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MEMORIA DE CÁLCULO

“ SOPORTES CUERDA DE VIDA TK RESINA”

PANELES ARAUCO – PLANTA NUEVA ALDEA

A 14.03.16 EMITIDO PARA COMENTARIOS M.N.U. A.E.A. A.E.A. C.J.C.

REV. FECHA DESCRIPCIÓN PREPARÓ REVISÓIMS CELCO

APROBACIONES

PREPARADO POR M.N.U. PAG. 1

APROBACION ORIGINAL A.E.A. DE 30

CONTRATO Nº: 4600002927 MEMORIA DE CALCULO Nº CON08-16-MC-ES-01 REV. A

I NGENIERÍA YC ONSTRUCCIÓNIMS LTDA.

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Ingeniería y Construcción IMS Ltda.Proyecto N°: PNA01-16 “Ingeniería Soportes Cuerda de Vida TK Resina” PANELES ARAUCO – PLANTA NUEVA ALDEA Fecha: 14.03.2016

INDICE

1.0

GENERAL ............................................................................. 3

1.1 Alcance ............................................................................... 3 1.2

Descripción de soportes ............................................................. 3

2.0

CODIGOS Y NORMAS DE DISEÑO................................................ 4

3.0

REFERENCIAS ....................................................................... 5

4.0

MATERIALES ........................................................................ 5

4.1 Acero Estructural ................................................................... 5 4.1.1 Soldadura ........................................................................... 5 5.0

METODOLOGÍA DE ANÁLISIS .................................................... 5

6.0

CARGAS DE DISEÑO ............................................................... 6

7.0

FLECHA MÁXIMA ................................................................... 6

8.0 MODELOS ESTRUCTURALES ....................................................... 7 8.1 Soporte 1 ............................................................................ 7 8.2 Soporte 2 ............................................................................ 8 8.3

Soporte 3 ............................................................................ 8

9.0

VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL .................................................... 9

9.1

Soporte 1 ............................................................................ 9

9.2

Soporte 2 ........................................................................... 15

9.3 Soporte 3 ........................................................................... 16 9.4 Orejas de izaje ..................................................................... 23 9.4.1

Verificación según AISC 2010 .................................................. 23

9.4.2 Verificación de resistencia ...................................................... 24 10.0

CONCLUSIONES ................................................................... 30

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1.0 GENERAL1.1 Alcance

El presente documento muestra la verificación estructural de los soportesnecesarios en la implementación de la cuerda de vida para el Edificio Almacenamientode adhesivos, planta Paneles Arauco – Planta Nueva Aldea. Además se muestranrecomendaciones geométricas mínimas para el correcto diseño de orejas de izajenecesarias y verificaciones de resistencia.

1.2 Descripción de soportes

Se disponen tres tipos de soportes de manera de soportar las cargas que se puedanproducir al operar la cuerda de vida para el edificio de almacenamiento. Los soportes

descritos se conectan entre estructura y soporte mediante orejas de izaje.

En Figura 1.1 se muestra el detalle proporcionado por plano PNA01-16-PL-ES-01_R0para soporte 1, en Figura 1.2 se muestra el detalle proporcionado por plano PNA01-16-PL-ES-01_R0 para soporte 2 y en Figura 1.3 se muestra el detalle proporcionadopor plano PNA01-16-PL-ES-01_R0 para soporte 3.

Figura 1.1. Detalle soporte 1.

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2.0 CODIGOS Y NORMAS DE DISEÑO

• American Institute of Steel Construction. Specification for Structural SteelBuildings, LRFD, June 22, 2010.

• NCh 203.Of2006 Acero para uso Estructural – Requisitos Generales.• NCh427.Of.77 – Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero.• OSHA 1926, “Fall protection systems criteria and practices”.

