Formas Espectrales Típicas de los Terrenos de Fundación
MATERIAL: SUELOS DUROS O DENSOS
Vsp (velocidad promedio de la onda de corte en el perfil geotécnico):
270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts
se selecciona un suelo duro o denso
H = 40  entre 15 - 50 por lo tanto
Zona Sismica 5
Forma espectral:
S2
ợ = 0.90
Clasificacion Según su Uso:
Se selecciona el grupo: B2
Factor de Importancia ά = 1
Clasificacion según el nivel de diseño:
NIVEL DE DISEÑO SELECCIONADO: 2
Por ser un galpón que alcanza los 6 metros y los 2 pisos en la zona de oficinas.
Clasificacion según el tipo de estructura:
Tipo de sistema estructural resistente al sismo: Tipo I
Combinación de sistema estructural R:
FACTOR DE REDUCCION: R
Para un nivel de diseño 2 (ND2), R = 4.5
Coeficientes Sísmicos y Espectro de Diseño
Forma Espectral:
S2
T* = 0.7
β = 2.6
p = 1
valores de T+
Si R < 5 entonces T+ = 0.1 (R-1)
T+ = 0.1 (4.5 – 1) = 0.35
Método de Análisis: método de análisis estático
Valores espectrales de diseño:
Para una formas espectral S2 obtenemos un T*= 0.7 seg , ß=2.6 , P=1
Para un R< 5 obtenemos un T+= 0.1(R-1)
0.1(4.5-1) = 0.35
Fuerza de Corte basal
Corte Basal:
Vo= μ*Ad*W
Calculo de μ:
El mayor entre μ1 y μ2
N : Numero de niveles
T: Periodo Fundamental
T* = Maximo periodo en el intervalo donde los espectros normalizados tienen un valor
constante (tabla 7.1)
De la ecuación (9,2)
μ1 = 1.4 * ((2+9)/(2*2+12))
μ1= 0.96
se puede tomar T = Ta (DADO POR NORMA SISMO RESISTENTE)
Ta=Ct*(hn)^0.75
Para edificaciones de acero se toma un Ct=0.08 de la subseccion 9.3.2.2
Hn: altura de la edificacion medida desde el ultimo nivel, hasta el primer nivel cuyos
desplazamientos estan restringidos total o parcialmente
Hn= 6
T=0.08*6^(0.75)=0.31
De la ecuación (9,3)
μ2= 0.8 +(1/20)*((T/T*)-1)
μ2= 0.8 +(1/20)*((0.31/0.7)-1) = 0.77
se toma el mayor valor de μ, en este caso μ1=0.96
Ad=(α*ợ*ß*Ao)/(R)
Ad=(1*0.90*2.6*0.30)/(4.5) = 0.16
W peso total de la edificación por encima del nivel base
Para la losa de concreto del sofito metálico se tiene con e=0.12
VOLUMEN DE LA LOSA
V = 6.5m*11.75m*0.12m
volumen de la losa: 9.165 m3
Peso específico del concreto: 2400 kg/m3
Peso losa concreto = 2400 kg/m3 *9.165 m3= 21996 kg
Sofito Metálico 227.45 kg/m2 * 6.5m * 11.75m = 17371.5 kg
Peso Total Losa + Sofito = 21996 kg + 17371.5 kg = 39367.5 kg
Para el techo de teja criolla = 50 kg/m2
Atecho total= 3.9 * 18.5 = 72.15 m2
La carga del techo Nivel +6.0 W será:
W = 50 kgf/m2
x (3.9 * 18.5)m2
+ 6.7 kgf/m x 8 (correas) x 18.5m  W = 7326 kgf
Vo = 0.96 x 0.16 x 7326 kgf = 1125.27 kgf
Peso nivel +2.55m W= Peso del techo + peso total de la losa
W=7326 kgf + 39367.5 kg = 46690.5 kg
Corte Basal:
Vo= μ*Ad*W
Vo=0.96*0.16*46690.5 kg
Vo= 7171.7 kg
Coeficiente sísmico
C=Vo/W
C=(7171.7 kg)/( 46690.5 kg) = 0.15
Fuerza tope:
Ft=((0.06*T/T*)-0.02)*Vo
Ft=(((0.06*0.31)/0.7)-0.02)* 7171.7 kg = 47.13 kg
Acotando entre los límites:
0.04Vo ≤ Ft ≤ 0.10 Vo
0.04 * 7171.7 kg = 286.9 kg
0.10 * 7171.7 kg = 717.17 kg
286.9 kg < 47.13 kg < 717.17 kg
No cumple por lo tanto se toma el menor valor ft = 286.9 kg
Vo – Ft = 7171.7 kg - 286.9 kg = 6884.8 kg
Nivel Hi(m) Wi(Kgf) wihi Wihi/Σwihi fi ft vi
1 6 7326 43956 0.2696 1856.14 286.9 7171
2 2.55 46690.5 119060.78 0.7303 5027.96 3585.85
Σ 54016.5 163016 1 6884.11
ESPECTRO DE DISEÑO
Período Aceleración
0.000 0.27000
0.100 0.21478
0.200 0.18186
0.300 0.16281
0.400 0.15600
0.500 0.15600
0.600 0.15600
0.700 0.15600
0.800 0.13650
0.900 0.12133
1.000 0.10920
1.100 0.09927
1.200 0.09100
1.300 0.08400
1.400 0.07800
1.500 0.07280
1.600 0.06825
1.700 0.06424
1.800 0.06067
1.900 0.05747
2.000 0.05460
2.100 0.05200
2.200 0.04964
2.300 0.04748
2.400 0.04550
2.500 0.04368
2.600 0.04200
2.700 0.04044
2.800 0.03900
2.900 0.03766
3.000 0.03640
Combinaciones de Cargas
Combinaciones de carga son utilizadas para calcular la resistencia requerida
según lo especifican las normas de diseño. Todas las combinaciones de carga aplicables
deben ser evaluadas.
1.4*CM
1.2*CM+1.6*CV
1.2*CM+1.6*CV-0.8CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.8CWtc + S
1.2*CM+1.6*CV+0.8CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV+0.8CWtc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.5CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.5CWtc + S
1.2*CM+0.5CV-1.3CWpc + S
1.2*CM+0.5CV-1.3CWtc + S
0.9CM-1.3CWpc
0.9CM-1.3CWtc
Variables
a) CM Carga Muerta
b) CV Carga Viva
c) CWpc Carga de Viento Paralelo Cumbrera
d) CWtc Carga de Viento Transversal Cumbrera
e) S Sismo
PREDIMENSIONADO
TECHO DEL GALPON
CORREAS:
IPN 80 peso propio 6.10 kg/ml separación de correas c/1.30m
CARGA PERMANENTE:
Peso teja criolla: 50 kg/m2 x 1.30m = 65 kg/ml
Peso por instalaciones: 20 kg/m2 x 1.30 kg/m = 26 kg/ml
Peso propio correa: 6.10 kg/ml
Tabiqueria: 0
Total:
CP = 97.10 kg/ml
CARGA VIVA
Cv: 100 kg/m2 x 1.30m = 130 kg/ml
Cmy = WCp x Cosx = 97.10 kg/m x Cos (12.77) = 94.69 kg/ml
Cmx = Wcp x Senx = 97.10 kg/m x Sen (12.77) = 21.46 kg/ml
CMx = 21.46 kg/ml
CMy + Cv = 94.69 kg/m + 130 kg/m = 224.69 kg/m
Mayoración de Cargas:
Wux = 1.4 CMx = 1.4 x 21.46 kg/ml = 30 kgm
Wuy = 1.2 CMy + 1.6 CV = 1.2 x 94.69 kg/m + 1.6 x 130 kg/m = 321.63 kg/ml
Momento ultimo mayorado:
Mux = (Wuy x L2
) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgm
Muy = (Wux x L2
) / 8 = 30 x (4)2 / 8 = 60 kgm
Donde:
Sx = Mr/ϕFy
Sx = 64326 kgcm / (0.6x3515) = 30.50 cm3
Por catálogo UCAB
IPN 80
LB= 4m
Mn = 206 Kg*m kgm
Sx = 19.6 cm3
NO SATISFACE NI LA Sx NI EL Mn de esa correa.
Por lo tanto, asumiremos otro perfil para el predimensionado:
CORREA:
HEA 100 Fy: 2530 kg/cm3
Momento ultimo mayorado:
Mux = (Wuy x L2
) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgm
Donde:
Sx = Mr/ϕFy
Sx = 64326 kgcm / (0.6x2530) = 42.38 cm3
DONDE Sx = 72.8 cm3 (catalogo) > 42.38 cm3 (calculo) OK
Mn=1620 kgm > Mr: 643.26 kgm (calculo) OK
Satisface la correa de techo.
HEA 100
VIGAS DE TECHO:
CARGA MUERTA
HEA 140 peso propio 24.70 kg/ml
Ancho tributario de vigas de carga 4m/2=2m
Vigas de Carga en techo: ejes A-B-C-D
 Sobre las vigas = (70 kg/m2
*2m) + (peso propio 24.70 kg/m) = 164.7 kg/m
 Fuerzas puntuales sobre nodos en viga de carga por efecto de correa: 16.6kg/ml
x 18.5m = 307.10 kgf
CARGA VIVA
Cv: 100 kg/m2 x 2m = 200 kg/ml
Wservicio: Cp + CV = 164.7 kg/m + 200 kg/m = 364.7 kg/m
Combinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 164.7 kg/m = 230.58 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 164.7 kg/m + 1.6 * 200 kg/m = 517.64 kg/m
Mr = 517.64 kgm (RAM)
Donde:
Sx = Mr/ϕFy
Sx = 51764 kgcm / (0.6x2530) = 34.10 cm3
Chequeamos catálogo de UCAB
HEA 140
Sx = 155 cm3 (catalogo) > 34.10 cm3 (Calculo) OK
Mn = 3470 kgm > 517.64 kgm (calculo) OK
Por lo tanto el perfil soporta la carga aplicada.
VIGA HEA 140
CORREAS DE ENTREPISO
Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m.
Sofito Metálico 227.45 kg/m2
La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto
Peso Lineal de Sofito Metálico  227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m
CARGA PERMANENTE: 295.7 kg/m
CARGA VIVA
ENTREPISO:
POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE
QUE:
Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios)  300 kgf/m2
Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m  390 kgf/m
ANALISIS DE CORREA EN AREA OFICINA
Wservicio: CP + CV = 295.7 kg/m + 390 kg/m = 685.70 kg/m
Combinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 295.7 kg/m = 413. 98 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 295.7 kg/m + 1.6 * 390 kg/m = 978.84 kg/m
Mr = 999.23 kgm (RAM)
Donde:
Sx = Mr/ϕFy
Sx = 99230 kgcm / (0.6x2530) = 65.82 cm3
Sx =72.9 cm3 (catalogo) > Sx = 65.82 cm3 (calculo) OK
Mn = 1670 kgm (catalogo) > Mr: 999.23 kgm (calculo)
EL PERFIL CUMPLE. CORREA HEA 100
VIGA DE ENTREPISO
Viga: HEA 140 con un peso de 24.70 kg/m
CARGA PERMANENTE
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m/2 + 3.75m/2 = 3.75m
(carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor
de 1cm) * ancho tributario viga 2DEF
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20
kgf/m2) * 3.75m + 24.70 kg/ml = 952.64 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 952.64 kgf/m
CARGA VARIABLE:
Carga viga 2DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
Wservicio: Cp + CV = 952.64 kg/m + 1125 kg/m = 2077.64 kg/m
Combinaciones de Carga:
1.4 CP = 1.4 * 952.64 kg/m = 1333.69 kg/m
1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 952.64 kg/m + 1.6 * 1125 kg/m = 2943.17 kg/m
Mr = 2943.17 kgm
Sx = 155 cm3
Mn = 3580 kgm
Donde:
Sx = Mr/ϕFy
Sx = 294317 kgcm / (0.6x2530) = 193.88 cm3
Mn = 3580 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OK
Sx = 155 cm3 (catalogo) < 193.88 cm3 (calculo) NO CUMPLE!
POR LO TANTO, AUNQUE CUMPLA EL MOMENTO NOMINAL (Catalogo) >
Momento resistente, no cumple el Sx, se aproxima un perfil superior, escogemos HEA
160.
