Dimension a Mien To Estructuras Livianas Acero 3

5/11/2018 Dimension a Mien To Estructuras Livianas Acero 3 - slidepdf.com

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Centro de Investigacion de los Reglamentos Nacionales

de Seguridad para las Obras Civiles del Sistema INTI

EJEMPLOS O r E D IMENS IONAM IENTO

DE . E S T R U C T U R A S

L IV IA NA S D E A CER O

SEGUN LA

R E C O M E N D A C I O N C ' IR S O C 3 0 3

- ESTRUCTURAS DE BARRAS DE ACERO

DE SECCION CIRCULAR

MAYO 1988



PROLOGD=

La Recomendacion CIRSOC 303 "Estructuras livianas de acero" abarca a las estructuras

realizadas con perfiles de chapa doblada y a las construidas con barras de acero de seccion

circular.

Con la finalidad de mejorar la utilizacion de la citada Recomendacion se prepararon los

ejemplos N° 3 relacionados con estructuras de la primer clase y para completar el objetivo

propuesto se realizaron los ejemplos N° 4.

En esta oportunidad se adopto como modele un edificio industrial construido con barras de

acero de seccion circular y se indicaron las verificaciones m~s importantes, incorpor~ndose

tambi~n algunas referencias relativas a la determinacion de las acciones y a los esquemas

estructurales adoptados.

En virtud del alcance de esta publicaci6n no se ha pretendido realizar la totalidad de las

verificaciones necesarias para un edificio de estas caracteristicas.

En base a los ejemplos N° 3 y a esta publicacion, el CIRSOC ha comenzado la realizacion de

una serie de cursos dirigidos a profesionales, t~cnicos y empresarios que se realizan en

distintas localidades del pais a solicitud de Organismos Oficiales y Privados.

Estes ejemplos han side preparados per los Ingenieros Gustavo Darin y Juan Carlos

Steigerwald del CIRSOC y han colaborado con ellos la senorita Monica Beatriz Krotz en el

tipeo de los originales y el senor Juan Jos~ Vieiro en la ejecucion de los dibujos.

Mayo de 1988



I

I N D I C E

1. E SQU EM A E ST RU CT URA L D E L A N AV E 1

3

3

5

9

13

13

14

16

17

19

25

25

26

27

2. ACCION DEL VIENTO

. 1. C oef ie ie nt e d e r ed ue ei on p or d im en si one s c d

. 2. C oef ie ie nt es d e p re sio n e xt er io r e i nte ri or

. 3. C oef ie ie nt es d e p res io n e

3. ANALISIS DE CARGAS EN PORTICOS

. 1. V ie nt o

. 2 . C ar ga p er ma ne nt e

.3. Sobreearga

4. CALCULO DE SOLICITACIONES EN PORTICOS

. 1. S up er po si ei on d e s ol ie it ac io ne s

5 . ESQUEMAS ESTRUCTURALES

. 1. A re o

. 2 . Columnas

6. DIMENSIONAMIENTO

. 1. V er if ie ae io n d e l as r el ae io ne s g eo me tr ie as y esbelteees admisip,lesde area y eolumnas 27

.2. Acero utilizado - Tension admisible 28

.3. Columnas 28

. 4. A re o

. 5 . C or re as

38

46

57IBLIOGRAFIA



1

E S T R U C T U R A L I V I A N A D E A C E R O P A R A N A V E I N D U S T R I A L

1. ESQUEMA ESIRUCTURAL DE LA NAVE

< ./'" < I " " - . . . ;7< < "- .,/

./ ' . . . . ./'" ./'"<»: < ./ L <

< ./ < . . . . . . . . .7< < < .,/

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'-..,./" < <./

./ . . . . . . . . . . . . . . - /' "-./ < l.,-' l./ <

50.000

PLANTA

ooL I " Ir-,

5000 5000

50.000

V IS TA L AT ER AL

V IS TA F RO NT AL

y

20.000

S ep ar ac io n e nt re :

• C or re as

• L la ve s

1,30 m

5,20 m*

ooL I " Ir-,

* sobre el desarrollo del arco



3

2 . ACCION DEL VIENIO

Estructura reticulada de hierro redondo para un edificio industrial con bajo factor de ocupacion

Ubicacion: Provincia de Buenos Aires - B = 27,2 m/seg (Tabla 1- Reglamento CIRSOC 102)

Coeficiente de velocidad probable: cp= 1,45 (Tabla 2- Reglamento CIRSOC 102)

Rugosidad: Tipo III

Vo = cp o B = 1,45 • 27,2 m/seg = 39,44 m/seg

qo = 0,000613 • V~ = 0,000613 (39,44)2= 0,95 kN/m2

Cz = 0,446 (de tabla 4, Reglamento CIRSOC 102)