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3.0 REFERENCIAS

• Plano PNA01-16-PL-ES-01_R0. “Soportación Cuerda de vida Diseño y Montaje”

4.0 MATERIALES4.1 Acero Estructural

Para la verificación propuesta, se consideran perfiles HEB 200 y placas de acerocalidad A42-27ES. Las propiedades mecánicas asociadas son las siguientes:

Acero A42-27ES

Tensión de Fluencia : 2700 (kg/cm2)

Resistencia a la tracción : 4200 (kg/cm2)

4.1.1 Soldadura

Todas las conexiones soldadas deberán cumplir con el código AWS D 1.1.

Las uniones soldadas por proceso manual se harán con electrodo tipo E70XX segúnAWS-A 5.1 y A 5.5.

Las uniones soldadas por proceso semiautomático se harán con electrodo tipo E70S-

X según AWS-S18.

Las uniones soldadas por procesos arco sumergido se harán con fundente tipo E7XX-EXX según AWS-A 5.17.

Las soldaduras no deben incluir polvo de hierro.

La ejecución e inspección de soldaduras se regirá de acuerdo al código AWS D1.1“Structural Welding Code”. Además se deben exigir soldadores calificados concertificados vigentes de acuerdo a la norma AWS D1.1.

5.0 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS

Los perfiles y placas de acero mencionadas serán verificados mediante el método detensiones admisibles ASD, según las disposiciones impuestas por el código AISC2010.

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6.0 CARGAS DE DISEÑO

Según lo establecido por norma OSHA 1926 se considerará una carga en cada

soporte de 22.2 kN.

7.0 FLECHA MÁXIMA

Para la situación estudiada, se considera el modelo mostrado en Figura 7.1.

Figura 7.1. Modelo utilizado para análisis de flechas máximas.

La flecha máxima se estima fijando el ángulo de 2º que se produce en los tensores.De esta forma, el punto de aplicación de la carga P se encuentra en:

( ) ( ) ( )mm L f 3672tan10500tan ≈⋅== θ

La que corresponde a la máxima flecha en el centro.

Figura 7.2. Modelo utilizado para análisis de tensiones en nudo de aplicación decarga.

Realizando un análisis en el nudo donde se aplica la carga (Figura 7.2) y asumiendoque la carga se distribuye con la misma tensión por simetría, se tiene:

( )( )θ

θ sin2

sin20 P

T PT F y =⇒=⇒=∑

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Luego, de manera de obtener la tensión en los apoyos de 22.2 kN, se reemplaza T =22.2 kN en la expresión anterior. De esta forma se tiene:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )kgkN T P

PT 15855.12sin2.222sin2

sin2≈=⋅⋅==⇒= θ

θ

Conservadoramente se considera que P puede alcanzar un máximo de 150 (kg).

8.0 MODELOS ESTRUCTURALES

Para plantear los modelos estructurales se considera como situación de diseño que lacarga de izaje máxima según normativa OSHA corresponde a 22.2 kN, la cual segúnla posición del tensor y la rotación que este puede tener en la oreja de izajepropuesta para la conexión entre el cable y la estructura soportante. De esta formase evalúan 3 casos:

• Caso 1: Carga de 22.2 kN vertical.• Caso 2: Carga de 22.2 kN horizontal.• Caso 3: Carga de 22.2 kN a 45º con respecto a la horizontal.

8.1 Soporte 1

Figura 8.1. Modelo estructural soporte 1.

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8.2 Soporte 2


8.3 Soporte 3


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9.0 VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL9.1 Soporte 1

Se verifica el modelo planteado en Apartado 8.1 para soporte 1, cumpla con lascondiciones de diseño mínimas impuestas por el código AISC y que están de acorde ala capacidad del perfil para los distintos tipos de esfuerzos.

Figura 9.1. Factor de utilización para soporte 1.

Según lo mostrado en Figura 9.1 se tiene que todos los factores de utilización sonmenores a 1, por lo que se cumplen las disposiciones impuestas en el Capítulo H delcódigo AISC.

