DISEÑO DE ESTRUCTURA DE ACERO: TIJERAL ARCO PARABOLICO

I- OBJETIVOS Y ALCANCES: Alcance: Obtener las informaciones necesarias del diseño de una Estructura de Tijeral en arco parabólico, con sus medidas perimétricas, su área techada, perfiles normativos según el RNE y la distribución del mercado.Objetivos: El presente análisis tienen como presente objetivo desarrollar el diseño de la

estructura de Arco Parabólico ANAÑLISIS DE DISEÑO AISC LRFD Usando los perfiles que existen en el medio previa evaluación en el programa SAP

2000 v. 16.01. DATOS GENERALES

Nombre del Proyecto: “INSTALACION DEL COMPLEJO DEPORTIVO NUEVO CHIRIMOTO, DISTRITO DE OMIA, PROVINCIA DE RODRIGUEZ DE MENDOZA, REGION AMAZONAS”

Ubicación y Localización: NUEVO CHIRIMOTO, DISTRITO DE OMIA, PROVINCIA DE RODRIGUEZ DE MENDOZA, REGION AMAZONAS.

2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GEBERALESPara la continuación de este proyecto se debe seguir la normatividad por el Estado Peruano dentro del territorio Nacional, así como su cumplimiento ante cualquier irregularidad se menciona de donde se procede la información.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

A. CODIGOS Y STANDARES UTILIZADOSa. CODIGOS UTILIZADOS

- NORMA E-020 (CARGAS)- NORMA E-030 (DISEÑO SISMORESISTENTE)- NORMA E-060 ( CONCRETO ARMADO)- NORMA E-070 (ALBAÑILERIA)

b. REGLAMENTO- REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

B. CARGAS DE DISEÑO- Sobrecarga Viva : 200, 100 Kg/m2- Peso de Acabados : 100 Kg/m2.- Peso de tabiquería : 100 Kg/m2.

C. CALIDAD DE LOS MATERIALES UTILIZADOS1. CONCRETO

Resistencia del Concreto Armado:- Columnas, vigas, losas. Placas, zapatas : f’c= 275 Kg/cm2.- Escaleras : f’c= 275 Kg/cm2.

Resistencia del Concreto Simple:- Solados : f’c= 100 kg/cm2- Cimiento corrido : f’c= 100 Kg/cm2+30%P.G.- Sobrecimiento : f’c= 175 Kg/cm2

2. ACERO PARA EL CONCRETOEsfuerzo de fluencia del refuerzo fy= 4200 Kg/cm2

3. CEMENTO- Para todas las estructuras de contacto con el terreno: Cemento Portland tipo Ms.- Para el resto de las estructuras de concreto simple y armado: Cemento Portland

Tipo I.

4. ACERO DE REFUERZOLas varillas de acero utilizadas en la construcción de estructuras de concreto armado, cumplirán los requisitos establecidos en los capítulos 7 y 8 de la Norma E-060 para el concreto armado.El acero será de calidad, grado 60, con un esfuerzo límite de fluencia de fy= 4,200 kg/cm2.Alargamiento mínimo en 20 cm=12%Corrugaciones de acuerdo a la norma ASTMA-6156Diámetros mínimos de doblado sin fisuras:

- Ø 3/8” a Ø 5/8” 4db- Ø 3/4" a mayores 6db

Deberá observarse que las varillas a emplear presentan su superficie libre de corrosión, grietas, soldaduras o cualquier otro defecto que pudiera afectar desfavorablemente sus características mecánicas.

Colocación del refuerzo: Antes del empleo de las armaduras se limpiarán cuidadosamente para que se encuentren libres de polvo, barro, aceites pinturas y toda otra sustancia capaz de reducir la adherencia con el concreto.Para sostener o fijar las armaduras en los lugares correspondientes se emplearán soportes o espaciadores metálicos o de mortero y ataduras metálicas, no podrán emplearse trozos de madera, ladrillo o cañas, ni partículas de agregados.

Recubrimiento del Refuerzo:Se entiende por recubrimiento a la distancia libre comprendida entre el punto más saliente de cualquier refuerzo y la superficie externa del concreto más próximo, excluyendo tarrajeos y todo otro material de acabados.

Dimensiones de los recubrimientos- Vigas y columnas de albañilería 2.5 cm.- Vigas y columnas estructurales Ancho >= 25 cm 4.0 cm.- Vigas y columnas estructurales Ancho < 25 cm. 2.5 cm.- Vigas de cimentación 2.5 cm.- Zapatas 7.5 cm.