2.1. COEFICIENTE DE REDUCCIONPOR DlMENSIONES Cd (Tabla 5-Reglamento CIRSOC 102)

- Viento transve rsal

h 7, 50,19= =

Vo 39,44Cd = 0,87

a 506,67=-- =

h 7, 5



4

- V ie nt o l on gi tu di na l

h0,19

V aCd = 0,93

b 202,7-- =

h 7, 5

Para simp1ificar los ca1cu10s tomaremos cd 0,93 en ambas direcciones de viento:

qz = 0,95 kN/m2

• 0,446 • 0,9 3 = 0,39 kN/m2



5

2 • 2 COEFICIENTES DE PRES ION EXTERIOR E INTERIOR (ce, Ci)

V ie nt o l on gi tu di na l

Factor de forma Y o

(figura 13-'Reglamento CIRSOC 102)

Ab h 7 51

)= - = . . : . . z . . : : : . =0,375 <

b 20Yo= 0,85+

Aa h 7 5= - = ...:..L.:: = 0 15

a 50 '

. Coeficientes de presion exterior ce:"'-

- p ar ed es . de tabla 6 y figura 16 con (l = 00.

- cubierta: de tabla 7 y figura 17 a) con (l= 00 y

f = 2,5 < 2 h = 5-3

t

,~

-------

-0,3 -~. . . .I I

-0,28

ce

-(1,3.0,85-0,8)= -0,30

f , , , , , t sotaventor-

i-

i-

f-

-ce ---- -0,3

r-. . . .I I I I t I I +0,8

barlovento



6

• Coeficiente de presion interior ci: de tabla 8. (Icil ~0,2)

Galpol1 cerrado

1+ 0 ,6 ( 1, 8- 1, 3. 0, 85 ) =+ 0, 42

- 0 ,6 ( 1, 3. 0, 85 -0 ,8 )= ~-0,20

c)

G al po n a bi er tod)

- 0,2 - 0,2

a) +0,42 + 0,8 ci + 0,8 - 0,3 - 0,3. =

l"b) -0,20

+ 0,8 - 0,3

a) +0,42c· = b) -0,20 + 0,8 c· + 0,8 - 0,3 ci - 0,3

+ · 0, 42 + 0,42

\- 0,6 (1,3.0,85 -0,8)= -~- (1,3.0,85 -0,8) =-0,3

- 0, 2 0 + 0, 6 (1 ,8 -1 ,3 .0 ,8 5 )= + 0, 42



7

Viento transversal

Factor de forma YoI

I 0 I0 . . 0

(figura 13 - Reglamento CIRSOC 102 ) v, II\J0 . .0 I

Aa = 0,15 < 0, 5

}~..0

. . . . .C b

-+ Yo= 0,92

8 - 0,40Ab = 0,375--"'-- Ce+ 0, 8

• Coeficientes de presion exterior ce: -(1,3-0,92-0,8)=-0,40

- p ar ed es : de tabla 6 y figura 16 con a= 00

cubierta: de tabla 7 y figura 18 con a variable y . f I, III I l",4 2

.- r-

2 l- t-f = 2,5 < 3h = 5

I- -b

2 < f = 2,5 < E . = 10 l- r e-=10 2 I- r-

-- ce ~

f- ~

f- I-

+ 0, 8 l- I--0,40

r- t-

. . . . . . . .,IIIIII I 1- 0,42



8

• Coeficientes de presion interior ci: de tabla 8 (Icil > 0,2)

-0,4

a)+{),36c· = -0,4 -0,41.

b)-0,24 Ci

Ga lp on ce rr ad o

a) +{),36

b)-0,24

c) Ca Lpdn abierto

-0,40 -0,40

+{),36 +{),36

+ {) ,6 ( 1, 8- 1, 3. 0 ,9 2) = + {) ,3 6

-0,6 (1,3.0,92 -0,8)= -0,24

- (1 ,3 .0 ,9 2- 0,8 )= - 0,4 0

+ {) ,6 (1 ,8 -1 ,3 .0 ,9 2) = + {) ,3 6



9

2 .3 COEFICIENTES DE PRESION c

V ie nt o l on gi tu di na l

• Coeficientes de presion c = ce - ci < I c I > 0,3)

a) Galpon eerrado b) Galpon cerrado

, r t , f t f t 0,72

_o . . , . -H)

0,30

0,72 0,72

f I IIIII]

t0,38

f f , t f f t~o ,

~0,30

, ,t t t t I )

1,00

t



10

c) Galpon abiertod) Galpon abierto

8 1 , 1 0 8±0,30

(

f IIIIIII 1,10 I I I I I I I I. . . . . . . . .l- I-

l- I-

~ l-

I- l-

I- I-

~ I-

- I-

~ I-

1,10 l- I- 1,10 ±0,30±0,30

. . . . L...

t f , t t , f , I I J IIII

t,00 1,00 0,72 0,72



11

V ie nt o t ra nv er sa l

• Coeficientes de presion c= ce - ci <Icl > 0,3)

G al po n c er ra do

caso a) caso b)

valorde c

~ O S 4 B,7 6

.o,-t1f

f f I IIII 0,78 f II III,0,30

~ -r- - 1,04

r- -- -- -'""'""- - - -- -f- i-

,._ ~ 0,76

0,44 - -- , -

I I I I ,I 10,78 I I I I I I ,

I~



valor real de c

12

Galpon abierto - caso c)

= valor minimo de c

-1 . 8~

t II,If I r 0,30

r-

l-

I-

r o -l-

I-

I-

~l-1,20 I- 0,30

I-

. . . . . .