Chequeamos catálogo de UCAB
HEA 160
Sx = 220 cm3 > 193.88 cm3
Mn = 5170 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OK
Sx = 220 cm3 (Catalogo) > Sx = 193.88cm3 (calculo) OK
Por lo tanto, escogemos la viga HEA 160 para entrepiso en PREDIMENSIONADO
MODELACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y COLOCACIÓN
DE LAS CARGAS SOBRE LA MISMA.
Asumidos el predimensionado, de esta manera procedemos a modelar en RAM
la estructura.
COLOCACION DE CARGA PERMANENTE SOBRE EL GALPON
1- AREA DE TECHO
En el Techo (galpón + oficinas)
Correas de techo
Teja Criolla 50 kgf/m²
Instalaciones 20 kgf/m2
Total  70 kgf/m2
CP para el techo del galpón colocada sobre las correas las cargas siguientes:
Se tiene un ancho tributario de 1.3m (separación entre correas)
En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendrá:
 Sobre las correas = (70 kg/m2*1.3m) = 91 kg/m
Carga muerta de 91 kgf/m sobre el techo
2. AREA DE ENTREPISO
Entrepiso de: Sofito Metálico 227.45 kgf/m2
Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm: 20kg/m2
.
VIGA 4DEF
En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendrá:
Sobre la viga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (carga de sofito metalico +
Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario
viga 4DEF
Sobre la viga de carga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (227.45 kgf/m2 + 20
kgf/m2) * 4.25m = 1051.66 kgf/m
Carga muerta de 1051.66 kgf/m sobre la viga de carga 4DEF
VIGA 3DEF
En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendrá:
Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (carga de sofito metalico +
Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario
viga 3DEF
Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 4m
= 989.8 kgf/m
Carga muerta sobre la viga 3DEF de 989.8 kgf/m
VIGA 2DEF
En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendrá:
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito
metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho
tributario viga 2DEF
Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20
kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 927.94 kgf/m
VIGA 1DEF
En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos.
Entonces, se tendrá:
Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito
metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho
tributario viga 1DEF
Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20
kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
Carga muerta colocada sobre la viga 1DEF de 927.94 kgf/m
Contribución de carga permanente en el entrepiso de las paredes de mezaninna
PARED APOYADA EN VIGA 3DEF
Sobre la viga 3DEF se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga 3DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga
sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 3DEF = (270 kgf/m2 * 15.8m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
Carga por efecto de paredes sobre la viga 3DEF de 656.31 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 989.8 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como
carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA 2DEF
Sobre la viga 2DEF se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga de carga 2DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la
viga sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 2DEF = (270 kgf/m2 * 21.32m2) / 6.5 m = 885.6 kgf/m
Carga por efecto de las paredes de 885.6 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente
como carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA 1DEF
Sobre la viga 1DEF se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga 1DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga
sobre la cual la pared se apoya
Sobre la viga 1DEF = (270 kgf/m2 * 15.8 m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
Carga por efecto de las paredes de 656.3 kgf/m
Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente
como carga muerta por efecto del entrepiso)
PARED APOYADA EN VIGA F
Sobre la viga F se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga F = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la
cual la pared se apoya
Sobre la viga F = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga F de 770.8 kg/m
PARED APOYADA EN VIGA E
Sobre la viga E se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga E = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la
cual la pared se apoya
Sobre la viga E = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga E de 770.8 kg/m
PARED APOYADA EN VIGA D
Sobre la viga D se tiene un peso por mampostería de:
Bloques 270 kgf/m2
Sobre la viga D = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la
cual la pared se apoya
Sobre la viga D = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
Carga por efecto de pared sobre viga D de 770.8 kg/m
CARGA VARIABLE
1- ZONA TECHO
Para el techo del galpón:
Como la construcción es un galpón con techo de teja criolla no visitable, se
considera una carga variable de 100 kgf/m2
, ya que aunque no es un techo visitable, se
debe tomar en cuenta el peso que pudiera soportar durante el montaje. Según la norma
para techo con Cp>50 kg/m2
y pendiente <15% la CV=100 kg/m2
.
Para techo no visitable: 100 kg/m2
.
CV para el galpón
(techo)
No consideramos para la modelación en Ram el peso propio de las correas ya que el
programa se le activará el peso propio de los elementos, por lo tanto queda:
El ancho tributario de las correas que es la separación entre correas de 1.3m
Sobre las correas = (100 kg/m2
*1.3)= 130 kg/m
Carga Variable cargada sobre la estructura: 130 kgf/m
2. ZONA ENTREPISO
Carga Variable sobre el entrepiso
Tomaremos un peso por norma covenin Criterio para Proyectos de:
Para las oficinas: 300 kg/m2
.
Colocada esta sobre las vigas de la estructura en el entrepiso las cuales se muestran a
continuación:
Carga viva sobre la viga 4DEF
Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 4.25m se tiene
Carga viga 4DEF = 300 kgf/m2 * 4.25m = 1275 kgf/m
Carga viva sobre la viga 3DEF
Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 4m se tiene
Carga viga 3DEF = 300 kgf/m2 * 4m = 1200 kgf/m
Carga viva sobre la viga 2DEF
Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 3.75m se tiene
Carga viga 2DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
Carga viva sobre la viga 1DEF
Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 3.75m se tiene
Carga viga 1DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
CARGAS POR ACCION DEL VIENTO
Colocación Carga Viento Transversal a la Cumbrera
La presión que se va a ejercer sobre la cara a Barlovento sobre la fachada
expresada con 30 kgf/m2, será llevada a metro lineal de acuerdo a la contribución que
dé de multiplicar este valor por el ancho tributario entre luces de cada columna, de tal
manera queda así:
30 kgf/m2 * 3m = 90 kgf/m
30 kgf/m2 * (3.5/2 + 3/2) = 97.5 kgf/m
30 kgf/m2 * (4/2 + 3.5/2) = 112.5 kgf/m
30 kgf/m2 * (4/2 + 4/2) = 120 kgf/m
30 kgf/m2 * (4/2 + 4/2) = 120 kgf/m
30 kgf/m2 * (4m) = 120 kgf/m
Colocación de la Carga de Viento paralela a la Cumbrera
30 kgf/m2 * 3m = 90 kgf/m
30 kgf/m2 * (3.5/2 + 3/2) = 97.5 kgf/m
30 kgf/m2 * (3.5/2 + 4/2) = 112.5 kgf/m
30 kgf/m2 * 4m = 120 kgf/m2
Ingreso del Sismo (Espectro de Diseño al programa)
Generamos con los parámetros sísmicos la tabla de periodo – aceleración con el
programa IP3 venezolano.
Una vez teniendo esta tabla, nos vamos a la pestaña en el programa llamada
GEN, luego activamos el peso propio de la estructura.
Inmediatamente buscamos la pestaña Espectro de respuesta, justamente ahí se
pegan los valores de la tabla periodo – aceleración, y el programa internamente validará
el efecto sísmico.
Combinación de carga más desfavorable en el programa
1.2 CM + 1.6 CV – 0.8 VP + Sx
Donde:
CM carga muerta (permanente)
Cv carga viva
Vp viento paralelo cumbrera
Sx sismo en x
Gráficos dados por la modelación
Correa más desfavorable
Momentos Flectores
Cortante
Viga de techo más desfavorable
Momento flector
Cortante
Correa de Entrepiso más desfavorable
Momento Flector
Cortante
Viga de entrepiso más desfavorable
VIGA 2-DEF
Momentos flectores
Cortantes
Columna más desfavorable del galpón
Axial
DISEÑO FINAL DE PERFILES
METODO LRFD
Gráficos dados por la modelación
Correa más desfavorable
Momentos Flectores
Mu = 1840.2 kgf*m
Correa más desfavorable
Cortante
Vu = 1243.89 kgf
Combinación de carga más desfavorable
1.6 cv – 0.8 vp + 1.2 cp - sx
Correa de techo de todo el galpón
Longitud no arriostrada de la correa Lb = 4m.
Se ingresa la carga del techo en posición perpendicular a la correa y se obtiene
del software RAM los esfuerzos del perfil, ellos son:
𝑀 𝑢 = 1840.2 kgf ∗ m 𝑉𝑢 = 1243.89𝑘𝑔𝑓 𝐿 𝑏 = 4𝑚
El perfil usado es:
 IPN 80
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve:
Mn = 206 kgf*m
m*1840.2kgf*206 