Los recubrimientos se lograrán mediante el empleo de dados de concreto o mortero.

ESPECIFICACIONES PARA LA EJECUCION Y CONTROL DE CALIDAD PARA ESTRUCTURAS METALICAS

Para un máximo aprovechamiento de los materiales, se aceptara hasta un empalme soldado con soldadura de penetración completa en barras de más de 6 (seis) metros de longitud. En barras con largo de hasta seis metros, no se aceptaran empalmes. En las viguetas de borde se emplearan empalmes cada tres metros de longitud.

Los agujeros para pernos se realizaran con taladros y no se permitirá realizarlos con soplete ni punzones. Las cartelas y planchas en general se cortaran con guillotina ó arco de sierra, no se permitirá el corte con soplete.

Las partes y subconjuntos fabricados en taller se cubrirán (previa limpieza y eliminación del óxido superficial) con una mano de zincromato y una mano de anticorrosivo (en colores diferentes) y una mano de esmalte gris. La última mano se aplicara una vez concluido el montaje de la estructura. Este proceso de pintado se aplicara incluso en las superficies que estarán en contacto con placas de unión.

Soldaduras: Se utilizara el método de soldadura eléctrica manual, con electrodo fusible revestido, en los encuentros de viguetas, tijerales, cartelas, planchas y perfiles en general. Para la inspección visual de los cordones de soldadura se adoptara el siguiente criterio:

A.-PERFILES DESEABLES:

B.-PERFILES ACEPTABLES:

C.-PERFILES NO ACEPTABLES:

ESPECIFICACIONES ESTRUCTURA DE ACERO:

Especificaciones para la fabricación y Montaje

- De las estructuras de acero : AISC- Acero estructural : ASTM-36 (fy=36000 lb/pulg2)- Pernos : ASTM A-307- Soldadura : Electrodos AWS A-5.1 Serie E-60

Protección- Se utilizará un sistema convencional ailquídico, aplicado sobre superficies preparados con

arenado comercial.- La protección constará de las siguientes capas:

IMPRIMANTE: Una (01) capa de espesor mínimo de película seca de 0.5 mm.ANTICORROSIVO: Dos (02) capas de espesor mínimo de película seca de 1.5 mm c/u.ACABADO: Dos (02) capa de espesor mínimo de película seca de 1.5 mm c/u.

CONSIDERACIONES EN EL ANALISIS SISMICO DE DISEÑONTE E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE

ANÁLISIS ESTÁTICO

Generalidades Este método representa las solicitaciones sísmicas mediante un conjunto de fuerzas horizontales actuando en cada nivel de la edificación. Debe emplearse sólo para edificios sin irregularidades y de baja altura según se establece en el Artículo 14 (14.2).

14.2 Las estructuras clasificadas como regulares según el artículo 10 de no más de 45 m de altura y las estructuras de muros portantes de no más de 15 m de altura, aun cuando sean irregulares, podrán analizarse mediante el procedimiento de fuerzas estáticas equivalentes del Artículo 17. USAR ANALISIS ESTATICO.

Artículo 15 Desplazamientos Laterales 15.1 Desplazamientos Laterales Permisibles

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el Artículo 16 (16.4), no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la Tabla N° 8.

Tabla N° 8LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE

ENTREPISOEstos límites no son aplicables a naves industriales

Material Predominante ( i / hei )Concreto Armado 0,007Acero 0,010Albañilería 0,005Madera 0,010

NTE E.060 CONCRETO ARMADOCAPÍTULO 9 REQUISITOS DE RESISTENCIA Y DE SERVICIO

GENERALIDADES Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseño (ФRn) por lo menos iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales deberá cumplirse:

Ø Rn ≥ Ru

Las estructuras y los elementos estructurales deberán cumplir además con todos los demás requisitos de esta Norma, para garantizar un comportamiento adecuado bajo cargas de servicio.

- La resistencia requerida para cargas muertas (CM) y cargas vivas (CV) será como mínimo:U= 1.4 CM + 1.7 CV

- Si el diseño se tuviera que considerar cargas de sismo (CS), además de lo indicado anteriormente, la resistencia requerida será como mínimo:U= 1.25 (CM + CV) ±CSU= 0.9 CM ±CS

DIMENSIONAMIENTO

CARACTERÍSTICAS GEOMETRICAS L = 50.00 m.A= 25.00 m.

Altura libre del Tijeral Arco (TECHO): h=L/(9 10) ̴�= 50 / 10 = 5.00 m

Altura de Tijeral Arco (TECHO): h techo = L/50= 50 / 50 = 1.00, se asume 0.65 m.