A continuación se presenta el análisis extensivo para el elemento que presenta lasituación más desfavorable.

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Nombre de la sección: HEB 200 (US)

Dimensiones--------------------------------------------------------------------------------------------------------

bf = 20.000 [cm] Anchod = 20.000 [cm] Profundidadk = 1.800 [cm] Distancia kk1 = 1.800 [cm] Distancia k1tf = 1.500 [cm] Espesor de alatw = 0.900 [cm] Espesor de alma

Propiedades--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Propiedades de la sección Unidad Eje mayor Eje menorÁrea bruta de la sección. (Ag) [cm2] 76.650Momento de inercia (eje local) (I) [cm4] 5619.872 2001.124Momento de inercia (eje principal) (I') [cm4] 5619.872 2001.124Constante de diseño para la flexión (eje principal) (J') [cm] 0.000 0.000Radio de giro (eje local) (r) [cm] 8.563 5.110Radio de giro (eje principal) (r') [cm] 8.563 5.110Constante de torsión de Saint-Venant. (J) [cm4] 49.496Coeficiente de alabeo de la sección. (Cw) [cm6] 1.71E+05Distancia del centro de gravedad al centro de corte (eje principal) (xo,yo) [cm] 0.000 0.000Módulo de sección elástico superior de la sección (eje local) (Ssup) [cm3] 561.987 200.112Módulo de sección elástico inferior de la sección (eje local) (Sinf) [cm3] 561.987 200.112Módulo de sección elástico superior de la sección (eje principal) (S'sup) [cm3] 561.987 200.112Módulo de sección elástico inferior de la sección (eje principal) (S'inf) [cm3] 561.987 200.112Módulo de sección plástico (eje local) (Z) [cm3] 632.006 300.000Módulo de sección plástico (eje principal) (Z') [cm3] 632.006 300.000Radio de giro polar. (ro) [cm] 9.971Area para corte (Aw) [cm2] 60.000 16.650Constante de torsión. (C) [cm3] 32.997

Material : A42-27ES

Propiedades Unidad Valor-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tensión de fluencia (Fy): [Kg/cm2] 2700.00Tensión de rotura (Fu): [Kg/cm2] 4200.00Módulo de elasticidad (E): [Kg/cm2] 2100000.00Módulo de corte del acero (G): [Kg/cm2] 807692.30-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CRITERIOS DE DISEÑO

Descripción Unidad Valor-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Longitud para relación de esbeltez en tensión (L) [cm] 163.00

Distancia entre puntos de arriostre lateral del miembro-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Longitud (Lb) [cm]Superior Inferior

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------163.00 163.00

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Longitud no arriostrada lateralmente-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Longitud [cm] Factor de Longitud efectivaEje mayor(L33) Eje menor(L22) Eje torsional(Lt) Eje mayor(K33) Eje menor(K22) Eje torsional(Kt)-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

163.00 163.00 163.00 1.0 1.0 1.0-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Suposiciones adicionalesRestricción contínua lateral torsional NoAcción de campo de tracción NoRestricción contínua flexural torsional NoTipo de valor del factor de longitud efectiva NingunoTipo de marco eje mayor Desp. lat. permitidoTipo de marco eje menor Desp. lat. permitido

VERIFICACIONES DE DISEÑO

DISEÑO A TENSION AXIAL

Tensión axial

Relación : 0.00 Capacidad : 123.93 [Ton] Referencia : Eq. Sec. D2Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Resultados Intermedios Unidad Valor Referencia-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Capacidad factorada a tensión(Pn/Ω) [Ton] 123.93 Eq. Sec. D2Capacidad nominal a tensión (Pn) [Ton] 206.96 Eq. D2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A COMPRESION AXIAL

Compresión en el eje mayor 33Relación : 0.00 Capacidad : 121.50 [Ton] Referencia : Sec. E1Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Resultados Intermedios Unidad Valor Referencia-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Clasificación de sección