I I 1 0,78 I I II 0,78



13

3. ANAL I SIS D E CARGAS EN PORT I CO S

3.1.VIENTO

Tornados los estados de vi en to mas desfavorables se simplificaron para adaptarlos a las posibilidades

de calculo manual de los porticos.

v ie nt o l on gi tu di na l:

• qz • 5 m =

1,10 1,10 2,17 (kN/m) 2,17

V ie nt o t ra ns ve rs al :

caso a)

• qz • Sm = w

(kN/m)0,76 0,87 1,49



14

V ie nt o T ra ns ve rs al :

caso c),

0,30

c B . qz • 5m - B0,30 2,36

w B;59(kN/m)

3.2. C AR GA P ER ~~ EN T&

• Ch apa ac an ala da 01

(Datos del "Catalogo de Productos Siderurgicos para la Edificacion- Instituto Argentino de Siderur-

gia- Buenos Aires - 1985).

Cantidad de ondas: 13 1/2

longitud: 3 m

espesor: 0,40 mm

peso: 0,0420 kN/m

ancho: 1026 mm

peso por unidad de superficie:

0,0420 = 0 0409 kN/ 21 026' m

~ 0,05 kN/m2



15

peso de la chapa sobre el portico:

0,05 kN/m2 . 5 m = 0,25 kN/m

• D in te l

Estimacion del peso propio segiin

CIRSOC 303, anexos al capitulo 2,

figura A.4

para H= 45 cm peso del dintel = 0,21 kN/m

. Correas

longitud del arco = 20,82 m

se par ac io n en tre c or rea s = 1,30 m (17 correas)

Estimando el peso propio segiin figura A.4

de CIRSOC 303, anexos al capitulo 2:

para h = 20 em __ peso correa = 0,04 kN/m

incidencia de las correas sobre el dintel:

0,04 kN/m • 5 m • 17

20,82 m

0,17 kN/m=

0,6 3 kN/m

CARGA PERMANENTE ADOPTADA 0,70 kN/m. . -



16

3.3.S0BRECARGA

Cubiertas inaccesibles, segun art1culo 4.1.7 del Reglamento CIRSOC 101

0,22kN/m

0,15kN/m2

0,12kN/m2

0,30kN/m2

15kN/m2

0, 12 k N/m2

Se adopta para el calculo una sobrecarga uniforme de 0,22 kN/m2



17

Sobrecarga sobre e1 dinte1 - 0,22 kN/m2• 5 m 1 ,1 k N/ m

,1kN/m

4 . CAhCULO DE SOLICITACIONES EN PORTICOS

E1 ca1cu10 de los porticos se rea1izo en forma manual, uti1izando e1 metodo propuesto por C.~ Fi1ipch en

1a referencia 12.

Las operaciones rea1izadas para 1a obtencion de las solicitaciones sobre los porticos no se inc1uyeron

por no ser e1 objeto de este apunte.Se dan solamente los va10res de las superposiciones mas desfavorab1es.

Va10res de esfuerzos en tensores, reacciones y corte en las co1umnas:

~1,80

C ar ga p er ma ne nt e + sobrecarga + v i en t o t r an s ve r sa l0,59

S -28,612,77~--,3 1 04

t 2~, 43

28,61

B,08-');.; 0,5918,9

f 24,85



18

~0,70

c ar g a p er m an e nt e + v i en t o t r an s ve r sa l

2,36 n 1,49_,,0I 1,96t 6,42

0,87

f1 9,44

Dv-, ~1,81

c ar g a p e rm a ne n te + v i en t o l o ng i tu d in a l

0,70

21B' 1,67~-13,38

t 14,01

82,17

1,67

-v

1 13,38.t 14,01



19

4 .1 .S UP ER PO SI CI ON D E S OL IC IT AC IO NE S

• C ar ga p er ma ne nt e + sobrecarga + v ie nt o t ra nv er sa l

VI00

. .1.000

18,9



20

m

24,43

'"No

Q [kNJ

N [kN J

28,61

24,85



21

• C ar ga p er ma ne nt e + v ie nt o t ra ns ve rs al

1,961,81



22

5,09

.. .~o

9,44

. .VJVI

\.n

No

°

6,42



23

• C ar ga p erm an en te + v ie nt o l on gi tu di na l

. .o. . . . . .

