Memoria de Cálculo Estructural Cobertura Malla Raschel

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL-COBERTURA PARA MALLA RASCHEL
MEMORIA DE CALCULO
ESTRUCTURAL
COBERTURA PARA MALLA RASCHEL
“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN LA I.E. MARCELINO CHAMPAGNAT EN EL
DISTRITO DE TACNA, PROVINCIA DE TACNA - TACNA”
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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL-COBERTURA PARA MALLA RASCHEL
INDICE DE CONTENIDO
INDICE DE CONTENIDO ....................................................................................................................................................II
INDICE DE TABLAS ...........................................................................................................................................................II
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL – COBERTURA METÁLICA PARA MALLA RASCHEL .........................1
..........................................................................................................................................................................................1
1. GENERALIDADES: ................................................................................................................................................1
1.1.
ESTRUCTURACION .....................................................................................................................................1
1.2.
NORMAS EMPLEADAS................................................................................................................................3
1.3.
ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS ...............................................................................3
1.4.
DISPOCISION ESTRUCTURAL DE LA COBERTURA: .............................................................................4
DISPOCISION ARQUITECTONICO DE LA CUBIERTA MALLA RASCHEL: ....................................................................... 6
2.
ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES DE CARGAS ................................................................................6
2.1.
ESTADOS DE CARGAS ...............................................................................................................................6
2.2.
COMBINACIONES DE CARGAS .................................................................................................................7
2.2.1.
Coeficiente de amplificación de cargas de servicio.................................................................................7
3. PARÁMETROS SISMICOS: ...................................................................................................................................8
3.1.
ZONIFICACION SISMICO (Z): .....................................................................................................................8
3.2.
PARÁMETROS DE SUELO (S) ....................................................................................................................8
3.3.
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C)..............................................................................................9
3.4.
CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES (U) ...............................................................................................9
3.5.
SISTEMAS ESTRUCTURALES (R). ............................................................................................................9
4. ANALISIS DINAMICO ESPECTRAL:.................................................................................................................. 10
4.1.
ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES......................................................................................... 10
4.2.
ANÁLISIS MODAL DE LA ESTRUCTURA ............................................................................................... 12
4.3.
CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES ..................................................................................... 13
5. MEMORIA DE DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES ........................................................................ 15
5.1.
DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL: ...................................................................... 15
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.
5.1.4.
TIJERAL T-1:...................................................................................................................................................... 15
TIJERAL T-2:...................................................................................................................................................... 17
CORREAS (DIAGONALES DE APOYO DE MALLA RASCHEL). ................................................................... 19
COLUMNAS METALICAS: ................................................................................................................................ 19
INDICE DE TABLAS
TABLA N° 01. 1: Factor de Suelos “S”................................................................................................................................8
TABLA N° 01. 2: Periodos Tp Tl de acuerdo a “S”. ............................................................................................................8
TABLA N° 01. 3: Sistemas Estructurales............................................................................................................................9
II
“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE EDUCACIÓN EN LA I.E. MARCELINO CHAMPAGNAT EN EL
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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL-COBERTURA PARA MALLA RASCHEL
MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL – COBERTURA METÁLICA
PARA MALLA RASCHEL
1.
GENERALIDADES:
La presente memoria tiene la finalidad de realizar el diseño estructural de los elementos de soporte de la
cobertura con malla Raschel, la cual tiene como objetivo cubrir todo el área de losas deportivas tanto en el
nivel primario como en el nivel secundario con malla raschel.
-
Área total a cubrir con Malla Raschel Nivel Primario:
782.00 m2
-
Área total a cubrir con Malla Raschel Nivel secundario:
1652.64 m2
El diseño estructural se realizará en el Software SAP2000 v19, el cual tiene integrado las normativas de
diseño en las que se basa la norma peruana NTE E.090 de Estructuras de Acero.