Clasificación del elemento no atiesado -- No esbelto

Esbeltez del elemento no atiesado (λ) -- 6.67

Esbeltez límite del elemento no atiesado (λr ) -- 15.62Clasificación del elemento atiesado -- No esbelto

Esbeltez del elemento atiesado (λ) -- 18.22

Esbeltez límite del elemento atiesado (λr ) -- 41.55

Resistencia factorada a pandeo por flexión(Pn33/Ω) [Ton] 121.50 Sec. E1Factor de longitud efectiva (K33) -- 1.00Longitud no arriostrada (L33) [cm] 163.00Esbeltez efectiva ((KL/r)33) -- 19.04 Eq. E3-4Esfuerzo crítico de pandeo elástico (Fe33) [Kg/cm2] 57195.00 Eq. E3-4Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs33) -- 1.00Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff33) [cm2] 76.65 Eq. E3-2Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa33) -- 1.00Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q33) -- 1.00 Sec. E7Esfuerzo crítico para pandeo por flexión (Fcr33) [Kg/cm2] 2647.18 Eq. E3-2Resistencia nominal a pandeo por flexión (Pn33) [Ton] 202.91 Eq. E3-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Compresión en el eje menor 22

Relación : 0.00 Capacidad : 117.24 [Ton] Referencia : Sec. E1Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Clasificación del elemento no atiesado -- No esbelto


Esbeltez límite del elemento no atiesado (λr ) -- 15.62Clasificación del elemento atiesado -- No esbelto



Resistencia factorada a pandeo por flexión(Pn22/Ω) [Ton] 117.24 Sec. E1Factor de longitud efectiva (K22) -- 1.00Longitud no arriostrada (L22) [cm] 163.00Esbeltez efectiva ((KL/r)22) -- 31.90 Eq. E3-4

Esfuerzo crítico de pandeo elástico (Fe22) [Kg/cm2] 20366.00 Eq. E3-4Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs22) -- 1.00Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff22) [cm2] 76.65 Eq. E3-2Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa22) -- 1.00Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q22) -- 1.00 Sec. E7Esfuerzo crítico para pandeo por flexión (Fcr22) [Kg/cm2] 2554.26 Eq. E3-2Resistencia nominal a pandeo por flexión (Pn22) [Ton] 195.78 Eq. E3-1

Resistencia factorada a pandeo torsional o flexo-torsional(Pn11/Ω) [Ton] 117.92 Sec. E4Factor de longitud efectiva (K11) -- 1.00Longitud no arriostrada (L11) [cm] 163.00Constante por flexión (H) -- 1.00 Eq. E4-11Esfuerzo elástico de pandeo torsional o flexo-torsional (Fe11) [Kg/cm2] 22762.09 Eq. E4-4Esfuerzo elástico de pandeo torsional (Fez) [Kg/cm2] 22762.09 Eq. E4-9Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs11) -- 1.00Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff11) [cm2] 76.65 Eq. E3-2Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa11) -- 1.00

Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q11) -- 1.00 Sec. E7Esfuerzo crítico de pandeo torsional o flexo-torsional (Fcr11) [Kg/cm2] 2569.22 Eq. E3-2Resistencia nominal a pandeo torsional o flexo-torsional (Pn11) [Ton] 196.93 Eq. E4-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A FLEXION

Flexión alrededor del eje mayor, M33

Relación : 0.07 Capacidad : 10218.07 [Kg*m] Referencia : Sec. F1Demanda : 672.28 [Kg*m] Ec. ctrl : C1 en 100.00%


Clasificación de secciónClasificación del elemento no atiesado -- Compacto


Esbeltez límite para elemento no compacto no atiesado (λr ) -- 27.89

Esbeltez límite para elemento compacto no atiesado (λp) -- 10.60Clasificación del elemento atiesado -- Compacto