mkgf
MMn u
NO CUMPLE!
Subimos a un perfil IPN 140
Se obtiene un Mu = 2477.59 kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve:
Mn = 1140 kgf*m
m*kgf59.4752*1140 

mkgf
MMn u
NO CUMPLE!
Cambiamos a perfiles HEA por tener mas resistencia, y probaremos con:
HEA 100
Momento flector HEA 100
Mu = 1380.25 Kgf * m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve:
Mn = 1140 kgf*m
m*kgf25.1380*1620 

mkgf
MMn u
CUMPLE!
Cheque por corte
Vu = 1091.5 kgf
kgf1091.528620
286202.21*2500*6.0*9.0
6.0*9.0
2
2




kgf
VVn
kgfcm
cm
kgf
Vn
AfVn
u
y



Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rótula Plástica
Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la
UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 83cm3 = 207500 kgf*cm = 2075 kgfm
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 72.8cm3 = 273000 kgf*cm = 2730 kgfm
2075 kgfm < 2730 kgfm OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica.
Chequeo por Deflexión
cm
cmL
22.2
180
400
180
 (Maxima)
∆u por RAM = 0.32 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  2.22cm > 0.32cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 100 como correa de techo.
Viga de techo de todo el galpón
Longitud no arriostrada de la correa Lb = 4m.
Se ingresa la carga del techo en posición perpendicular a la correa y se obtiene
del software RAM los esfuerzos del perfil, ellos son:
Momento Flector
Mu = 3981.18 kgf*m
Cortante
Vu = 3382.04 kgf
𝑀 𝑢 = 3981.18 kgf ∗ m 𝑉𝑢 = 3382.04𝑘𝑔𝑓 𝐿 𝑏 = 4𝑚
El perfil usado es:
 HEA 140
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve:
Mn = 3470 kgf*m
m*kgf3981.18*3470 

mkgf
MMn u
Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR.
Procedemos a subir de perfil a
HEA 160
Momento Flector HEA 160
Mu = 3734.14 kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve:
Mn = 5030 kgf*m
m*kgf3734.14*5030 

mkgf
MMn u
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante HEA 160
Vu = 3504.88 kgf
kgf3504.8852380
523808.38*2500*6.0*9.0
6.0*9.0
2
2




kgf
VVn
kgfcm
cm
kgf
Vn
AfVn
u
y



Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rótula Plástica
Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la
UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m
6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica.
Chequeo por Deflexión
cm
cmL
22.2
180
400
180
 (Maxima)
∆u por RAM = 0.98 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  2.22cm > 0.98cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como viga de techo.
Correa del Entrepiso
HEA 100
Mu = 21.37 kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve con un Lb de 3.5m
Mn = 1670 kgf*m
m*kgf21.37m*kgf1670 
 uMMn
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante HEA 100
Vu = 38.68 kgf
38.68kgf28620
286202.21*2500*6.0*9.0
6.0*9.0
2
2




kgf
VVn
kgfcm
cm
kgf
Vn
AfVn
u
y



Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rótula Plástica
Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la
UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 83cm3 = 207500 kgf*cm = 2075 kgfm
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 72.8cm3 = 273000 kgf*cm = 2730 kgfm
2075 kgfm < 2730 kgfm OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica.
Chequeo por Deflexión
cm
cmL
94.1
180
350
180
 (Maxima)
∆u por RAM = 0.32 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  cm94.1 > 0.03cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 100 como correa de entrepiso.
Viga de Amarre del Entrepiso
HEA 140
Mu = 4289.76 Kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve con un Lb de 3.5m
Mn = 3580 kgf*m
m*kgf4289.76m*kgf3580 
 uMMn
Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR.
Subiremos un perfil más llevándola a HEA 160
Mu = 4418.61 kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve con un Lb de 3.5m
Mn = 5170 kgf*m
m*kgf4418.61m*kgf5170 
 uMMn
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante
Vu = 7210.83 kgf
kgf7210.8352380
523808.38*2500*6.0*9.0
6.0*9.0
2
2




kgf
VVn
kgfcm
cm
kgf
Vn
AfVn
u
y



Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rótula Plástica
Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la
UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m
6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica.
Chequeo por Deflexión
cm
cmL
94.1
180
350
180
 (Maxima)
∆u por RAM = 0.57 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  1.94cm > 0.57cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como viga de amarre de entrepiso.
Viga de Carga de Entrepiso
HEA 160
Momento Flector
Mu = 1374.53 kgf*m
Chequeo por flexión
Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se
ve con un Lb de 4m
Mn = 5030 kgf*m
m*kgf1374.53m*5030kgf 
 uMMn
Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
Cortante
HEA 160
Vu = 2067.84 kgf
1834.77kgf52380
523808.38*2500*6.0*9.0
6.0*9.0
2
2




kgf
VVn
kgfcm
cm
kgf
Vn
AfVn
u
y



Ok! Cumple a corte
Chequeo por Rótula Plástica
Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la
UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es:
Mn = Mp < 1.5 My
Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgfm
1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgfm
6125 kgfm < 8250 kgfm OK!
Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica.
Chequeo por Deflexión
cm
cmL
22.2
180
400
180
 (Maxima)
∆u por RAM = 0.21 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  cm22.2 > 0.21cm OK!!
Se escoge el perfil HEA 160 como Viga de Carga de entrepiso.
Columnas
Perfil HEA 200
Carga Axial Pu = 21808.94 kgf
Datos
Pu = 21808.94 kgf (Por RAM)
Ag = 53.8 cm2
r = ry = 4.98 cm
L = 2.75 m
K= 1
Tipo de Acero = A36
fy = 2500 kg/cm2
E = 2.1x106
kg/cm2
Fu = 4078 kg/cm2
U = 0.85
Chequeo de esbeltez:
200
*
min

r
LK
 200
98.4
275*1
  55.22 < 200 ok Cumple la Esbeltez
Chequeo de la FlexoCompresión:
Datos dados por RAM
Mux = 853.36 kgf*m
Muy = 29.56 kgf*m
Pu = 21808.94 kgf
De los valores de la Tabla UCAB tenemos de la HEA 200:
Mny = 4580 Kgm, Mnx = 9770 kgm, ǿPn = 99010 kgf
120.0
4580
29.56
9770
853.36
99010*2
21808.94
1
2
22.0
99010
21808.94


ny
uy
nx
ux
n
u
n
u
M
M
M
M
P
P
P
P

Ok Cumple FLEXOCOMPRESION
Chequeo del Pandeo local
61.0
10*1.2
2500
14.3*98.4
275*1
*
*
6

E
Fy
r
LK
c


2
22
/23.58922500*
61.0
877.0
*
877.0
cmKgFy
c
Fcr 

KgFAgPn cr 68.26945123.5892*8.53*85.0**85.0 
Comparando
Pu ≤ Φ*Pn → 21808.94 Kg ≤ Kg68.269451 OK!
Se escoge el perfil HEA 200 como Columna del galpón.
PLACA BASE
COLUMNAS HEA 200
Pu = 21808.94 Kg
Dimensiones del perfil
bf = 20 cm
d = 19 cm
A1 = bf * d = 20 * 19 = 380 cm2
A2: Area de la Zapata
A2 = 30 cm x 30 cm = 900 cm2
2
1
2

A
A
54.1
380
900

1.54 <= 2 ------- tomamos 1.54
A partir de la siguiente ecuación tanteamos el área de la placa A1:
2
1 071.111
54.125085,060,0
Kg21808.94
cm
xxx
A 
1
2
1
´85,0
A
A
cf
P
A
c
u

 ≤ 2
284,5
36.26
900

se tomara A1 = 111.071 cm2
N= 20.52 = 21
N = 20 cm N = 22 cm
B = A1/N = 380 cm2 / 20 = 19
B = A1/N = 380 cm2 / 22 = 17.27
La placa por cálculo quedaría de 22cm x 19 cm, pero para efectos múltiplos a
cada lado para los pernos anclados en la placa, escogeremos la placa base de 25 x 25
cm.
ESPESOR DE LA PLACA
5.4
2
20*8.025
2
*8.0
47.3
2
19*95.025
2
95.0










bfB
n
dN
m
Pn = 0,6 x 0,85 x 250 x 380 * 2 = 96900 Kg
Espesor
44.2380*4/50.0**
4
´  bfdn


tomando el mayor valor de las tres condiciones entre m,n, ´n
025.1)20*80,019*95,0(5.0 
025.1380 N
pc
u
f
f
P
P
bd
bd
X









 2
)(
4
22,0
96900
Kg21808.94
)2019(
3804
2








x
X
150.0 1
22.011
22.02


1
11
2



X
X

cm
fyNB
P
lt u
8,0
2530*25*25*9.0
Kg21808.94*2
5.4
***9.0
2

El espesor da muy pequeño debido a que la carga axial de las columnas así lo es,
por lo tanto escogeremos un espesor considerable de 1cm
Placa: (25 x 25 x 1)cm
SOLDADURA
Se diseñara una conexión típica para todo el galpón, esta será diseñada por
soldadura ya que es más sencillo para calcular, se debe tener en cuenta las fuerzas por
cortante y axial, para asumir el espesor de la soldadura se toma a partir del espesor más
grande de las almas de los perfiles a unir, las características del electrodo son de
𝐸70𝑥𝑥 = 4920𝑘𝑔/𝑐𝑚2
. para la resistencia mínima de agotamiento.
Se hará el diseño de la conexión entre la viga HEA 160 y la columna HEA 200,
tenemos un espesor del alma de tw = 6.5 mm y un D = 5 mm
Se tiene una fuerza cortante y axial máxima de:
 Vu = 7198.17 kg  Au = 21808.94 kg.
Longitud de filete para efecto cortante
cm
cmD
Rn
Vu
Lw 19.9
5.0*707.0*4920*6.*75.
Kg7198.17
2
*


tomamos Lw = 9.5 cm
Longitud de filete para efecto axial
cm
D
Rn
Au
Lw 87.27
5.0*707.0*4920*6.*75.
kg.21808.94
2
*