M [ k N m J13,38 13~38



24

1,67

N [ k N J14.01

12,52

1,67

14,01



25

5 . ESQUEMAS ESTRUCTURALES

5 .1. A RG O

b= 250

n ¢2 5

00 LI"l

Y LI"l

¢12-. . . : : T

. . . : : T- II II

. r : : . r : :

¢25/'¢2 5

s = 500z

V is ta l at er al

AT= 19,63 cm2

A¢25= 4,91 cm2

A¢12= 1,13 cm 2

A< t>10= 0,78 cm2

V is ta i nf er io r



< 1 > 2 5 < 1 > 2 5< 1 > 2 5 < 1 > 2 5

A T = 1 9 , 6 3 cm2

A < I >5 = 4 , 9 1 cm2

A < I > 1 6 = 2 , 0 1 cm2

00

A < I > 1 0 = 0 , 7 8 cm2\0

II(I)

5 . 2 . C O L U H N A S

h = 4 5 0

r - -II-

[ 1 z0L I " ' I

1II..c /

< 1 > 2 5 y

h = 4 5 0

Vista Lateral

2 6

LJb = 2 5 0

Vista Lateral



27

6 . D I M E N S I O N A M I E N T O

6.1. V ER IF IC AC ION D E LA S R ELA CI ONE S G EO ME TRI CA S Y E SB ELT EC ES A DM IS IBL ES S EGU N E L A RTI CU LO 5.4.4. DE LA

R EC OM EN DA CI ON C IR SO C 3 03

6 .1. 1. Areo:

20,000,46

~ 44 < 55

R ,- =f

20,002,5

= 8 < 10

t 20,00 ~ 90 < 110iy = 0,225

bh

25 > 2 ' = 22,5

b = 25 >_8_ = 20,76/4 4 72110 110 =,

6 . 1 .2 . C o lu m ll a 8:

A i = 31 ~ 150 (ver punto 3.2. por ealeulo de A i )

b = 25 2 . t/ 75 =50075

= 6,7



28

6 .2. ACERO UTILIZ ADO- TENSION ADMISIBLE

F -22 (Al -220)

Coeficiente de seguridad segun el cap1tulo 3 de la Recornendacion CIRSOC 303

y = 1, 6

°adrn = ~ =y

22 0 N/rnrn2

1, 6= l37 , 5 N /rnrn2

6.3. COLUMNAS

6.3.1. Verificacion del pandeo local en cordones

- C ar ga p er rn ane nte + v ie nt o l on gi tu di na l:

M = + 2 7.,10 k Nrn

N = + 14,01 kN

segun el art1culo 5.5.2. de la Recornendacion CIRSOC 303

nl = 2 (nGrnero de barras del cordon)

Nc = + 14,01 •4,91

19,63±

2 2,10 kNrn

0,45 • 2+ 14,01/4 _+8,06 kN

± 24,56

-""- 21,06 kN



29

Verifieaeion del esfuerzo de traeeion

28060 N

491 mmi =

57,15l:!_2

mm< Oadm

Verifieaeion del esfuerzo de eompresi6 n

A4 . sK 4 . 60 em 96 { sK = S = 60 em= = =d 2,5 em

d = diametro de la barra

de tabla 2, de l Reglamento CIRSOC 302 - (F-22) + w = 2,02

o = W Ne = 2,02Ai

21060 N

491 mm2o = 86 ,6 4 N/ mm2 < °adm

- Carga permanente + sobreearga + v ie nt o t ra ns ve rs al

M = 18,9 kN m

N = -24,85 kN

Nc =-2 4285 18,9

= - 27,21 kN

4 0,45.2

27210 N= 2 , 0 2 • _;;_;_..:;;.. :;;. .:_..;._

491 mm2= 112 N/mm2 < oadm



30

6.3.2 . Pandeo generalizado en el plano

De acuerdo con el artfculo 5 .5.14 de la Recomendacion ClRSOC 303), se calcula la longitud de pandeo de la

COIUI'1nadel portico:

rigidez del dintel curvo Hd9 . E . lyd

4 . £

rigidez de la columna Hc E Iz sh

lyd = lyc 9 h 9 5 m• - . = 0,56

7; I-" 20 m

de la figura 12 se obtiene, para un portico empotrado

k = 1,3 sK = k .h = 1, 3 • 5 m -+ sK 6 ,5 m

C ar ga p er ma ne nt e + sobrecarga + v ie n to t r an s ve r sa l

N -2 4,85 kN

M_= 18,9 kNm

Segun el artfculo 2.2.5.2 del Reglamento ClRSOC 302. debe calcularse:

con A l de la figura 4 del mismo reglamento.



Para el ea50 d) de la figura 4:

251.a

A = AT = 19,63 em2

=

A l = IT19,63 . (54) 3- - ~ ~ ~ ~ ~ - - - - - = 11,20

2,01 .60 . (45)2

I k h2 AI' A2ye = y' • = ky • h

2. - - =

4

31

51 = 60 em

a = 45 em

= 54 em

1 . (45) 2 • 4,91 9943 em4 ( Re g la me n to C IR S OC 303,

art. 4.4.5.)



31 .