1.1. ESTRUCTURACION
ARMADURA PRINCIPAL T-1: En cuanto a la armadura principal consta de una estructura tijeral tipo Truss,
cuyo acero estructural tiene un esfuerzo de fluencia fy=2530 kg/cm2 (A-36) y tiene una separación entre
tijeral 6.90 m.
TIJERAL T-1
El tijeral T-1 se apoya sobre pedestales de concreto.
ARRIOSTRE METALICO: los elementos de arriostre, se proponen con el uso de tubos de F°N° de
Φ3”x3.00mm, las cuales arriostran los tijerales T-1, en forma de cruz de san Andrés, siendo el apoyo de la
malla raschel, de esta manera esta se tensa de acuerdo a diseño. El material que se propone para estos
elementos es el acero estructural con esfuerzo de fluencia fy=2530 kg/cm2 (A-36) y tiene una distribución a
cada 4.00m.
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T-1
Arriostre Metálico (tipo Cruz de San Andres)
ELEMENTOS DE BORDE T-2 : los elementos de borde tienen la función de unir los tijerales T-1, evitando
desplazamientos mayores. La configuración y distribución de perfiles y/o tubos es de la siguiente manera.
Arriostre Metálico Lateral (T-2) sobre los pabellones.
Ubicación de tijerales T-2 sobre columnas metálicas.
COLUMNAS METALICA: Las columnas metálicas son el soporte del tijeral T-1, las cuales se unirán a la
columna con soldadura en todas las superficies que las unen.
Columna Metálica
Columna Metálica de forma rectangular 25x50cm.
2
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VISTA ISOMETRICO DE COBERTURA CON MALLA RASCHEL
En la siguiente imagen se muestra el modelo matemático de la cobertura con malla raschel.
Malla Raschel
TIJERAL T-2
Columna
Metálica
TIJERAL T-2
Tijeral T-1
Vista isométrica de Cobertura Malla Raschel.
1.2. NORMAS EMPLEADAS
Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos
a
continuación.
-
Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.)
-
NTE E.020 “CARGAS”
-
NTE E.030 “DISEÑO SISMORESISTENTE” - NTE E.090 “ESTRUCTURAS METÁLICAS”.
-
UBC 1997 (Uniform Building Code)
- NTE E.060 “CONCRETO ARMADO”.
- AISC – LRFD 99
Se entiende que todos los Reglamentos y Normas están en vigencia y/o son de la Última Edición.
1.3. ESPECIFICACIONES – MATERIALES EMPLEADOS
ACERO ESTRUCTURAL (A-36):
-
Resistencia
(fy): 2530 kg/cm2 (G°36).
-
Módulo de Elasticidad
(E): 2’100,000 kg/cm2
-
Módulo de Poisson
(u): 0.30
ACERO LISO (ASTM A-615):
3
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-
Resistencia a la Fluencia (fy): 4,000 kg/cm2 (G60)
-
PLANCHAS (A-36):
Resistencia a la Fluencia (fy):
2,530 kg/cm2
Módulo de Elasticidad (E): 2’100,000 kg/cm2.
Acero estructural
Todo el acero, incluyendo las planchas, cumplirá con la especificación ASTM A-36. En cualquier etapa de
los trabajos, el propietario podrá exigir que los elementos estructurales se encuentren dentro de las
tolerancias permitidas.
Pernos
Los pernos serán de acero de alta resistencia, de acuerdo a la norma ASTM A-325, "Specification for High
Strength Steel Bolts for Structural Joints" (Especificación para pernos de Alta Resistencia para Uniones
Estructurales). Se utilizarán pernos de 5/8” de diámetro, salvo que se indique otra cosa en planos, cuya
resistencia mínima a la tensión es de 84 Kg/mm2.
Electrodos
Los electrodos de soldadura de arco corresponderán a la serie E-70 conforme a las especificaciones ASTM
A-233, "Specification for Mild Steel Covered Arc Welding Electrodes" (Especificación para Electrodos
de Soldadura de Arco para Acero Dulce).