tomamos Lw= 28 cm
Detalle filete para efecto de corte
Detalle filete para efecto axial
Secciones Definitivas Diseñadas para el Galpon
Galpon en 3d
CONCLUSION
Se tomó en consideración los parámetros de selección de forma más
rentable y económica para la ejecución y obra de este galpón, como principio
fundamental de la Ingenieria y la Construcción, la factibilidad, viabilidad
económica y rentabilidad.
A pesar de contar con perfiles más comerciales como los IPN ó
CONDUVEN, debido a las cargas calculadas por peso propio, viva, viento y
sísmico, se procedió a tomar en consideración perfiles de tipo HEA, los cuales
bien pueden ser analizados como perfiles PROPERCA (laminados por parte) ya
que éstos tienen una mayor resistencia, y nos dieron fiabilidad y menores
secciones a resistir que los perfiles IPN, por esta razón se ha realizado el diseño
con perfiles de este estilo HEA ya que nos daban mayor resistencia con una
menor dimensión y sección transversal que otros.
Perfiles Tomados en el Diseño Final
Correa de Techo HEA 100
Viga de Techo HEA 160
Correa de Entrepiso HEA 100
Viga de Carga de Entrepiso HEA 160
Viga de Amarre de Entrepiso HEA 160
Columnas del Galpon HEA 200
NORMAS UTILIZADAS
METODOLOGÍA Y ANALISIS ESTRUCTURAL
Pasos planteados para la resolución del proyecto
9. Basados en la norma covenin de criterio para proyectos, se procede a estimar las
cargas variables y las cargas permanente actuantes sobre la estructura.
10. Según la norma covenin para vientos 2003 – 86 se calcula el viento paralelo y el
viento transversal sobre el galpon.
11. Calcular por norma sismorresistente 1756 – 1 los parámetros sismicos, valores
espectrales de diseño, coeficiente sismico, corte basal y fuerza tope, fuerzas y
cortantes sismicos y control de desplazamientos.
12. Realizar la Gráfica Espectral por Sismo
13. Definir la combinación y análisis de cargas sobre la estructura.
Normas Covenin empleadas
Criterios para Proyectos. NORMA COVENIN 2002 – 88
Cargas de Viento Covenin 2003 – 86
Edificaciones Sismorresistentes (requisitos). Norma Covenin 1756- 1: 2002
Edificaciones Sismorresistentes (comentarios).Norma Covenin 1756- 2: 2002
Combinaciones de Cargas
Combinaciones de carga son utilizadas para calcular la resistencia requerida
según lo especifican las normas de diseño. Todas las combinaciones de carga aplicables
deben ser evaluadas.
1.4*CM
1.2*CM+1.6*CV
1.2*CM+1.6*CV-0.8CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.8CWtc + S
1.2*CM+1.6*CV+0.8CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV+0.8CWtc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.5CWpc + S
1.2*CM+1.6*CV-0.5CWtc + S
1.2*CM+0.5CV-1.3CWpc + S
1.2*CM+0.5CV-1.3CWtc + S
0.9CM-1.3CWpc
0.9CM-1.3CWtc
Variables
f) CM Carga Muerta
g) CV Carga Viva
h) CWpc Carga de Viento Paralelo Cumbrera
i) CWtc Carga de Viento Transversal Cumbrera
j) S Sismo
Calidad de los materiales
Esfuerzo de fluencia del acero 4200 kg/cm2
Plancha de Acero fy = 2500 kgf/cm2
Perfiles HEA fy = 2530 kgf/cm2
Electrodo 𝐸70𝑥𝑥 = 4920𝑘𝑔/𝑐𝑚2

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Ricardo PEAM Diseño de Galpon