Espesor de las columnas: B x L = 0.35 x 0.50 m.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO EN ALTURASegún recomendación se establece dentro del rango de pendientes el siguiente cuadro:

REGION PENDIENTE TRASLAPECOSTA NORTE 30 A 35 20 A 25COSTA CENTRO Y SUR

10 A 15 13 A 16

SIERRA 25 A 30 20 A 25SELVA 30 A 35 20 A 25

5. DISTRIBUCION DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

ALTURAS DE LAS MONTANTE: H1 = 0.65 m.EN EL EJE X:Longitudes entre Ejes: 5.4, 5.3, 5.35, 5.35, 6.85, 5.35, 5.35, 5.35, 5.35Tenemos una separación de las montantes de 0.60 m.

En el Eje Y Ly= 50.00 m.Tenemos que usar una separación de largueros (entre 1.50 y 1.80 m)= 1.69 m.

6. SECCIONES DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

7. PERFILES Y COBERTURAS METALICAS A USAR

8. METRADO DE CARGAS CM, CV, C Viento

METRADO DE CARGAS DE POLIDEPORTIVO

PESO DE COBERTURACOBERTURA Kg/m2 Area (m2) Peso (Kg)

Opaca 177 3.05 x 1.16 , e= 2.20 mm 3.39 1,250.00 4,232.62

PESO DEL TIJERALELEMENTO SECCION LONG. PESO (Kg/m) PESO (kg)

MONTANTE 1.83 - DIAGONAL L 1 1/2" X 1 1/2" X 3/16" 43.8 1.83 80.15 BRIDA SUPERIOR L 1 1/2" X 1 1/2" X 3/16" 57.62 1.83 105.44 BRIDA INFERIOR L 2" X 2" X 3/16" 55.46 3.63 201.32 CELOSILLA Acero liso 3/8" 5.895 0.617 3.64

390.56

PESO DEL LARGUERO Y EL ANGULO

ELEMENTO SECCION LONGITUD N° REPET.PESO

(KG/M)PESO (KG)

30 22 10.82 7,144.45

METRADO DE CARGA CM, CV, CVR

TIJERAL Long. De CurvaturaAncho

TributarioÁREA

TRIBUTARIA

PESO TIJERAL (Kg/m2)

PESO COBERTURA

(Kg/m2)

PESO LARGUERO

(Kg/m2)

CM (KG/M2)

CV (KG/M2)

Lr (KG/M2)

CM (Tn)

CV (Tn)

Lr (Tn)

EXTERNO 14.555 3.03 44.10 8.86 3.39 162.00 174.24 30.00 7.68 1.32 INTERNO 14.555 5.35 77.87 5.02 3.39 91.75 100.15 30.00 7.80 2.34 INTERNO 14.555 5.35 77.87 5.02 3.39 91.75 100.15 30.00 7.80 2.34 INTERNO 14.555 4.35 63.31 6.17 3.39 112.84 122.40 30.00 7.75 1.90 INTERNO 14.555 5.35 77.87 5.02 3.39 91.75 100.15 30.00 7.80 2.34 INTERNO 14.555 5.35 77.87 5.02 3.39 91.75 100.15 30.00 7.80 2.34 INTERNO 3.39 EXTERNO 14.555 5.53 80.49 4.85 3.39 88.76 97.00 30.00 7.81 2.41

RESULTADOS REQUERIDOS POR DISEÑO

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Según la el ANALISIS DE DISEÑO AISC LRFD – 93 en el Programa SAP2000 V16

nos indica que los perfiles empleados son favorables y que cumplirán para la estructura.

Se crearon las Cargas de Viento tanto exteriores como interiores (salen a través del Barlovento y el Sotavento) y se colocarán las 43 Combinaciones de las Cargas.

Las cargas de viento fueron divididas en 8: VIENTO1, VIENTO2,…, VIENTO8. A su vez cada carga tenía cargas internas y externas. Estas cargas salieron del Excel en el cual se analizaban las cargas de viento que son el Barlovento y el Sotavento.

Luego de terminar de Diseñar la estructura se puede observar que el TIJERAL DE ARCO PARABOLICO se deforma en dirección de sismo Y, pero dentro de los rangos de desplazamientos permitidos por la Norma E 030 Sismoresistente

BIBLIOGRAFIA Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica E-020 Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica E-030 Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica E-070 Reglamento Nacional de Edificaciones Norma Técnica E-060 Manual de PERFILES ESTRUCTURALES- Tablas de Propiedades -Precor.