Esbeltez límite para elemento no compacto atiesado (λr ) -- 158.97

Esbeltez límite para elemento compacto atiesado (λp) -- 104.86

Resistencia factorada a fluencia(Mn/Ω) [Kg*m] 10218.07 Sec. F1Fluencia (Mn) [Kg*m] 17064.17 Eq. F2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Flexión alrededor del eje menor, M22



Clasificación del elemento no atiesado -- Compacto







Resistencia factorada a fluencia(Mn/Ω) [Kg*m] 4850.30 Sec. F1

Fluencia (Mn) [Kg*m] 8100.00 Eq. F6-1-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A CORTE

Corte en el eje mayor 33

Relación : 0.01 Capacidad : 58.20 [Ton]Demanda : -0.80 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Capacidad factorada a corte(Vn/Ω) [Ton] 58.20

Esbeltez del alma (λw) -- 6.67 Sec. G2Área de corte (Aw) [cm2] 60.00Coeficiente de pandeo a corte del alma (kv) -- 1.20 Sec. G7Coeficiente de pandeo a corte del alma (Cv) -- 1.00 Eq. G2-3Capacidad nominal a corte (Vn) [Ton] 97.20 Eq. G2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Corte en el eje menor 22

Relación : 0.05 Capacidad : 17.98 [Ton] Referencia : Sec. G2.1(a)Demanda : 0.85 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Capacidad factorada a corte(Vn/Ω) [Ton] 17.98 Sec. G2.1(a)

Esbeltez del alma (λw) -- 18.22 Sec. G2Área de corte (Aw) [cm2] 16.65Coeficiente de pandeo a corte del alma (Cv) -- 1.00 Sec. G2.1(a)Capacidad nominal a corte (Vn) [Ton] 26.97 Eq. G2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A ACCIONES COMBINADAS

Flexión y compresión axial combinadas.............................................................................................................................................................................

Relación : 0.20 Ec. ctrl : C1 en 100.00% Referencia : Eq. H1-1b

.............................................................................................................................................................................

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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Resultados Intermedios Unidad Valor Referencia-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Interacción de flexión y fuerza axial -- 0.20 Eq. H1-1b

Resistencia de flexión requerida alrededor del eje fuerte (Mr33) [Kg*m] 672.28

Resistencia de flexión disponible alrededor del eje fuerte (Mc33) [Kg*m] 10218.07 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje débil (Mr22) [Kg*m] 652.30Resistencia de flexión disponible alrededor del eje débil (Mc22) [Kg*m] 4850.30 Sec. F1Resistencia de compresión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.00Resistencia de compresión axial disponible (Pc) [Ton] 117.24 Sec. E1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Flexión y tensión axial combinadas.............................................................................................................................................................................


.............................................................................................................................................................................


Resistencia de flexión requerida alrededor del eje fuerte (Mr33) [Kg*m] 672.28Resistencia de flexión disponible alrededor del eje fuerte (Mc33) [Kg*m] 10218.07 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje débil (Mr22) [Kg*m] 652.30Resistencia de flexión disponible alrededor del eje débil (Mc22) [Kg*m] 4850.30 Sec. F1Resistencia de tensión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.00Resistencia de tensión axial disponible (Pc) [Ton] 123.93 Eq. Sec. D2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Flexión y compresión axial combinadas alrededor de ejes locales.............................................................................................................................................................................

Relación : N/A Ec. ctrl : -- Referencia :

.............................................................................................................................................................................

Tensión y flexión combinadas alrededor de ejes locales.............................................................................................................................................................................

Relación : N/A

Ec. ctrl : -- Referencia :.............................................................................................................................................................................

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9.2 Soporte 2

Dado el modelo plantado en Apartado 8.2 del presente documento, se verifica que la

tensión resultante de Von Mises sea menor que el valor de tensiones admisibles. ParaAISC 2010, se tiene que la tensión admisible máxima corresponde a 0.6Fy = 1620(kg/cm2).