  • 1. UNIVERSIDAD SANTIAGO MARIÑO INGENIERÍA CÍVIL BARQUISIMETO – LARA GALPON INDUSTRIAL ESTRUCTURA DE ACERO Estudiantes Ricardo Da Silva V.19263197 Profesor: Ing. Mirian Ragonesi Materia: Estructura de Acero Barquisimeto, 18 de Agosto del 2014
  • 2. Estructuras de Acero Diseño y Cálculo de la Estructura de un Galpón de Acero. BASE DEL CÁLCULO El modelo matemático se realiza mediante los valores de carga permanente y sobrecarga sobre la estructura CP, CV, VIENTO. Una vez tenido esto, se procede a modelar las correas y vigas en el software RAM ADVANSE v9.0 Luego se ensamblan los elementos aportados en la primera modelación, pero ahora modelando toda la estructura completa: correas, vigas y columnas en el software RAM ADVANSE v9.0 para generar los valores de diseños necesarios. METODOLOGÍA DEL PROYECTO Normas utilizadas para los cálculos de carga - CARGAS PERMANENTES Y VARIABLES Criterios para Proyectos. NORMA COVENIN 2002 – 88 - CARGAS DE VIENTO: Cargas de Viento. NORMA COVENIN 2003 – 86 - CARGAS SISMICAS Articulado. Edificaciones Sismo resistentes. COVENIN 1756 – 1 MATERIALES UTILIZADOS (GRADO DE ACERO): Para perfiles rectangulares CONDUVEN el acero es A500 grado C. Para perfiles I, HEA, el acero es A36
  • 3. ESTRUCTURA DEL CÁLCULO 1. Calcular las cargas suministradas por la norma criterios para proyectos, según carga muerta y carga viva. Norma Covenin 2002 – 88. 2. Calcular las cargas suministradas por la norma Cargas de Viento. Norma Covenin 2003 – 86. 3. Calcular los parámetros necesarios en el estudio sísmico mediante la norma sismo resistente. Norma Covenin 1756-1:2002 4. Introducir la estructura en el programa Ram Advanse versión 9.0 5. definir los estados de cargas 6. definir los elementos a analizar (columnas, vigas y correas) 7. cargar la estructura con las fuerzas anteriormente citadas 8. revisar los diagramas flectores, cortantes y axiales de la estructura
  • 4. Características: - Sistema de entrepiso: Sofito metálico - Cobertura de techo: Teja Criolla - Ubicación de la Estructura: Estado Mérida - Estudio Geotécnico: Velocidad de Onda Sísmica: 270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts Parámetros a calcular: a) Para vientos: Clasificación de la construcción según su uso, Factor de importancia eólica, Característica de respuesta, Tipo de exposición, Velocidad básica del viento, Factor de respuesta, Coeficiente de empuje y succión, Presión dinámica. b) Para sismos: Parámetros sísmicos, Valores espectrales de diseño, Coeficiente sísmico, Corte basal y Fuerza de tope, Fuerzas y cortantes sísmicos c) Combinación de cargas y acciones sobre la estructura. Esto incluye: acciones permanentes, variables, de sismo y de viento y otras acciones que correspondan sobre la estructura.
  • 5. Planos del Galpón Planta Baja Planta Alta
  • 6. Fachadas DETALLES GALPON Consta de 6 pórticos de 6 metros de alto en sus columnas Con una zona de oficinas de gerente y secretaria, cuarto de basura, deposito, cuarto de tableros, kitchenet, y habitaciones. Una segunda planta a altura 2.72m con habitaciones, cocina, sala de estar. Pendiente del techo de: 12.77º Zona Anterior del galpón con 4 porticos de altura 6metros (espacio hueco para deposito) Zona Posterior del galpón con 2 pórticos constituidos por 2 pisos (oficinas / habitaciones). Zona adyacente a las oficinas: Terraza, de altura h = 2.55m con voladizo y escalera.
  • 7. GEOMETRIA DEL GALPON Techo Material de la cubierta de techo: Teja Criolla Máxima separación de las correas: 190cm= 1,90m Peso: 50 kg/m2 Pendiente del techo: 12.77º (GRADOS) = 22.66% (PORCENTAJE) Separación de las correas: Longitud de techo (Li): √3.752 + 0.852= 3.85m ≈ 3.9m Nsep: Li/ScMax = 3.85m / 1.75m = 2.2 Por lo tanto son 2 correas Y 4 en total con la correa del extremo y cumbrera. S= 3.9m/3= 1,3m ≤ 1,75m Cumple. Lo que quiere decir que se tomaran 2 correas separadas cada 1,3
  • 8. Colocación de las Correas en el Techo a cada 1.3 metros c/u Detalle Mitad de Techo Inclinado Colocación de las Correas en el Entrepiso a cada 1.3 metros c/u
  • 9. TECHO CARGAS PERMANENTES Cobertura de Techo: Teja Criolla Correas de techo: Tubo estructural IPN 80, con un peso de 6.10 kg/m, ubicadas cada 1.3m. Según norma Covenin “criterio para proyectos” 2002-88 se tiene: Por lo tanto escogeremos la teja curva de arcilla sin mortero de asiento que tiene un peso de: Teja Curva de Arcilla sin mortero  50 kgf/m2 La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la carga por peso lineal de la teja criolla será: Peso Lineal de Teja Curva de Arcilla con mortero  50 kgf/m2 * 1.3m = 65 kgf/m Instalaciones Se toma un peso de instalaciones estimado de  20 kgf/m2 La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto la carga de las instalaciones serán: Peso Lineal por Instalaciones  20 kgf/m2 * 1.3m = 26 kgf/m TOTAL CP TECHO: 65 kgf/m + 26 kgf/m + 6.70 kg/m = 97.70 kg/ml
  • 10. CARGA VIVA Techo según norma Criterio Para Proyectos 2002 – 88  100 kgf/m2 Según ancho tributario de las correas = 1.3 m Carga lineal techo 100 kgf/m2 * 1.3m  130 kgf/m TOTAL CV TECHO: 130 Kg/m
  • 11. ENTREPISO Sistema del Entrepiso: Sofito Metálico Lámina corrugada de acero que sirve como encofrado inferior en losas de concreto del tipo construcción mixta. Apropiadamente conectada o adherida, puede servir como refuerzo del concreto después que ha endurecido; "steel deck, metal deck" que tiene un peso de 7.45 kg/m2.
  • 12. LOSETA DE CONCRETO Se vacía con un espesor mínimo de 12 cm para formar el piso propiamente dicho. La loseta posee una armadura de acero (malla electrosoldada SIDETUR 10x10 ó 15x15) como protección contra el agrietamiento por efectos de retracción y temperatura. El peso de la loseta de concreto que se vaciará sobre el entrepiso y tiene un peso de 220 kg/m2 7.45 kg/m2 + 220 kg/m2 = 227.45 kg/m2 Sofito Metálico 227.45 kg/m2 La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto Peso Lineal de Sofito Metálico  227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m. Vigas: de carga: HEA 140 Vigas de Amarre HEA 160
  • 13. CARGA VIVA ENTREPISO: POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE QUE: Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios)  300 kgf/m2 Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m  390 kgf/m Terraza  100 kgf/m2 Carga lineal terraza 100 kgf/m2 * 1.3m  130 kgf/m CUADRO RESUMEN CARGAS ESTIMADAS EN KG/M2 Clasificación CARGA VARIABLE Planta Alta Terraza Techo Total CV CARGA PERMANENTE Techo Instalaciones Bloque de Cemento Sofito Metálico Total CP Carga (kgf/m2) 300 Kgf/m2 100 Kgf/m2 100 Kgf/m2 500 Kg/m2 50 Kgf/m2 20 kgf/m2 270 kgf/m2 227.45 kgf/m2 567.45 Kg/m2
  • 14. CARGAS DEL VIENTO NORMA COVENIN 2003-86 CARGAS DE VIENTO Estado Mérida: Velocidad Básica del Viento 70 km/h TABLA 5.1 Clasificación de la Construcción según su uso: Grupo B Clasificación según El Tipo Estructural: Tipo Pórtico Clasificación según El Nivel del Diseño: Nivel de Diseño 3 Especificaciones de las acciones del viento sobre la estructura: Factor de importancia eólica: α = 1 Tipo de exposición Tipo B
  • 15. 1.- Clasificación según la característica de respuesta: Altura de Columnas: 6m Ancho de Galpón: 7.5m Relación Esbeltez: 6/7,5= 0,8 < 5 La construcción se clasifica como tipo 1 2.- Acciones del Viento 2.1.- Acciones sobre el sistema resistente al viento Según la tabla 6.2.2 (a) Acciones en sistema resistentes al viento Tipo de Construcción I: cerrada
  • 16. Barlovento Sotavento Pz = qzGhCp Ph = qhGhCp 2.1.1.- Coeficiente GCpi (Subseccion 6.2.5.3) Supongamos condiciones de permeabilidad tales que GCpi = ± 0,25 2.1.2.- Factores de Respuesta ante Ráfagas (sección 6.2.4) De la tabla 6.2.4 (a) para tipo de exposición B y altura h = 5,53 m h = 6 m Gh = 1,588
  • 17. 2.1.3.- Coeficiente Cp (Subseccion y tabla 6.2.5.1) Cp: coeficiente de empuje y succión para los techos 2.4.- Viento TRANSVERSAL a la Cumbrera: ZONA DE FACHADAS Relación L/b = 7,5/18.5 = 0,40
  • 18. Entramos a la tabla de COEFICIENTES DE EMPUJE Y SUCCION CP PARA LAS FACHADAS (transversal a cumbrera) Con >> Relación L/b = 7,5/18.5 = 0,40 Obtenemos los valores de Cp: Barlovento: Cp = 0,8 (Todas) Sotavento: Cp = -0,5 (0 – 1) Laterales: Cp = -0,7 (todas)
  • 19. TRANSVERSAL A CUMBRERA: ZONA DE TECHO L: ancho del galpón H: altura de columnas + (1/2) altura cumbrera Relación L/h = 7,5/6.43 = 1,16 Angulo θ = 12.77º Barlovento: Cp = -0,9 Sotavento: Cp = -0,7
  • 20. 2.5.- Viento Paralelo a la Cumbrera FACHADAS L: Largo 18.5m B: ancho 7.5m Relación L/b = 2,5 Barlovento: Cp = 0,8 (Todas) Sotavento: Cp = -0,3 (2 Y 3) Laterales: Cp = -0,7 (todas) TECHOS Barlovento y Sotavento: Cp = - 0,7 2.6.- Presión Dinámica Se calculara según la forma genérica q = 0,00485KαV2 donde K = 0,413
  • 21. Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
  • 22. Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera
  • 23. Según el artículo 6.2.2.1 con respecto a las acciones mínimas, se tiene que la acción del viento en condiciones de servicio para los sistemas resistentes al viento no será menor de 30 kgf/m2 . Es por ello que en las acciones que se indican en la tabla contigua se puede ver que existen acciones menores a la mínima, es por ello que se tomara la acción mínima y se colocara en la estructura. Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera
  • 24. Cargas de Viento Transversal a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mínima por norma venezolana)
  • 25. Carga de Viento Paralelo a la Cumbrera MODIFICADA A 30 kg/m2 (carga mínima por norma venezolana)
  • 26. ANALISIS SISMICO SOBRE LA ESTRUCTURA Edificaciones Sismo Resistentes (requisitos). Norma Covenin 1756- 1: 2002 Zona Sísmica: Para El Estado Mérida, según estudios realizados y la eventualidad sísmica se normaliza en Zona: 5 Movimientos de Diseño Peligro sísmico: Elevada Zona sísmica: 5 Coeficiente de aceleración horizontal Ao=. 0.30