Aysk

=650 cm 2 9

iy 22,51 cm

Ayi = ~ ( 29) 2+( 11,20) 2' = 31 -+ I wyi = 1, 2 5 1

lyc- - - - - = - - - - - - - - - - - =

99430000441900 mm3

h/2 450/2

N

AT+

1,25 . 24850 N +

19 63 mm2

1 89 00 00 0 N mm

441900 mm3

= 58,59 N/mm2 < °adm

6.3.3. Verificacion de las diagonales cont~nidas en el plano del portico

S eg un el a rtf cul o 5.5.11. deben superponerse los esfllerzos d e corte provocados por las cargas Qz con

los producidos por eiectos del pandeo Qpy (pandeo perpendicular al plano x-y)

Qpy= 2 7T . Iy

Q , • h

[ : TMy • h l

( 1, 125 Wyi - 1) + J16.Iy

El estado de carga considerado sera la superposicion - Carga permanente + sobrecarga + v ie nt o t ra ns ve r-

sal- q ue produce la maxima compresion sobre la columna.



33

N -24,85 kN h = distancia entre cordones en la direccion z

M = 18,9 kNm£= longitud de la pieza entre ejes de apoyo

Qz = 9,03 kN

650 cm • 45 cm [

24,85 kN

19,63 cm2

• (1,125 • 1,25-1) + 1890kNcm • 45 cm J

16. 9943 cm4

= 2,24 kN

Tz = Qz + Qpy = 9,03 + 2,24 = 11,27 kN

Este valor es menor que el Qz producido por la superposicion - Carga permanente + v i en t o l o ng i tu d in a l +

Qz = 12,52 kN. Esta superposicion produce traccion sobre la columna + Q = °y

Segun el artfculo 5.5.2.2. de la Recomendacion CIRSOC 303 el esfuerzo en la diagonal es:

Nd n. sena. cosS

a angulo entre la diagonal y el cordon; a = 56° ...seno; = 0,832

S angulo entre la diagonal y el eje de la seccion correspondiente al esfuerzo de corte actuante

S= ° -+ cosS= 1

n 2 (nGmero de pIanos en que existen diagonales)



12,52 kN

2 • 0,8327,52 kN

Sd =~ = ~~ + (45)'= 54 em

sK = 0,75 sd 40,6 em

A4 . sK 4 . 40,6 em 10 1 + w = 2,13= d 1,6 em

w . Nd 2,13 . 7520 N 79 ,73 N/mm2 < °adm° A· 201 mm21

De aeuerdo con el artleulo 5.5.15 de CIRSOC 303 para lograr el eentrado de los ejes de diagonales y co r

dones,el zig-zag de las diagonales debe eurvarse con un diametro interior di = k dd •

k se obtiene de la figura 13 en funeion de a y de = ~ = 1 56dd 1,6 '

+ k = 2,5 + di = 2,5 . 1,6 = 4 em.

Por otra parte el diametro mlnimo del mandril de doblado segun la Tabla 23 del Reglamento CIRSOC 201

dimrn = 2,5 • dd = 2,5 . 1,6 = 4 em

Po r 10 tanto la diagonal debe doblarse con ese diametro interior.

6.3.4. Verifieaeion de las diagonales perpendieulares al plano y p er te ne ei en te s a l c or do n e omp ri mi do .

Estas diagonalffi, en piezas sin ejes materiales, deben verifiearse para el esfuerzo de corte ideal segun

el Reglamento CIRSOC 302, artleulo 2.2.5.5.1.



= wzi • N

80

35

- Ca rg a p er ma nen te + sobreearga + v i en t o t r an s ve r sa l .

N = 24,85 kN

My = 18,9 kNm

N = 2 + N =

h 2

18,9 k Nm + 24,85 kN = 54,42 kN

0,45 m 2

2 AT1

z= k

z• b.

=4

1 . (25)2. 4.91 =

500 em=

40

iz 12,5 em

l on gi tu d d e la s d ia gon al es ¢1 0

2 • A • d3

-------=1Tn • A n . s 1. a2

d = ~d = (60)2 + (25)2 = 39

2

2 • 19,63 • (39) 3

2 . 0,78. 60 •(25) 2= 20

A Zi V (4 0) 2 + ( 2 0) 2 '= 45 -+ [WZi = 1,341

(easo b

3069

19,63 12,5 em

- figura 4, Reglamento C1RSOC 302 )



36

Qzi 1,34 . 54242

0,91 kN80

Nd ~hi 0,91= 1,42 kN

n.sena 1 • 0,64

para la diagonal A = 4 . sK = 4 . 0,75 • s d 4 • 0 ,75 . 39

1,00

117

d d

44,5 N/mm 22,51 • 1420 N

78,5 mm2

< Oadm=

Diametro interior de doblado segun la Reeomendaeion CIRSOC 303, articulo 5.5.15

10,5e la figura 13, con a = 40°

de/dd = 2,5/1,0 = 2,5d i= 10 ,5 .1 ,0 =1 0, 5 e m

Diametro mlnimo del mandril de doblado segun tabla 23 del Reglamento CIRSOC 201

dim1n = 2,5 . dd = 2,5 . 1 = 2,5 em

Por 10 tanto el diametro de doblado sera de 10,5 em.