1.4. DISPOCISION ESTRUCTURAL DE LA COBERTURA:
TIJERAL T-1:
El tijeral T-1, se plantea que el material sea de F°N° y está distribuido de la siguiente manera:
-
Brida Superior
: 2 □2”x3”x2.5mm.
-
Brida Inferior
: 2 □2”x3”x2.5mm.
-
Diagonales
: 2 □2”x2”x2.5mm.
-
Parantes
: 2 □2”x22x2.5mm.
Parante
Brida Superior
Brida Inferior
Diagonal
TIJERAL T-2:
4
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El tijeral T-2, se plantea que el material sea de F°N° y está distribuido de la siguiente manera:
-
Tubo Superior
: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.
-
Tubo Inferior
: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.
-
Tubo Diagonales
: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.
-
Tubo Parante
: 1 Φ1 1/2”x2.5mm.
Tubo Parante
Tubo Superior
Tubo Diagonal
Tubo Inferior
CRUZ DE SAN ANDRÉS.
Las cruces de arriostre, son elementos que tienen como objeto unir a los tijerales T-1 a cada 4.00m, sin
unirse uno con el otro, en el cruce de dos diagonales, deberán quedar libres sin soldadura. El material es se
plantea como F°N°, con tubos de 1 ½” de diámetro de 2.5mm de espesor.
COLUMNA METALICA:
La columna metálica se distribuye de la siguiente manera; las dimensiones de esta son 25 x50cm.
Tubo 1”x1”x2mm.
Tubo 2”x3”x2.5mm.
Tubo 2”x3”x2.5mm.
Tubo 2”x2”x2.5mm.
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DISPOCISION ARQUITECTONICO DE LA CUBIERTA MALLA RASCHEL:
La estructura metálica, se apoya sobre el Pabellón de aulas D, y en el otro extremo se apoya sobre la
columna metálica la cual está apoyada al suelo.
2.
ESTADOS DE CARGA Y COMBINACIONES DE CARGAS
2.1. ESTADOS DE CARGAS
Cargas por peso propio (D): Son cargas provenientes del peso de los materiales que componen la
cobertura con malla raschel, acero estructural, etc.
Cargas vivas (L): Cargas que provienen de los pesos no permanentes en la estructura, que incluyen la
carga viva mínima definida en la norma NTE E.020 de Cargas.
Cargas producidas por sismo (EQ): son las cargas que representan un evento sísmico y están
reglamentadas por la norma E.030 de diseño Sismorresistente, las consideraciones sísmicas se detallan en
el ítem 6.
Cargas producidas por vientos (W): son las cargas que genera la presión del viento, las cuales están en
función de la Velocidad de viento , siendo estas Zonificadas en el mapa eólico del Perú. Vmin=75KPH.
Resumen de Cargas:
Cargas Muerta (CM):
-
Peso propio elementos de acero
: 7850 Kg/m3
-
Peso propio de malla Raschel (90%)
: 120 gr/m2
Cargas Vivas (CV):
-
Sobrecarga mínimo de mantenimiento (s>15%)
: 30 Kg/m2
Cargas de Sismo (EQ):
-
Según Norma Peruana de Estructuras Sa = (ZUCS.g) /R
Cargas de Viento (W):
-
Sotavento
: -0.60
-
Barlovento
: -0.30 y 0.70
La carga por viento se define de acuerdo a los lineamientos de la norma NTE E.020.
-
Velocidad de Viento Mínimo (NTE E.020)
: 75 Km/h.
-
Altura de la cobertura
: 13.50m.
-
Velocidad de Viento de diseño
ℎ 0.22
13.5 0.22
𝑉ℎ = 𝑉 ( )
= 75 (
)
= 80.12 𝐾𝑚/ℎ
10
10
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-
Presión debida a vientos: (el signo positivo significa presión y el negativo succión)
𝑃ℎ = 0.005𝐶(𝑉ℎ)2
Sotavento:
𝑃ℎ = 0.005 ∗ (−0.60) ∗ (80.12)2 = −19.26𝐾𝑔/𝑚2.