  • 27. Coeficiente de aceleración vertical 0.30*0.7=0.21 Formas Espectrales Típicas de los Terrenos de Fundación MATERIAL: SUELOS DUROS O DENSOS Vsp (velocidad promedio de la onda de corte en el perfil geotécnico): 270 m/seg < Vsp < 350 m/seg, H = 40 mts se selecciona un suelo duro o denso H = 40  entre 15 - 50 por lo tanto Zona Sismica 5 Forma espectral: S2 ợ = 0.90
  • 28. Clasificacion Según su Uso: Se selecciona el grupo: B2 Factor de Importancia ά = 1
  • 29. Clasificacion según el nivel de diseño: NIVEL DE DISEÑO SELECCIONADO: 2 Por ser un galpón que alcanza los 6 metros y los 2 pisos en la zona de oficinas. Clasificacion según el tipo de estructura: Tipo de sistema estructural resistente al sismo: Tipo I
  • 30. Combinación de sistema estructural R: FACTOR DE REDUCCION: R Para un nivel de diseño 2 (ND2), R = 4.5 Coeficientes Sísmicos y Espectro de Diseño Forma Espectral: S2 T* = 0.7 β = 2.6 p = 1
  • 31. valores de T+ Si R < 5 entonces T+ = 0.1 (R-1) T+ = 0.1 (4.5 – 1) = 0.35 Método de Análisis: método de análisis estático
  • 32. Valores espectrales de diseño: Para una formas espectral S2 obtenemos un T*= 0.7 seg , ß=2.6 , P=1 Para un R< 5 obtenemos un T+= 0.1(R-1) 0.1(4.5-1) = 0.35 Fuerza de Corte basal Corte Basal: Vo= μ*Ad*W Calculo de μ: El mayor entre μ1 y μ2 N : Numero de niveles T: Periodo Fundamental T* = Maximo periodo en el intervalo donde los espectros normalizados tienen un valor constante (tabla 7.1)
  • 33. De la ecuación (9,2) μ1 = 1.4 * ((2+9)/(2*2+12)) μ1= 0.96 se puede tomar T = Ta (DADO POR NORMA SISMO RESISTENTE) Ta=Ct*(hn)^0.75 Para edificaciones de acero se toma un Ct=0.08 de la subseccion 9.3.2.2 Hn: altura de la edificacion medida desde el ultimo nivel, hasta el primer nivel cuyos desplazamientos estan restringidos total o parcialmente Hn= 6 T=0.08*6^(0.75)=0.31 De la ecuación (9,3) μ2= 0.8 +(1/20)*((T/T*)-1) μ2= 0.8 +(1/20)*((0.31/0.7)-1) = 0.77 se toma el mayor valor de μ, en este caso μ1=0.96 Ad=(α*ợ*ß*Ao)/(R) Ad=(1*0.90*2.6*0.30)/(4.5) = 0.16
  • 34. W peso total de la edificación por encima del nivel base Para la losa de concreto del sofito metálico se tiene con e=0.12 VOLUMEN DE LA LOSA V = 6.5m*11.75m*0.12m volumen de la losa: 9.165 m3 Peso específico del concreto: 2400 kg/m3 Peso losa concreto = 2400 kg/m3 *9.165 m3= 21996 kg Sofito Metálico 227.45 kg/m2 * 6.5m * 11.75m = 17371.5 kg Peso Total Losa + Sofito = 21996 kg + 17371.5 kg = 39367.5 kg
  • 35. Para el techo de teja criolla = 50 kg/m2 Atecho total= 3.9 * 18.5 = 72.15 m2 La carga del techo Nivel +6.0 W será: W = 50 kgf/m2 x (3.9 * 18.5)m2 + 6.7 kgf/m x 8 (correas) x 18.5m  W = 7326 kgf Vo = 0.96 x 0.16 x 7326 kgf = 1125.27 kgf Peso nivel +2.55m W= Peso del techo + peso total de la losa W=7326 kgf + 39367.5 kg = 46690.5 kg Corte Basal: Vo= μ*Ad*W Vo=0.96*0.16*46690.5 kg Vo= 7171.7 kg Coeficiente sísmico C=Vo/W C=(7171.7 kg)/( 46690.5 kg) = 0.15
  • 36. Fuerza tope: Ft=((0.06*T/T*)-0.02)*Vo Ft=(((0.06*0.31)/0.7)-0.02)* 7171.7 kg = 47.13 kg Acotando entre los límites: 0.04Vo ≤ Ft ≤ 0.10 Vo 0.04 * 7171.7 kg = 286.9 kg 0.10 * 7171.7 kg = 717.17 kg 286.9 kg < 47.13 kg < 717.17 kg No cumple por lo tanto se toma el menor valor ft = 286.9 kg Vo – Ft = 7171.7 kg - 286.9 kg = 6884.8 kg Nivel Hi(m) Wi(Kgf) wihi Wihi/Σwihi fi ft vi 1 6 7326 43956 0.2696 1856.14 286.9 7171 2 2.55 46690.5 119060.78 0.7303 5027.96 3585.85 Σ 54016.5 163016 1 6884.11
  • 37. ESPECTRO DE DISEÑO Período Aceleración 0.000 0.27000 0.100 0.21478 0.200 0.18186 0.300 0.16281 0.400 0.15600 0.500 0.15600 0.600 0.15600 0.700 0.15600 0.800 0.13650 0.900 0.12133 1.000 0.10920 1.100 0.09927 1.200 0.09100 1.300 0.08400 1.400 0.07800 1.500 0.07280 1.600 0.06825 1.700 0.06424 1.800 0.06067 1.900 0.05747 2.000 0.05460 2.100 0.05200 2.200 0.04964 2.300 0.04748 2.400 0.04550 2.500 0.04368 2.600 0.04200 2.700 0.04044 2.800 0.03900 2.900 0.03766 3.000 0.03640
  • 38. Combinaciones de Cargas Combinaciones de carga son utilizadas para calcular la resistencia requerida según lo especifican las normas de diseño. Todas las combinaciones de carga aplicables deben ser evaluadas. 1.4*CM 1.2*CM+1.6*CV 1.2*CM+1.6*CV-0.8CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.8CWtc + S 1.2*CM+1.6*CV+0.8CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV+0.8CWtc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.5CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.5CWtc + S 1.2*CM+0.5CV-1.3CWpc + S 1.2*CM+0.5CV-1.3CWtc + S 0.9CM-1.3CWpc 0.9CM-1.3CWtc Variables a) CM Carga Muerta b) CV Carga Viva c) CWpc Carga de Viento Paralelo Cumbrera d) CWtc Carga de Viento Transversal Cumbrera e) S Sismo
  • 39. PREDIMENSIONADO TECHO DEL GALPON CORREAS: IPN 80 peso propio 6.10 kg/ml separación de correas c/1.30m CARGA PERMANENTE: Peso teja criolla: 50 kg/m2 x 1.30m = 65 kg/ml Peso por instalaciones: 20 kg/m2 x 1.30 kg/m = 26 kg/ml Peso propio correa: 6.10 kg/ml Tabiqueria: 0 Total: CP = 97.10 kg/ml CARGA VIVA Cv: 100 kg/m2 x 1.30m = 130 kg/ml Cmy = WCp x Cosx = 97.10 kg/m x Cos (12.77) = 94.69 kg/ml Cmx = Wcp x Senx = 97.10 kg/m x Sen (12.77) = 21.46 kg/ml CMx = 21.46 kg/ml CMy + Cv = 94.69 kg/m + 130 kg/m = 224.69 kg/m
  • 40. Mayoración de Cargas: Wux = 1.4 CMx = 1.4 x 21.46 kg/ml = 30 kgm Wuy = 1.2 CMy + 1.6 CV = 1.2 x 94.69 kg/m + 1.6 x 130 kg/m = 321.63 kg/ml Momento ultimo mayorado: Mux = (Wuy x L2 ) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgm Muy = (Wux x L2 ) / 8 = 30 x (4)2 / 8 = 60 kgm Donde: Sx = Mr/ϕFy Sx = 64326 kgcm / (0.6x3515) = 30.50 cm3
  • 41. Por catálogo UCAB IPN 80 LB= 4m Mn = 206 Kg*m kgm Sx = 19.6 cm3 NO SATISFACE NI LA Sx NI EL Mn de esa correa. Por lo tanto, asumiremos otro perfil para el predimensionado: CORREA: HEA 100 Fy: 2530 kg/cm3 Momento ultimo mayorado: Mux = (Wuy x L2 ) / 8 = 321.63 x (4)2 / 8 = 643.26 kgm Donde: Sx = Mr/ϕFy Sx = 64326 kgcm / (0.6x2530) = 42.38 cm3
  • 42. DONDE Sx = 72.8 cm3 (catalogo) > 42.38 cm3 (calculo) OK Mn=1620 kgm > Mr: 643.26 kgm (calculo) OK Satisface la correa de techo. HEA 100
  • 43. VIGAS DE TECHO: CARGA MUERTA HEA 140 peso propio 24.70 kg/ml Ancho tributario de vigas de carga 4m/2=2m Vigas de Carga en techo: ejes A-B-C-D  Sobre las vigas = (70 kg/m2 *2m) + (peso propio 24.70 kg/m) = 164.7 kg/m  Fuerzas puntuales sobre nodos en viga de carga por efecto de correa: 16.6kg/ml x 18.5m = 307.10 kgf CARGA VIVA Cv: 100 kg/m2 x 2m = 200 kg/ml Wservicio: Cp + CV = 164.7 kg/m + 200 kg/m = 364.7 kg/m Combinaciones de Carga: 1.4 CP = 1.4 * 164.7 kg/m = 230.58 kg/m 1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 164.7 kg/m + 1.6 * 200 kg/m = 517.64 kg/m Mr = 517.64 kgm (RAM) Donde: Sx = Mr/ϕFy Sx = 51764 kgcm / (0.6x2530) = 34.10 cm3
  • 44. Chequeamos catálogo de UCAB HEA 140 Sx = 155 cm3 (catalogo) > 34.10 cm3 (Calculo) OK Mn = 3470 kgm > 517.64 kgm (calculo) OK Por lo tanto el perfil soporta la carga aplicada. VIGA HEA 140
  • 45. CORREAS DE ENTREPISO Correas: HEA 100 con un peso de 16.6 kg/m, ubicadas cada 1.3m. Sofito Metálico 227.45 kg/m2 La colocación de las correas del techo serán espaciadas S = 1.3 m por lo tanto Peso Lineal de Sofito Metálico  227.45 kgf/m2 * 1.3m = 295.7 kgf/m CARGA PERMANENTE: 295.7 kg/m CARGA VIVA ENTREPISO: POR NORMA COVENIN 2002.88 CRITERIO PARA PROYECTOS SE TIENE QUE: Planta Alta (pasillos, salas de estar, vestuarios)  300 kgf/m2 Carga lineal Planta Alta 300 kgf/m2 * 1.3m  390 kgf/m ANALISIS DE CORREA EN AREA OFICINA Wservicio: CP + CV = 295.7 kg/m + 390 kg/m = 685.70 kg/m Combinaciones de Carga: 1.4 CP = 1.4 * 295.7 kg/m = 413. 98 kg/m 1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 295.7 kg/m + 1.6 * 390 kg/m = 978.84 kg/m Mr = 999.23 kgm (RAM)
  • 46. Donde: Sx = Mr/ϕFy Sx = 99230 kgcm / (0.6x2530) = 65.82 cm3 Sx =72.9 cm3 (catalogo) > Sx = 65.82 cm3 (calculo) OK Mn = 1670 kgm (catalogo) > Mr: 999.23 kgm (calculo) EL PERFIL CUMPLE. CORREA HEA 100
  • 47. VIGA DE ENTREPISO Viga: HEA 140 con un peso de 24.70 kg/m CARGA PERMANENTE Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m/2 + 3.75m/2 = 3.75m (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 2DEF Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m + 24.70 kg/ml = 952.64 kgf/m Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 952.64 kgf/m CARGA VARIABLE: Carga viga 2DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m Wservicio: Cp + CV = 952.64 kg/m + 1125 kg/m = 2077.64 kg/m Combinaciones de Carga: 1.4 CP = 1.4 * 952.64 kg/m = 1333.69 kg/m 1.2 CP + 1.6 CV = 1.2 * 952.64 kg/m + 1.6 * 1125 kg/m = 2943.17 kg/m Mr = 2943.17 kgm
  • 48. Sx = 155 cm3 Mn = 3580 kgm Donde: Sx = Mr/ϕFy Sx = 294317 kgcm / (0.6x2530) = 193.88 cm3 Mn = 3580 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OK Sx = 155 cm3 (catalogo) < 193.88 cm3 (calculo) NO CUMPLE!
  • 49. POR LO TANTO, AUNQUE CUMPLA EL MOMENTO NOMINAL (Catalogo) > Momento resistente, no cumple el Sx, se aproxima un perfil superior, escogemos HEA 160. Chequeamos catálogo de UCAB HEA 160 Sx = 220 cm3 > 193.88 cm3 Mn = 5170 kgm (catalogo) > 2943.17 kgm (calculo) OK Sx = 220 cm3 (Catalogo) > Sx = 193.88cm3 (calculo) OK Por lo tanto, escogemos la viga HEA 160 para entrepiso en PREDIMENSIONADO
  • 50. MODELACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y COLOCACIÓN DE LAS CARGAS SOBRE LA MISMA. Asumidos el predimensionado, de esta manera procedemos a modelar en RAM la estructura. COLOCACION DE CARGA PERMANENTE SOBRE EL GALPON 1- AREA DE TECHO En el Techo (galpón + oficinas) Correas de techo Teja Criolla 50 kgf/m² Instalaciones 20 kgf/m2 Total  70 kgf/m2 CP para el techo del galpón colocada sobre las correas las cargas siguientes: Se tiene un ancho tributario de 1.3m (separación entre correas) En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos. Entonces, se tendrá:  Sobre las correas = (70 kg/m2*1.3m) = 91 kg/m