2,51



37

6.3.5. V e ri f ic a ci o n a di c io n al

S egu n el R egl ame nto CIR SOC 302, artlculo 2.2.5.4., d eb en v er if ic ar se l as c on di ci on es :

~ < 50 (4 - 3 Wyi • N )=

il\

AT 0adm

6 00 96 < 50 (4 - 31,25 • 24,85 ) 200-= ~

25/4 1963 . 137,5

~<

50(4 - 3 wz i• N )

i1 AT . °adm

5 0080 < 50 (4 - 3

1,34 • 24,85), 200- =25/4 1963 • 137,5

Se verifica solamente para el estado de cargas mas desfavorable (carga permanente + sobrecarga + vien-

t o t r an s ve r sa l )



38

6.4. ARCO

6 .4.1 . Verificacion del pandeo local en cordones.

- C ar ga p er ma ne nte + v ie nt o l on gi tu di na l

M 22,10 kNm

N 17,64 kN

Segun el art1culo 5.5.2. de ~a Recomendacion CIRSOC 303

Nc _ N • Ai

At

M

+h • nl

Nc 17,64 . 4,91 kN

19,63

±2 2,10 kNm

0,45 m . 2

+ 17,64/4

Verificacion del esfuerzo de traccion

Nc0=

28970 N

491 mm25 9, 00 N /m m2 < °adm

± 24,56

+ 28,97 kN

/~- 20,15 kN



39

Verifieaeion del esfuerzo de eompresion

= =• 50 em

80 -- SK = s = 50 em

d 2,5 em

w = 1,74 (Tabla 2, Reglamento CIRSOC 302, fig. 22)

a=1,74 • 20150 N

491 nun2= 7 1, 41 N/ nun2 < 13 7, 5 N/ nun2

- Ca rga p er man ent e + spbreearga + v ie nt o t ra ns ve rs al

M = 18,9 kNm

N = -44,92 kN

Ne-44,92 kN 18,9 kN m

- 32,23 kN=

4 0,45 m .2

A4 . sK

80 1,74+ ~ =

d

a =w • Nc = 1,74. 32230 N =

- 114,22 N/nun2 <



40

6.4.2. Pandeo generalizado en el plano

La verificacion no se realiza segtin e l artfculo 5.5.13.2. d e C IR SO C 30 3 por no encontrarse el ejemplo

entre los estados de carga allf tratados. Por 10 tanto, se aplica el capftulo 3 d el R eg la me nt o C IR SO C 302.

w . Nv

AT

+ Mv

W

< oadm co n A = Ss

- carga permanente + sobrecarga + v ie nt o t ra ns ve rs al

- 40,67 k N} valores en el euarto de la luz del areo

0,68 kNm

De la tabla 8 del

m en to C IR SO C 30 2

Regla-l

J

con f9 .

2 ,5=20 = 0,125 S 0,71 ( ar co e mp ot ra do )

9943 cm4 iyd = iyc = 22,5 cm

0,71 . 10,38 m

0,225 m

33 (s: mitad de la longitud del arco)

= I T19,63 . (5 1,5) 3

1,13 • 50 . (45)215,21 (caso d - figura 4- Reglamento

CIRSOC 302)



41

Ayi V (33) 2 + (15) 2 36 -+IWYi = 1,28

W • N

+

M

Hd Wc 441900 n u n

3

o = = =AT W

1,28 • 406 70 N+

680000 Nmm 2 3,5 4 N< °adm= =

1963 mm2 441900 mm 3 mm2

6.4.3. Pa nd eo ge ner al iza do fue ra del pl ano

Los metodos indicados en el Reglamento CIRSOC 302 y en la Recomendacion CI~SOC 303 para la vp-rificacion

del pandeo fuera de su plano de un arco biempotrado,se limitan a unos pocos estados de carga sencillos.

Sin embargo, los arcos que soportan cubiertas de naves industriales tienen, en general, impedido el pan-

d eo g en era li zad o f ue ra de su pla no p or los arr ios tr ami en tos lo ngi tu din ale s.

6.4.4. Verificacion de las diagonales contenidas en el plano del portico

Segun el artlculo 5 .5.11 de CIRSOC303 se superponen los esuerzos de corte provocados por las cargas Qz

con los producidos por efecto del pandeo Qpy (pandeo perpendicular al plano x-y)

Qpy ;::2 iT • I~

£ • h

(1,125 • W yi - 1 ) + - ~ . _ _ _ .~ J



42

- C ar ga p er rn an en te + sobrecarga + v ie nt o t ra ns ve rs al

N -44,92 kN

M 18,9 kNm

Q4,25 kN

2n. 9943 cm 4

2000 cm • 45 cm [

44,92 kN

19, 63 cm 2

(1,125 • 1,28 - 1) +1890 kNcm . 45

16. 9943 cm4em ~ =

J

1,07 kN

T = Qz + Qpy = 4,25 + 1,07 5 ,32 kN

Este valor es menor que el Qz producido por la superposicion - carga permanente + v i en to l o ng i tu d in al -

Qz 6 ,47 kN

El esfuer zo de corte en la diagonal s egfinla Re comend a cifin CIRSOC 3.03, artfcu Lo 5.5.2 .2 . es:

Q a ::: 61° -+ sena 0,875Nd =

n . sena . cosB B = 0° -+ cosB = 1

n = 2

Nd =6 ,47 kN

3,70 kN

2 . 0 ,8 75

Se a dop ta n dia go nal es < /l 12 -+ A</l = 1,13 cm 2

sd = V : ' + h,' =V

(50) 2+

(45) 251,5

4



43

= 0,75. 51,5 = 38,61 A = =4 • 38,61

1, 2= 12 9 -+ W= 2,94

W Nd0=----=

A

2,94 • 3700 N

113 m m2

< °adm

El diametro interior de doblado de las diagonales, segun CIRSOC 303, articulo 5.5.15, debe ser:

De la figura 13 , con a = 61° }

dc/dd = 2,5/1,2 + 2,1

k = 2,5

di = 2,5 • 1,2 = 3 cm

Diametro minimo del mandril de doblado segun tabla 23 del Reglamento CIRSOC 201

dim{n =,5 dd =,5 • 1,2 = cm

Po r 10 tanto di = 3.

6.4.5. Verificacion de las diagonales perpendiculares al plano como parte del cordon comprimido del arco

C ar ga p er ma ne nt e + sobrecarga + v ie nt o t ra ns ve rs al

M 18,9 kNm

N = -44,92 kN



44

M N 18,9 kNm 44,92 kN64,46 kN- + + =

h 'l 0,45 m 2-

Az= sK 500

40 J sK

= s

iz 12,5 1Zd = iz = 12,5 cm

lc

l ong it ud d e l as d ia gon al es < p l 0 ~d( 5 0 ) 2

+ ( 2 5) 2 35,35 cmsd =4

= 7 T2 . 19 ,63 • (35 ,35)3

2 • 0,78 • 5 0 . (2 5)219 (caso b - figura 4 R eg la me nt o C IR SO C 302)

45 -+ I W Z i = 1,35 1

El esfuerzo de corte ideal, para el que se debe verificar estas diagonales segun el Reglamento

CIRSOC 302, articulo 2.2.5.5.1. es :

80

1,35 . 64,46 kN

801,09 kN

zj • N

El esfuerzo en la diagonal

Qzj

{

= s - - ~1~o _. sene = 0,707

----cosS= 1• send • cosS



45

Nd =1,09 kN

= 1,54 k N

1 . 0,707

A 4 . sK 4 . 0,75 . Sd= =

d d

4 • 0,75 • 35,35 =

1, 0

106 (;j==2,24

(;j• Nd° ' = =

2,24 . 1540 N =

78 m m2

< O'admAd

6.4.6. V er if ic ac io n a di ci on al

Deben realizarse las verificaciones indicadas en el Reglamento CIRSOC 302, art1culo 2.2.5.4.

Se verifica solo para el estado de carga mas desfavorable (carga permanente + sobrecarga + v ie nt o t ra ns -

versal )

Sly< 50 ( 4 - 3

(;jXi.N )-

ilAT • O'adm

50 080 < 50 ( 4 - 3

1,28 . 4 4 , 9 2 ) " 20 0- =

25/4 1963 . 137,5

SIZ <50 ( 4 - 3

(; ji• N )

il AT • O'adm

50080 < 50 0 - 3

1,35. 44,92j" 200-==

25/4 1963 . 137,5



6 .5 . CORREAS

6 .5 .1 . E sq ue ma e st ru ct ur al

z

A 4 > 1 6 = 2 , 0 1 cm2

A 4 > 6 = 0 , 2 8 cm2

4 > 1 6

46

4 > 1 6

J~L s = 3 0 0 J

> 1 6

V is ta L at er al

4 > 1 6

~ ~6 -:6 ZS ZJoSZ S2t a= 39° SZ ~

I . . s = 3 0 0 _ I

V is ta S up er io r



lj 7

6 .5 .2 . V eri fi ca ci on d e l as r el ac io nes g eo me tr ic as y esbelteces admisibles segun CIRSOC 303, artlculo 5 .4.4.

£ 500 28 < 35=

h 18

b 12 >£ 500

7- = = =

75 75

6.5.3. Estados de carga

Se analizaran solo para la correa ubicada en extremo del arco y sometida a flexion oblicua •

y

Q

.-'---l- I

I S

I~

I ........IN

\ 2 8°1\~

\ I\ I

\~

- C ar ga p er ma ne nt e

del analisis hecho para los porticos:



48

peso de la chapa -- 0,05 kN/m2 • 1,3 m 0,07 kN/m

peso propio de las correas = 0,04 kN/m

c a rg a p er ma n en te 0, 11 k N/m

I I I I I I I I I t o , 1 1 k~

LS :6 0,11 525 m

- IM

.0,3 4 kNm

I . 8

t ° 2 8 to,28

Qz Q cos 28°= 0,28 0,88 0,24 kN Mz M sen 28° 0,34 0,47 0,16 kNm

Qy = Q sen 28°= 0,2 8 • 0,47 0,13 kN My M . cos 28° 0,34 . 0,88 0,30 kNm

- S ob re ca rg a

carga u ti l a do pt ad a 0,2 2 kN /m2

carga util sobre las correas _0,22 kN/m2 . 1,3 m 0,29 kN/m

49



I I I I I I I I I I 1 0 ,29 k~6:;::~===::::::====::::=::6

1 _ 5 m _ I

° 29 • 52M = ' =

8

, 0, 72 kNf 0, 72 kN

Qz = 0,63 kN Mz = 0,42 kNm

Qy = 0,34 kN My = 0,79 kNm

- Sobrecarga de 1 kN (Reglamento CIRSOC 101, artlculo 4.1.7.3)