Figura 9.2. Tensiones de Von Mises en soporte 2 (kg/cm2).

Según lo mostrado en Figura 9.2, se cumple con el criterio de resistencia impuesto.

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9.3 Soporte 3

Se verifica el modelo planteado en Apartado 8.3 para soporte 3, cumpla con las

condiciones de diseño mínimas impuestas por el código AISC y que están de acorde ala capacidad del perfil para los distintos tipos de esfuerzos.

Figura 9.3. Factor de utilización para soporte 3.

Según lo mostrado en Figura 9.3 se tiene que todos los factores de utilización sonmenores a 1, por lo que se cumplen las disposiciones impuestas en el Capítulo H delcódigo AISC.

A continuación se presenta el análisis extensivo para el elemento que presenta lasituación más desfavorable.

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Nombre de la sección: L 65x65x5 (US)

Dimensiones--------------------------------------------------------------------------------------------------------

a = 6.500 [cm] Largo de alak = 0.000 [cm] Distancia kt = 0.500 [cm] Espesor

Propiedades--------------------------------------------------------------------------------------------------------Propiedades de la sección Unidad Eje mayor Eje menorÁrea bruta de la sección. (Ag) [cm2] 6.250Momento de inercia (eje local) (I) [cm4] 25.496 25.496

Momento de inercia (eje principal) (I') [cm4] 40.755 10.238Constante de diseño para la flexión (eje principal) (J') [cm] 0.000 4.402Radio de giro (eje local) (r) [cm] 2.020 2.020Radio de giro (eje principal) (r') [cm] 2.554 1.280Constante de torsión de Saint-Venant. (J) [cm4] 0.521Coeficiente de alabeo de la sección. (Cw) [cm6] 1.695Distancia del centro de gravedad al centro de corte (eje principal) (xo,yo) [cm] -2.206 -0.030Módulo de sección elástico superior de la sección (eje local) (Ssup) [cm3] 5.439 5.439Módulo de sección elástico inferior de la sección (eje local) (Sinf) [cm3] 14.067 14.067Módulo de sección elástico superior de la sección (eje principal) (S'sup) [cm3] 8.867 4.290Módulo de sección elástico inferior de la sección (eje principal) (S'inf) [cm3] 8.867 4.290Módulo de sección plástico (eje local) (Z) [cm3] 9.792 9.792Módulo de sección plástico (eje principal) (Z') [cm3] 13.811 6.905Radio de giro polar. (ro) [cm] 3.609Area para corte (Aw) [cm2] 4.419 4.419Constante de torsión. (C) [cm3] 1.042

Material : A42-27ES

Propiedades Unidad Valor-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tensión de fluencia (Fy): [Kg/cm2] 2700.00Tensión de rotura (Fu): [Kg/cm2] 4200.00Módulo de elasticidad (E): [Kg/cm2] 2100000.00Módulo de corte del acero (G): [Kg/cm2] 807692.30-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CRITERIOS DE DISEÑO

Descripción Unidad Valor-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Longitud para relación de esbeltez en tensión (L) [cm] 385.67

Distancia entre puntos de arriostre lateral del miembro-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Longitud (Lb) [cm]Superior Inferior

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------385.67 385.67

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Longitud no arriostrada lateralmente-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Longitud [cm] Factor de Longitud efectivaEje mayor(L33) Eje menor(L22) Eje torsional(Lt) Eje mayor(K33) Eje menor(K22) Eje torsional(Kt)-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

385.67 385.67 385.67 1.0 1.0 1.0

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Suposiciones adicionalesRestricción contínua lateral torsional NoAcción de campo de tracción No

Restricción contínua flexural torsional NoTipo de valor del factor de longitud efectiva NingunoTipo de marco eje mayor Desp. lat. permitidoTipo de marco eje menor Desp. lat. permitidoAngular simple connectado a través del lado corto NoElemento plano NoConsiderar excentricidad NoPunto de aplicación de la carga de corte Centro de gravedad