Barlovento:
𝑃ℎ = 0.005 ∗ (−0.30) ∗ (80.12)2 = −9.63𝐾𝑔/𝑚2.
𝑃ℎ = 0.005 ∗ (0.70) ∗ (80.12)2 = 22.47𝐾𝑔/𝑚2.
2.2. COMBINACIONES DE CARGAS
Debido a que nuestra norma E-090 utiliza factores de seguridad en el diseño a través de la amplificación de
la cargas de servicio y reducción de la resistencia teórica de los elementos, será necesario hacer uso de
estas expresiones ya que nuestra norma está basado en el método del LRFD.
Las cargas de servicio se estimarán atreves del Metrado de cargas para ello utilizamos la norma del R.N.E.
E020 (Norma De Cargas). El análisis estructural la haremos bajo la hipótesis de comportamiento elástico.
2.2.1.
Coeficiente de amplificación de cargas de servicio
Para el diseño de los elementos estructurales se utilizó los coeficientes de amplificación de las cargas de
servicio, es decir de las amplificaciones de las cargas muertas, vivas, sismo y viento. A continuación se
presenta la combinación de cargas amplificadas según la AISC (Norma Americana), como también la
dispone la RNE. E090. (Norma peruana).
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 1 = 1.4 ∗ 𝐷
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 2 = 1.2 ∗ 𝐷 + 1.6 ∗ 𝐿 + 0.5 ∗ (𝐿𝑟 ó 𝑆 ó 𝑅)
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 3 = 1.2 ∗ 𝐷 + 1.6 ∗ (𝐿𝑟 ó 𝑆 ó 𝑅) + (0.5 ∗ 𝐿 ó 0.8 ∗ 𝑊)
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 4 = 1.2 ∗ 𝐷 + 1.3 ∗ 𝑊 + 0.5 ∗ 𝐿 + 0.5 ∗ (𝐿𝑟 ó 𝑆 ó 𝑅)
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 5 = 1.2 ∗ 𝐷 ± 1.0 ∗ 𝐸 + 0.5 ∗ 𝐿 + 0.2 ∗ 𝑆
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 6 = 1.2 ∗ 𝐷 ± 1.0 ∗ 𝐸 + 0.5 ∗ 𝐿 + 0.2 ∗ 𝑆
𝐶𝑂𝑀𝐵𝑂 7 = 0.9 ∗ 𝐷 ± (1.3 ∗ 𝑊 ó 1.0 ∗ 𝐸)
Dónde:
D: carga muerta
L: carga viva debido al mobiliario y ocupantes
Lr: carga viva de techo
W: carga debido al viento
E: carga debido a sismo
S: carga debido a nieve o granizo
R: carga debido a lluvia.
Los factores de la capacidad usados en el RNC han sido tomados del AISC como se puede
apreciar a continuación:
VALOR φ
MIEMBROS O CONECTOR
0.9
sección tracción
0.75
sección de conexión en tracción
0.9
miembros en flexión
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0.85
miembros en compresión axial
0.75
pernos en tracción
Cuadro N°01 factores de reducción de resistencia (RNC E090, AISC)
3.
PARÁMETROS SISMICOS:
3.1. ZONIFICACION SISMICO (Z):
La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características
esenciales de los movimientos sísmicos, la atenuación de estos con la distancia y la información geotécnica
obtenida de estudios científicos.
De acuerdo a lo anterior la Norma E-0.30 de diseño sismorresistente asigna un factor “Z” a cada una de las
4 zonas del territorio nacional. Este factor representa la aceleración máxima del terreno con una
probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.
Para el presente estudio, la zona en la que está ubicado el proyecto corresponde a la zona 4 y su factor de
zona Z será 0.45.
3.2. PARÁMETROS DE SUELO (S)
Para los efectos de este estudio, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta sus propiedades
mecánicas, el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las
ondas de corte.
La norma NTE E.030-2014, en su artículo 2.4 Parámetros de sitio, muestra las Tablas 3 y 4 para determinar
las características sísmicas del suelo.