LS

1 -

~ 1 kN

M1 • 5

4m6-

-I

t o , 5 kN f 0,5 kN

Qz = 0,44 kN

Qy = 0,24 kN

Mz = 0,59 kNm

My = 1,10 kNm

0,89 kNm

1,25 kNm



5 0

- Viento

Se consideran como mas desfavorab1es los casos c (succion) y d (presion) de viento longitudinal.

No se consideraron las acciones locales que deben tomarse en cuenta segun CIRSOC 102, articulo 6.6 .

• Succ i.Sn

accion sobre una correa c • qz • 1,3 fl = 1,08 . 0,39 • 1,3 = 0,55 kN/m

1 : ' t t t , , r f

15 mt-

tJ 0,55kN6. m

- I

, 1,38 kN , 1,38 kN

M = -0,5 5 . 5 2 =

8

-1,71 kNm

1a accion es perpendicular a 1a cubierta

Qz = -1,38 kN Mz = °

°My =-1,71 kNm

• P re si on

accion sobre una correa c • qz • 1,3 m = 0,30 . 0,39 . 1,3 0,15 kN/m



I i J illlll].rL...•

~-6

-1m

to,38 kN to,38 kN

Qz = 0,38 kN

°6 .5 .3. Verifieaeion de los eordones

s = sK = 30 em

p ar a a mb os c or do ne s:

A =4 . sK

d 1,6

4 . 30= 75

las superposieiones mas desfavorables son:

-+

51

w = 1,53

M

=

0,15 • 52 ° 48 kN

= ,m

8

0,48 kNm



52

- Carga permanente + sobrecarga 1 kN + v ie nt o p re si on

Mz = 0,16 + 0,59 + ° = 0,75 kNm

My 0,30 + 1,10 + 0,48 = 1,88 k Nm

• Cordon superior

Nc = ---

Mz+--=

b

1,88 kNm

2 • 0,18 m. h

w • Nc° = =

1,53 • 11470 N

201 mm2A

• Cordon inferior

+_0~,_7..;_5_k_N_m....

0,12 m

My 1,88 kNmNc = -- = = 10,44 kN (traccion)

h 0,18 m

O =--1 9 440 N

201 mm2A

- Carga permanente + v ie nto s uc cio n

Mz = 0,16 + 0 = 0,16 kNm

My 0,30 - 1,71 = -1,41 kNm

< °adm

11 ,4 7 k N ( com pr esi on)

< °adm



53

Cordon superior

=.:LMz - 1,41 k Nm 0,16 kNm

2,58 kN (tracc i.Sn)Ne +-- = + =

2.h 1 > 2 . 0,18 m 0,12 m

Ne 2 580 N13 N/ mm2a -= ~ < aadm

A 2 01 mm2

. C or do n i nf er io r

M 1,41 k NmNe = : : z = = 7,83 kN

h 0,18 mm

a w . Ne 1,53 . 7830 N6 0 N/ mm2 < aadm~

A 2 01 m m2

6 .5 .4 . Ver ifi eaei on de la s dia gona les laterales

Ad = ° 28 em2 (¢6)

= J : 'b2

+ h2 J(30) 2

+(12) 2

+ (18) 2 2 4,19 emd +-- =

4 4 4

sKd = 0,75 sd = 0,75 • 24,19 = 18,14 em

A = =4 . 18,14

0, 612 1 w = 2,61



5 4

2 • sena • cosS

El maximo corte se produce para la superposicion

- C ar ga p er ma nen te + sobrecarga + v ie nt o p re si on

Qz = 0,24 + 0,63 + 0,38 = 1,25 kN

1250 N85 8 N

2 • sen 50°. cos 18°

w . Nd 2,61 . 85 8 N80 N/mm2 < (JadmJ = ~

Ad 2 8 mm 2

6.5.5. V eri fic ac ion d e las diasonales sUEeriores

Ad = 0,28 cm 2 (¢6)

sd = V : ' + b'

(30) 2

4

sK d = 0,75 • sd = 0,75 • 19,2 1 = 14,41 cm

A =4 • sK d = 4 • 14,41

96d 0,6

19 ,2 1 cm

w = 2,02



5 5

La maxima solicitacion se produce para - Carga permanente + sobrecarga-

Q y0,13 + 0,34 = 0,47 kN

NdQ 47 0 N

747 N= =

sena sen 39°

w . Nd 2,02 . 747 N54 N/mm2

a = = = < aadm

Ad 28 mm2

** *

57



BIBLIOGRAFIA

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Dimension a Mien To Estructuras Livianas Acero 3

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