VERIFICACIONES DE DISEÑO

DISEÑO A TENSION AXIAL

Tensión axial

Relación : 0.07 Capacidad : 10.10 [Ton] Referencia : Eq. Sec. D2Demanda : 0.75 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 100.00%


Capacidad factorada a tensión(Pn/Ω) [Ton] 10.10 Eq. Sec. D2Capacidad nominal a tensión (Pn) [Ton] 16.88 Eq. D2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A COMPRESION AXIAL

Compresión en el eje mayor 33

Relación : 0.00

Capacidad : 2.98 [Ton] Referencia : Sec. E1Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Clasificación del elemento no atiesado -- Esbelto


Esbeltez límite del elemento no atiesado (λr ) -- 12.55Clasificación del elemento atiesado -- Esbelto



Resistencia factorada a pandeo por flexión(Pn33/Ω) [Ton] 2.98 Sec. E1Factor de longitud efectiva (K33) -- 1.00

Longitud no arriostrada (L33) [cm] 385.67Esbeltez efectiva ((KL/r)33) -- 151.03 Eq. E5-4Esfuerzo crítico de pandeo elástico (Fe33) [Kg/cm2] 908.63 Eq. E3-4Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs33) -- 0.99 Eq. E7-11Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff33) [cm2] 6.25 Eq. E7-3Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa33) -- 1.00 Eq. E7-16Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q33) -- 0.99 Sec. E7Esfuerzo crítico para pandeo por flexión (Fcr33) [Kg/cm2] 796.87 Eq. E7-3Resistencia nominal a pandeo por flexión (Pn33) [Ton] 4.98 Eq. E7-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Compresión en el eje menor 22

Relación : 0.00 Capacidad : 0.74 [Ton] Referencia : Sec. E4Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Clasificación del elemento no atiesado -- Esbelto


Esbeltez límite del elemento no atiesado (λr ) -- 12.55Clasificación del elemento atiesado -- Esbelto



Resistencia factorada a pandeo por flexión(Pn22/Ω) [Ton] 0.75 Sec. E1Factor de longitud efectiva (K22) -- 1.00Longitud no arriostrada (L22) [cm] 385.67Esbeltez efectiva ((KL/r)22) -- 301.34 Eq. E5-4

Esfuerzo crítico de pandeo elástico (Fe22) [Kg/cm2] 228.25 Eq. E3-4Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs22) -- 0.99 Eq. E7-11Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff22) [cm2] 6.25 Eq. E7-3Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa22) -- 1.00 Eq. E7-16Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q22) -- 0.99 Sec. E7Esfuerzo crítico para pandeo por flexión (Fcr22) [Kg/cm2] 200.17 Eq. E7-3Resistencia nominal a pandeo por flexión (Pn22) [Ton] 1.25 Eq. E7-1

Resistencia factorada a pandeo torsional o flexo-torsional(Pn11/Ω) [Ton] 0.74 Sec. E4Factor de longitud efectiva (K11) -- 1.00Longitud no arriostrada (L11) [cm] 385.67Constante por flexión (H) -- 0.63 Eq. E4-11Esfuerzo elástico de pandeo torsional o flexo-torsional (Fe11) [Kg/cm2] 224.44 Eq. E4-5Esfuerzo elástico de pandeo torsional (Fez) [Kg/cm2] 5170.05 Eq. E4-9Factor de reducción para elementos esbeltos no atiesados (Qs11) -- 0.99 Eq. E7-11Área efectiva de la sección basada en el ancho efectivo (Aeff11) [cm2] 6.25 Eq. E7-3Factor de reducción para elementos esbeltos atiesados (Qa11) -- 1.00 Eq. E7-16