  • 51. Carga muerta de 91 kgf/m sobre el techo 2. AREA DE ENTREPISO Entrepiso de: Sofito Metálico 227.45 kgf/m2 Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm: 20kg/m2 . VIGA 4DEF En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos. Entonces, se tendrá: Sobre la viga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 4DEF
  • 52. Sobre la viga de carga 4DEF con un ancho tributario de 4.25m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 4.25m = 1051.66 kgf/m Carga muerta de 1051.66 kgf/m sobre la viga de carga 4DEF
  • 53. VIGA 3DEF En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos. Entonces, se tendrá: Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 3DEF Sobre la viga 3DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 4m = 989.8 kgf/m
  • 54. Carga muerta sobre la viga 3DEF de 989.8 kgf/m
  • 55. VIGA 2DEF En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos. Entonces, se tendrá: Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 2DEF Sobre la viga de carga 2DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
  • 56. Carga muerta colocada sobre la viga 2DEF de 927.94 kgf/m
  • 57. VIGA 1DEF En modelación con el software, el mismo asume el el peso propio de los elementos. Entonces, se tendrá: Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 3.75m = (carga de sofito metalico + Recubrimiento de baldosa cerámica de gres con un espesor de 1cm) * ancho tributario viga 1DEF Sobre la viga de carga 1DEF con un ancho tributario de 4m = (227.45 kgf/m2 + 20 kgf/m2) * 3.75m = 927.94 kgf/m
  • 58. Carga muerta colocada sobre la viga 1DEF de 927.94 kgf/m
  • 59. Contribución de carga permanente en el entrepiso de las paredes de mezaninna PARED APOYADA EN VIGA 3DEF Sobre la viga 3DEF se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga 3DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga 3DEF = (270 kgf/m2 * 15.8m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
  • 60. Carga por efecto de paredes sobre la viga 3DEF de 656.31 kgf/m Nota: (se visualiza la carga de 989.8 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
  • 61. PARED APOYADA EN VIGA 2DEF Sobre la viga 2DEF se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga de carga 2DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga 2DEF = (270 kgf/m2 * 21.32m2) / 6.5 m = 885.6 kgf/m
  • 62. Carga por efecto de las paredes de 885.6 kgf/m Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
  • 63. PARED APOYADA EN VIGA 1DEF Sobre la viga 1DEF se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga 1DEF = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga 1DEF = (270 kgf/m2 * 15.8 m2) / 6.5 m = 656.31 kgf/m
  • 64. Carga por efecto de las paredes de 656.3 kgf/m Nota: (se visualiza la carga de 927.94 kgf/m ya que esa fue colocada anteriormente como carga muerta por efecto del entrepiso)
  • 65. PARED APOYADA EN VIGA F Sobre la viga F se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga F = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga F = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
  • 66. Carga por efecto de pared sobre viga F de 770.8 kg/m
  • 67. PARED APOYADA EN VIGA E Sobre la viga E se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga E = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga E = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
  • 68. Carga por efecto de pared sobre viga E de 770.8 kg/m
  • 69. PARED APOYADA EN VIGA D Sobre la viga D se tiene un peso por mampostería de: Bloques 270 kgf/m2 Sobre la viga D = ((carga por bloques) * Area de la pared ) / longitud de la viga sobre la cual la pared se apoya Sobre la viga D = (270 kgf/m2 * 21.41 m2) / 7.5 m = 770.8 kgf/m
  • 70. Carga por efecto de pared sobre viga D de 770.8 kg/m
  • 71. CARGA VARIABLE 1- ZONA TECHO Para el techo del galpón: Como la construcción es un galpón con techo de teja criolla no visitable, se considera una carga variable de 100 kgf/m2 , ya que aunque no es un techo visitable, se debe tomar en cuenta el peso que pudiera soportar durante el montaje. Según la norma para techo con Cp>50 kg/m2 y pendiente <15% la CV=100 kg/m2 . Para techo no visitable: 100 kg/m2 . CV para el galpón (techo) No consideramos para la modelación en Ram el peso propio de las correas ya que el programa se le activará el peso propio de los elementos, por lo tanto queda: El ancho tributario de las correas que es la separación entre correas de 1.3m
  • 72. Sobre las correas = (100 kg/m2 *1.3)= 130 kg/m Carga Variable cargada sobre la estructura: 130 kgf/m
  • 73. 2. ZONA ENTREPISO Carga Variable sobre el entrepiso Tomaremos un peso por norma covenin Criterio para Proyectos de: Para las oficinas: 300 kg/m2 . Colocada esta sobre las vigas de la estructura en el entrepiso las cuales se muestran a continuación: Carga viva sobre la viga 4DEF Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 4.25m se tiene Carga viga 4DEF = 300 kgf/m2 * 4.25m = 1275 kgf/m
  • 74. Carga viva sobre la viga 3DEF Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 4m se tiene Carga viga 3DEF = 300 kgf/m2 * 4m = 1200 kgf/m
  • 75. Carga viva sobre la viga 2DEF Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 3.75m se tiene Carga viga 2DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
  • 76. Carga viva sobre la viga 1DEF Tomando el ancho tributario de esta viga el cual es 3.75m se tiene Carga viga 1DEF = 300 kgf/m2 * 3.75m = 1125 kgf/m
  • 77.
  • 78. CARGAS POR ACCION DEL VIENTO Colocación Carga Viento Transversal a la Cumbrera La presión que se va a ejercer sobre la cara a Barlovento sobre la fachada expresada con 30 kgf/m2, será llevada a metro lineal de acuerdo a la contribución que dé de multiplicar este valor por el ancho tributario entre luces de cada columna, de tal manera queda así: 30 kgf/m2 * 3m = 90 kgf/m
  • 79. 30 kgf/m2 * (3.5/2 + 3/2) = 97.5 kgf/m 30 kgf/m2 * (4/2 + 3.5/2) = 112.5 kgf/m
  • 80. 30 kgf/m2 * (4/2 + 4/2) = 120 kgf/m 30 kgf/m2 * (4/2 + 4/2) = 120 kgf/m
  • 81. 30 kgf/m2 * (4m) = 120 kgf/m Colocación de la Carga de Viento paralela a la Cumbrera 30 kgf/m2 * 3m = 90 kgf/m
  • 82. 30 kgf/m2 * (3.5/2 + 3/2) = 97.5 kgf/m 30 kgf/m2 * (3.5/2 + 4/2) = 112.5 kgf/m
  • 83. 30 kgf/m2 * 4m = 120 kgf/m2
  • 84.
  • 85. Ingreso del Sismo (Espectro de Diseño al programa) Generamos con los parámetros sísmicos la tabla de periodo – aceleración con el programa IP3 venezolano. Una vez teniendo esta tabla, nos vamos a la pestaña en el programa llamada GEN, luego activamos el peso propio de la estructura. Inmediatamente buscamos la pestaña Espectro de respuesta, justamente ahí se pegan los valores de la tabla periodo – aceleración, y el programa internamente validará el efecto sísmico.
  • 86. Combinación de carga más desfavorable en el programa 1.2 CM + 1.6 CV – 0.8 VP + Sx Donde: CM carga muerta (permanente) Cv carga viva Vp viento paralelo cumbrera Sx sismo en x
  • 87. Gráficos dados por la modelación Correa más desfavorable Momentos Flectores Cortante
  • 88. Viga de techo más desfavorable Momento flector Cortante
  • 89. Correa de Entrepiso más desfavorable Momento Flector Cortante
  • 90. Viga de entrepiso más desfavorable VIGA 2-DEF Momentos flectores Cortantes
  • 91. Columna más desfavorable del galpón Axial
  • 92. DISEÑO FINAL DE PERFILES METODO LRFD Gráficos dados por la modelación Correa más desfavorable Momentos Flectores Mu = 1840.2 kgf*m
  • 93. Correa más desfavorable Cortante Vu = 1243.89 kgf Combinación de carga más desfavorable 1.6 cv – 0.8 vp + 1.2 cp - sx Correa de techo de todo el galpón Longitud no arriostrada de la correa Lb = 4m. Se ingresa la carga del techo en posición perpendicular a la correa y se obtiene del software RAM los esfuerzos del perfil, ellos son: 𝑀 𝑢 = 1840.2 kgf ∗ m 𝑉𝑢 = 1243.89𝑘𝑔𝑓 𝐿 𝑏 = 4𝑚 El perfil usado es:
  • 94.  IPN 80 Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve: Mn = 206 kgf*m m*1840.2kgf*206   mkgf MMn u NO CUMPLE! Subimos a un perfil IPN 140 Se obtiene un Mu = 2477.59 kgf*m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve: Mn = 1140 kgf*m m*kgf59.4752*1140   mkgf MMn u NO CUMPLE!
  • 95. Cambiamos a perfiles HEA por tener mas resistencia, y probaremos con: HEA 100 Momento flector HEA 100 Mu = 1380.25 Kgf * m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve: Mn = 1140 kgf*m m*kgf25.1380*1620   mkgf MMn u CUMPLE!
  • 96. Cheque por corte Vu = 1091.5 kgf kgf1091.528620 286202.21*2500*6.0*9.0 6.0*9.0 2 2     kgf VVn kgfcm cm kgf Vn AfVn u y    Ok! Cumple a corte Chequeo por Rótula Plástica Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es: Mn = Mp < 1.5 My Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 83cm3 = 207500 kgf*cm = 2075 kgfm 1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 72.8cm3 = 273000 kgf*cm = 2730 kgfm 2075 kgfm < 2730 kgfm OK!
  • 97. Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica. Chequeo por Deflexión cm cmL 22.2 180 400 180  (Maxima) ∆u por RAM = 0.32 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  2.22cm > 0.32cm OK!! Se escoge el perfil HEA 100 como correa de techo.
  • 98. Viga de techo de todo el galpón Longitud no arriostrada de la correa Lb = 4m. Se ingresa la carga del techo en posición perpendicular a la correa y se obtiene del software RAM los esfuerzos del perfil, ellos son: Momento Flector Mu = 3981.18 kgf*m
  • 99. Cortante Vu = 3382.04 kgf 𝑀 𝑢 = 3981.18 kgf ∗ m 𝑉𝑢 = 3382.04𝑘𝑔𝑓 𝐿 𝑏 = 4𝑚 El perfil usado es:  HEA 140 Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve: Mn = 3470 kgf*m
  • 100. m*kgf3981.18*3470   mkgf MMn u Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR. Procedemos a subir de perfil a HEA 160 Momento Flector HEA 160 Mu = 3734.14 kgf*m
  • 101. Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve: Mn = 5030 kgf*m m*kgf3734.14*5030   mkgf MMn u Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR. Cortante HEA 160 Vu = 3504.88 kgf