TABLA N° 01. 1: Factor de Suelos “S”
Fuente: RNE NTE E.030-2014
Para efectos de la aplicación de la norma E-0.30 de diseño sismorresistente se considera que el perfil de
suelo es de tipo flexibles (S3), el parámetro Tp asociado con este tipo de suelo es de 1.0 seg., y el factor de
amplificación del suelo se considera S= 1.10.
TABLA N° 01. 2: Periodos Tp Tl de acuerdo a “S”.
Fuente: RNE NTE E.030-2014
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3.3. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C)
De acuerdo a las características de sitio, se define al factor de amplificación sísmica (C) por la siguiente
expresión:
𝑇 < 𝑇𝑃
𝑇𝑃 < 𝑇 < 𝑇𝐿
𝑇 > 𝑇𝐿
𝐶 = 2.5
𝑇𝑃
𝐶 = 2.5 ( )
𝑇
𝑇𝑃 𝑇𝐿
𝐶 = 2.5 ( 2 )
𝑇
Dónde: T: Periodo Fundamental de vibración del Edificio en función a su altura (de acuerdo al Art. 4.5.4 del
NTE E.030-2014), Tp y TL depende de las características del Suelo, y C es el Factor de Amplificación
sísmica.
3.4. CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES (U)
Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a la categoría de uso de la edificación, debido a que la
edificación es de tipo Educación clase A2 la norma establece un factor de importancia U = 1.5 (de Acuerdo
a NTE E.030 Tabla 5 en su Art. 3.1), que es el que se tomará para este análisis sísmico.
3.5. SISTEMAS ESTRUCTURALES (R).
Los sistemas estructurales se clasifican según los materiales usados y el sistema de estructuración
sismorresistente predominante en cada dirección. De acuerdo a la clasificación de una estructura se elige
un factor de reducción de la fuerza sísmica (R), la elección se debe dar en base a lo establecido en la
Norma NTE E.030-2014, en su art. 3.2 y la Tabla 6 y 7.
TABLA N° 01. 3: Sistemas Estructurales
Fuente: RNE NTE E.030-2014
El RNE en su norma E.030, establece el peligro sísmico como severo, siendo la estructura a diseñar, de
clase A2, es necesario seguir lo establecido en la norma NTE E.030 de sismoresistencia, además seguir las
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recomendaciones de elección de sistemas Estructurales en base a la categoría del Edificio (Ver Tabla 7 del
NTE E.030).
Dirección de Análisis X-X:
-
Sistema Estructural
: Pórticos Ordinarios Excéntricamente Arriostrados Ro=8.
Dirección de Análisis Y-Y:
4.
Sistema Estructural
: Pórticos Ordinarios Excéntricamente Arriostrados Ro=8.
ANALISIS DINAMICO ESPECTRAL:
Para poder calcular la aceleración espectral para cada una de las direcciones analizadas se utiliza un
espectro inelástico de pseudo-aceleraciones definido por:
Sa = ZUCS x g
Donde:
Z = 0.45 (Zona 4 – Tacna-Tacna)
U = 1.50 (categoría A2: Edificación Importante)
S = 1.10 (Tp = 1.0 Tl=1.60 Suelos Blandos)
g = 9.81 (aceleración de la gravedad m/s2)
C = 2.5 x (Tp / T); C ≤ 2.5
4.1. ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES
C
T
Sa Dir X-X
Sa Dir Y-Y
2.50
0.00
2.276
2.276
2.50
0.02
2.276
2.276
2.50
0.04
2.276
2.276
2.50
0.06
2.276
2.276
2.50
0.08
2.276
2.276
2.50
0.10
2.276
2.276
2.50
0.12
2.276
2.276
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2.50
0.14
2.276
2.276
2.50
0.16
2.276
2.276
2.50
0.18
2.276
2.276
2.50
0.20
2.276
2.276
2.50
0.25
2.276
2.276
2.50
0.30
2.276
2.276
2.50
0.35
2.276
2.276
2.50
0.40
2.276
2.276
2.50
0.45
2.276
2.276
2.50
0.50
2.276
2.276
2.50
0.55
2.276
2.276
2.50
0.60
2.276
2.276
2.50
0.65
2.276
2.276
2.50
0.70
2.276
2.276
2.50
0.75
2.276
2.276
2.50
0.80
2.276
2.276
2.50
0.85
2.276
2.276
2.50
0.90
2.276
2.276
2.50
0.95
2.276
2.276
2.50
1.00
2.276
2.276
2.27
1.10
2.069
2.069
2.08
1.20
1.897
1.897
1.92
1.30
1.751
1.751
1.79
1.40
1.626
1.626
1.67
1.50
1.517
1.517
1.56
1.60
1.423
1.423
1.38
1.70
1.260
1.260
1.23
1.80
1.124
1.124
El espectro de respuesta es las direcciones de análisis son las siguientes:
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4.2. ANÁLISIS MODAL DE LA ESTRUCTURA
Masas de la estructura: Según los lineamientos de la Norma de Diseño Sismo Resistente NTE E.030, y
considerando las cargas mostradas anteriormente, se realizó el análisis modal de la estructura total. Para
efectos de este análisis el peso de la estructura consideró el 100% de la carga muerta, el 50% de la carga
viva y 25% de carga viva en azoteas, por tratarse de una edificación del tipo A2.
Tabla de periodos de la Estructura: El programa ETABS calcula las frecuencias naturales y los modos de
vibración de las estructuras. En el análisis tridimensional se ha empleado la superposición de los primeros
modos de vibración por ser los más representativos de la estructura.
Resumen de Periodos predominantes:
Periodos de vibración de la cobertura.
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Participación de masas en el análisis modal.
Como se observa en la TABLA N°01.5 , los periodos con una mayor participación de masa fueron el modo 2
en la dirección X y el modo 1 en la dirección Y; los periodos fundamentales son los siguientes:
T X = 0.3107 s.
T Y = 0.3414 s.
Se muestra a continuación los gráficos con las deformadas de los modo 1 y 2 del Bloque C- biblioteca.
.
4.3. CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES
Los desplazamientos se controlan comparando las distorsiones de la estructura y el máximo establecido por
la norma NTE E.030-2014.
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Desplazamientos debido a cargas sísmicas en el sentido X-X.
Desplazamientos debido a cargas sísmicas en el sentido Y-Y
El máximo desplazamiento relativo de entrepiso calculado según el análisis, no deberá exceder la fracción
de la altura de entrepiso según el tipo de material predominante.
Máximo Desplazamiento Relativo de Entrepiso:
La Norma Técnica de Diseño Sismo Resistente E030 – 2014 del RNE, establece como distorsión máxima
de entrepiso el valor de 0.010 para estructuras compuestas predominantemente por estructuras de acero.
El cuadro de máximos desplazamientos elásticos relativos ha sido incrementado en un factor de 0.75R (ver
NTE-030), los cuales se muestran a continuación:
DESCRIPCION
S DINAM X-X
S DINAM Y-Y
DESPLAZ. DESPLAZ.
(m)
INELAS (m)
X
Y
0.007
0.0196
Altura (m)
DERIVA
<0.010
OBS
13.5
13.5
0.0031
0.0087
CUMPLE
CUMPLE
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5.
MEMORIA DE DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Con los esfuerzos obtenidos de los análisis sísmicos de los bloques del Edificio, se procede a diseñar los
elementos estructurales en base a la norma NTE E.090 en concordancia a la norma internacional LRFD y
AISC360-05/IBC-2006 (Estructuras de acero estructural).
5.1. DISEÑO DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL:
El diseño de los elementos estructurales se realizaron en base a la norma AISC 360-05/IBC 2006, y el
método de diseño del LRFD, además los factores de reducción y/o amplificación de los esfuerzos
resistentes de los diferentes elementos estructurales que conforman la cobertura.