  • 102. kgf3504.8852380 523808.38*2500*6.0*9.0 6.0*9.0 2 2     kgf VVn kgfcm cm kgf Vn AfVn u y    Ok! Cumple a corte Chequeo por Rótula Plástica Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es: Mn = Mp < 1.5 My Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m 1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m 6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK! Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica. Chequeo por Deflexión cm cmL 22.2 180 400 180  (Maxima) ∆u por RAM = 0.98 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  2.22cm > 0.98cm OK!! Se escoge el perfil HEA 160 como viga de techo.
  • 103. Correa del Entrepiso HEA 100 Mu = 21.37 kgf*m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve con un Lb de 3.5m Mn = 1670 kgf*m m*kgf21.37m*kgf1670   uMMn Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
  • 104. Cortante HEA 100 Vu = 38.68 kgf 38.68kgf28620 286202.21*2500*6.0*9.0 6.0*9.0 2 2     kgf VVn kgfcm cm kgf Vn AfVn u y    Ok! Cumple a corte Chequeo por Rótula Plástica Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es: Mn = Mp < 1.5 My Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 83cm3 = 207500 kgf*cm = 2075 kgfm 1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 72.8cm3 = 273000 kgf*cm = 2730 kgfm 2075 kgfm < 2730 kgfm OK!
  • 105. Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica. Chequeo por Deflexión cm cmL 94.1 180 350 180  (Maxima) ∆u por RAM = 0.32 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  cm94.1 > 0.03cm OK!! Se escoge el perfil HEA 100 como correa de entrepiso.
  • 106. Viga de Amarre del Entrepiso HEA 140 Mu = 4289.76 Kgf*m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve con un Lb de 3.5m Mn = 3580 kgf*m m*kgf4289.76m*kgf3580   uMMn Por lo tanto NO CUMPLE EL FLECTOR. Subiremos un perfil más llevándola a HEA 160
  • 107. Mu = 4418.61 kgf*m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve con un Lb de 3.5m Mn = 5170 kgf*m m*kgf4418.61m*kgf5170   uMMn Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
  • 108. Cortante Vu = 7210.83 kgf kgf7210.8352380 523808.38*2500*6.0*9.0 6.0*9.0 2 2     kgf VVn kgfcm cm kgf Vn AfVn u y    Ok! Cumple a corte Chequeo por Rótula Plástica Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es: Mn = Mp < 1.5 My
  • 109. Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgf*m 1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgf*m 6125 kgf*m < 8250 kgf*m OK! Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica. Chequeo por Deflexión cm cmL 94.1 180 350 180  (Maxima) ∆u por RAM = 0.57 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  1.94cm > 0.57cm OK!! Se escoge el perfil HEA 160 como viga de amarre de entrepiso.
  • 110. Viga de Carga de Entrepiso HEA 160 Momento Flector Mu = 1374.53 kgf*m Chequeo por flexión Tomamos el perfil debido a que es suficiente para resistir las cargas por flexión como se ve con un Lb de 4m Mn = 5030 kgf*m m*kgf1374.53m*5030kgf   uMMn Por lo tanto SI CUMPLE EL FLECTOR.
  • 111. Cortante HEA 160 Vu = 2067.84 kgf 1834.77kgf52380 523808.38*2500*6.0*9.0 6.0*9.0 2 2     kgf VVn kgfcm cm kgf Vn AfVn u y    Ok! Cumple a corte
  • 112. Chequeo por Rótula Plástica Chequeo por rotula plástica los perfiles que hemos tomado de la bibliografía de la UCAB son compactos por lo tanto la condición acota es: Mn = Mp < 1.5 My Mp = fy * Zx = 2500 kgf/cm2 * 245cm3 = 612500 kgf*cm = 6125 kgfm 1.5 * My * Sx = 1.5 * 2500 kgf/ cm2 * 220cm3 = 825000 kgf*cm = 8250 kgfm 6125 kgfm < 8250 kgfm OK! Mp < 1.5My como vemos chequea por momento de rotula plástica. Chequeo por Deflexión cm cmL 22.2 180 400 180  (Maxima) ∆u por RAM = 0.21 cm por lo tanto como ∆Max > ∆u  cm22.2 > 0.21cm OK!! Se escoge el perfil HEA 160 como Viga de Carga de entrepiso.
  • 113. Columnas Perfil HEA 200 Carga Axial Pu = 21808.94 kgf Datos Pu = 21808.94 kgf (Por RAM) Ag = 53.8 cm2 r = ry = 4.98 cm L = 2.75 m K= 1 Tipo de Acero = A36 fy = 2500 kg/cm2 E = 2.1x106 kg/cm2 Fu = 4078 kg/cm2 U = 0.85
  • 114. Chequeo de esbeltez: 200 * min  r LK  200 98.4 275*1   55.22 < 200 ok Cumple la Esbeltez Chequeo de la FlexoCompresión: Datos dados por RAM Mux = 853.36 kgf*m Muy = 29.56 kgf*m Pu = 21808.94 kgf De los valores de la Tabla UCAB tenemos de la HEA 200: Mny = 4580 Kgm, Mnx = 9770 kgm, ǿPn = 99010 kgf 120.0 4580 29.56 9770 853.36 99010*2 21808.94 1 2 22.0 99010 21808.94   ny uy nx ux n u n u M M M M P P P P  Ok Cumple FLEXOCOMPRESION Chequeo del Pandeo local 61.0 10*1.2 2500 14.3*98.4 275*1 * * 6  E Fy r LK c   2 22 /23.58922500* 61.0 877.0 * 877.0 cmKgFy c Fcr   KgFAgPn cr 68.26945123.5892*8.53*85.0**85.0  Comparando Pu ≤ Φ*Pn → 21808.94 Kg ≤ Kg68.269451 OK! Se escoge el perfil HEA 200 como Columna del galpón.
  • 115. PLACA BASE COLUMNAS HEA 200 Pu = 21808.94 Kg Dimensiones del perfil bf = 20 cm d = 19 cm A1 = bf * d = 20 * 19 = 380 cm2 A2: Area de la Zapata A2 = 30 cm x 30 cm = 900 cm2 2 1 2  A A 54.1 380 900  1.54 <= 2 ------- tomamos 1.54 A partir de la siguiente ecuación tanteamos el área de la placa A1: 2 1 071.111 54.125085,060,0 Kg21808.94 cm xxx A  1 2 1 ´85,0 A A cf P A c u   ≤ 2
  • 116. 284,5 36.26 900  se tomara A1 = 111.071 cm2 N= 20.52 = 21 N = 20 cm N = 22 cm B = A1/N = 380 cm2 / 20 = 19 B = A1/N = 380 cm2 / 22 = 17.27 La placa por cálculo quedaría de 22cm x 19 cm, pero para efectos múltiplos a cada lado para los pernos anclados en la placa, escogeremos la placa base de 25 x 25 cm. ESPESOR DE LA PLACA 5.4 2 20*8.025 2 *8.0 47.3 2 19*95.025 2 95.0           bfB n dN m Pn = 0,6 x 0,85 x 250 x 380 * 2 = 96900 Kg Espesor 44.2380*4/50.0** 4 ´  bfdn   tomando el mayor valor de las tres condiciones entre m,n, ´n 025.1)20*80,019*95,0(5.0  025.1380 N pc u f f P P bd bd X           2 )( 4 22,0 96900 Kg21808.94 )2019( 3804 2         x X 150.0 1 22.011 22.02   1 11 2    X X 
  • 117. cm fyNB P lt u 8,0 2530*25*25*9.0 Kg21808.94*2 5.4 ***9.0 2  El espesor da muy pequeño debido a que la carga axial de las columnas así lo es, por lo tanto escogeremos un espesor considerable de 1cm Placa: (25 x 25 x 1)cm
  • 118. SOLDADURA Se diseñara una conexión típica para todo el galpón, esta será diseñada por soldadura ya que es más sencillo para calcular, se debe tener en cuenta las fuerzas por cortante y axial, para asumir el espesor de la soldadura se toma a partir del espesor más grande de las almas de los perfiles a unir, las características del electrodo son de 𝐸70𝑥𝑥 = 4920𝑘𝑔/𝑐𝑚2 . para la resistencia mínima de agotamiento. Se hará el diseño de la conexión entre la viga HEA 160 y la columna HEA 200, tenemos un espesor del alma de tw = 6.5 mm y un D = 5 mm Se tiene una fuerza cortante y axial máxima de:  Vu = 7198.17 kg  Au = 21808.94 kg. Longitud de filete para efecto cortante cm cmD Rn Vu Lw 19.9 5.0*707.0*4920*6.*75. Kg7198.17 2 *   tomamos Lw = 9.5 cm Longitud de filete para efecto axial cm D Rn Au Lw 87.27 5.0*707.0*4920*6.*75. kg.21808.94 2 *   tomamos Lw= 28 cm
  • 119. Detalle filete para efecto de corte Detalle filete para efecto axial
  • 122. CONCLUSION Se tomó en consideración los parámetros de selección de forma más rentable y económica para la ejecución y obra de este galpón, como principio fundamental de la Ingenieria y la Construcción, la factibilidad, viabilidad económica y rentabilidad. A pesar de contar con perfiles más comerciales como los IPN ó CONDUVEN, debido a las cargas calculadas por peso propio, viva, viento y sísmico, se procedió a tomar en consideración perfiles de tipo HEA, los cuales bien pueden ser analizados como perfiles PROPERCA (laminados por parte) ya que éstos tienen una mayor resistencia, y nos dieron fiabilidad y menores secciones a resistir que los perfiles IPN, por esta razón se ha realizado el diseño con perfiles de este estilo HEA ya que nos daban mayor resistencia con una menor dimensión y sección transversal que otros. Perfiles Tomados en el Diseño Final Correa de Techo HEA 100 Viga de Techo HEA 160 Correa de Entrepiso HEA 100 Viga de Carga de Entrepiso HEA 160 Viga de Amarre de Entrepiso HEA 160 Columnas del Galpon HEA 200
  • 123. NORMAS UTILIZADAS METODOLOGÍA Y ANALISIS ESTRUCTURAL Pasos planteados para la resolución del proyecto 9. Basados en la norma covenin de criterio para proyectos, se procede a estimar las cargas variables y las cargas permanente actuantes sobre la estructura. 10. Según la norma covenin para vientos 2003 – 86 se calcula el viento paralelo y el viento transversal sobre el galpon. 11. Calcular por norma sismorresistente 1756 – 1 los parámetros sismicos, valores espectrales de diseño, coeficiente sismico, corte basal y fuerza tope, fuerzas y cortantes sismicos y control de desplazamientos. 12. Realizar la Gráfica Espectral por Sismo 13. Definir la combinación y análisis de cargas sobre la estructura. Normas Covenin empleadas Criterios para Proyectos. NORMA COVENIN 2002 – 88 Cargas de Viento Covenin 2003 – 86 Edificaciones Sismorresistentes (requisitos). Norma Covenin 1756- 1: 2002 Edificaciones Sismorresistentes (comentarios).Norma Covenin 1756- 2: 2002 Combinaciones de Cargas Combinaciones de carga son utilizadas para calcular la resistencia requerida según lo especifican las normas de diseño. Todas las combinaciones de carga aplicables deben ser evaluadas. 1.4*CM 1.2*CM+1.6*CV 1.2*CM+1.6*CV-0.8CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.8CWtc + S 1.2*CM+1.6*CV+0.8CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV+0.8CWtc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.5CWpc + S 1.2*CM+1.6*CV-0.5CWtc + S
  • 124. 1.2*CM+0.5CV-1.3CWpc + S 1.2*CM+0.5CV-1.3CWtc + S 0.9CM-1.3CWpc 0.9CM-1.3CWtc Variables f) CM Carga Muerta g) CV Carga Viva h) CWpc Carga de Viento Paralelo Cumbrera i) CWtc Carga de Viento Transversal Cumbrera j) S Sismo Calidad de los materiales Esfuerzo de fluencia del acero 4200 kg/cm2 Plancha de Acero fy = 2500 kgf/cm2 Perfiles HEA fy = 2530 kgf/cm2 Electrodo 𝐸70𝑥𝑥 = 4920𝑘𝑔/𝑐𝑚2