Se evalúa todos los componentes de la cobertura con malla raschel, siendo la estructura estable frente a
fuerzas sísmicas y de viento, por lo tanto el diseño es correcto.
5.1.1.
TIJERAL T-1:
Se realiza el diseño del tijeral T-1, con el uso del Software SAP2000 v19, aplicando la normativa de diseño
internacional líneas arriba mencionado:
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El esfuerzo Axial máximo en las bridas superiores, es de 1.64 Ton, siendo inferior a la capacidad del perfil
analizado, alcanzando el D/C en 0.24<1.00. por lo tanto cumple las condiciones de diseño y exigencias de
la norma.
Se observa que el diagrama de esfuerzo axial en el tijeral T-1, en la zona central es de 2.3116 Ton, siendo
el Pu menor al ΦPn, por lo tanto el elemento cumple con las exigencias.
Se observa con más detalle el tijeral T-1, la relación Demanda vs Capacidad (D/C) de todos los elementos
que conforman el tijeral T-1, no supera el 0.25, por lo tanto todos cumplen con el diseño axial.
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En la figura anterior, se muestra la evaluación del perfil rectangular de Fierro Negro de 3”x2”x2.5mm por el
SAP2000 v19, cumpliendo las exigencias.
5.1.2.
TIJERAL T-2:
Los esfuerzo en el tijeral T-2, son menores, cumpliendo la función de estabilizar a las vigas y/o Tijerales T1, los tubos propuestos como elementos que conforman la estructura cumplen con la demanda de cargas
actuantes. Los esfuerzo de la viga se transmiten a la columna metálica.
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El tijeral T-2, alcanzan una relación máxima D/C de 0.78, el elemento está dentro del margen de la
capacidad del tubo de fierro negro de 1 ½” x 2.5mm.
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5.1.3.
CORREAS (DIAGONALES DE APOYO DE MALLA RASCHEL).
Como se puede observar, los elementos en diagonal de los extremos están sometidos a mayores cargas
que los diagonales centrales, debido a las cargas sísmicas y de viento sometidos a la estructura.
La relación máxima D/C de los tubos 1 ½”x2.5mm, alcanza un 0.913 en compresión, por lo tanto cumple
con la demanda de cargas actuantes según normas de diseño.
5.1.4.
COLUMNAS METALICAS:
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Los elementos que conforman la columna metálica, no sufren pandeos ni aplastamientos, ni fallas por
efectos de esfuerzo cortante, por lo tanto cumplen con las condiciones; a continuación se muestra el diseño
por carga axial, torsión y cortante del elemento que realiza el SAP2000 v19.
AISC360-05/IBC2006 STEEL SECTION CHECK
Units : Tonf, m, C
(Summary for Combo and Station)
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo COMB3)
Location
Pu
Mu33
0.000
-0.117
-0.049
Mu22
-0.008
Vu2
-0.197
Vu3
-0.033
Tu
0.000
B2
1.000
1.000
Cm
0.202
0.200
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO
(H1-1b)
D/C Ratio:
0.292 = 0.006 + 0.246 + 0.041
= (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22)
AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN
(H1-1b)
Factor
L
K1
Major Bending
1.000
1.000
Minor Bending
1.000
1.000
K2
1.000
1.000
Lltb
1.000
Kltb
1.000
Cb
2.274
Axial
Pu
Force
-0.117
phi*Pnc
Capacity
10.056
phi*Pnt
Capacity
11.002
Major Moment
Minor Moment
Mu
Moment
-0.049
-0.008
phi*Mn
Capacity
0.199
0.199
phi*Mn
No LTB
0.199
Torsion
Tu
Moment
0.000
Tn
Capacity
0.176
phi*Tn
Capacity
0.132
Vu
Force
0.197
0.033
phi*Vn
Capacity
2.959
2.959
Stress
Ratio
0.066
0.011
LTB
B1
1.000
1.000
SHEAR CHECK
Major Shear
Minor Shear
Status
Check
OK
OK
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