Factor de reducción completo para elementos esbeltos (Q11) -- 0.99 Sec. E7Esfuerzo crítico de pandeo torsional o flexo-torsional (Fcr11) [Kg/cm2] 196.83 Eq. E7-3Resistencia nominal a pandeo torsional o flexo-torsional (Pn11) [Ton] 1.23 Eq. E7-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A FLEXION

Flexión alrededor del eje mayor, M33

Relación : 0.04 Capacidad : 97.39 [Kg*m] Referencia : Sec. F1Demanda : -3.63 [Kg*m] Ec. ctrl : C1 en 0.00%


Clasificación de secciónClasificación del elemento no atiesado -- Compacto







Resistencia factorada a fluencia(Mn/Ω) [Kg*m] 215.04 Sec. F1Momento de fluencia (My) [Kg*m] 239.41 Sec. F10.1Fluencia (Mn) [Kg*m] 359.12 Eq. F10-1

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Resistencia factorada a pandeo lateral-torsional(Mn/Ω) [Kg*m] 144.97 Sec. F1Factor de modificación para el pandeo lateral-torsional (Cb) -- 1.84 Eq. C-F1-3Momento elástico de pandeo lateral-torsional (Me) [Kg*m] 396.84 Eq. F10-4Pandeo lateral-torsional (Mn) [Kg*m] 242.10 Eq. F10-2

Resistencia factorada a fluencia en el eje geométrico(Mn/Ω) [Kg*m] 131.91 Sec. F1Momento de fluencia (My) [Kg*m] 146.86 Sec. F10.1Fluencia (Mn) [Kg*m] 220.29 Eq. F10-1

Resistencia factorada a pandeo lateral-torsional en el eje geométrico(M... [Kg*m] 97.39 Sec. F1Factor de modificación para el pandeo lateral-torsional (Cb) -- 1.31 Eq. C-F1-3Momento elástico de pandeo lateral-torsional (Me) [Kg*m] 560.48 Eq. F10-6bPandeo lateral-torsional (Mn) [Kg*m] 162.64 Eq. F10-2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Flexión alrededor del eje menor, M22


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Resultados Intermedios Unidad Valor Referencia

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Clasificación de sección

Clasificación del elemento no atiesado -- Compacto







Resistencia factorada a fluencia(Mn/Ω) [Kg*m] 104.03 Sec. F1Momento de fluencia (My) [Kg*m] 115.83 Sec. F10.1Fluencia (Mn) [Kg*m] 173.74 Eq. F10-1

Resistencia factorada a fluencia en el eje geométrico(Mn/Ω) [Kg*m] 131.91 Sec. F1

Momento de fluencia (My) [Kg*m] 146.86 Sec. F10.1Fluencia (Mn) [Kg*m] 220.29 Eq. F10-1

Resistencia factorada a pandeo lateral-torsional en el eje geométrico(M... [Kg*m] 99.89 Sec. F1Factor de modificación para el pandeo lateral-torsional (Cb) -- 3.00 Eq. C-F1-3Momento elástico de pandeo lateral-torsional (Me) [Kg*m] 642.86 Eq. F10-6bPandeo lateral-torsional (Mn) [Kg*m] 166.81 Eq. F10-2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A CORTE

Corte en el eje mayor 33

Relación : 0.00 Capacidad : 4.29 [Ton]Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%



Esbeltez del alma (λw) -- 13.00 Sec. G2Área de corte (Aw) [cm2] 4.42Coeficiente de pandeo a corte del alma (kv) -- 1.20 Sec. G7Coeficiente de pandeo a corte del alma (Cv) -- 1.00 Sec. G4Capacidad nominal a corte (Vn) [Ton] 7.16 Eq. G2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Corte en el eje menor 22

Relación : 0.00 Capacidad : 4.29 [Ton]Demanda : 0.00 [Ton] Ec. ctrl : C1 en 0.00%



Esbeltez del alma (λw) -- 13.00 Sec. G2Área de corte (Aw) [cm2] 4.42Coeficiente de pandeo a corte del alma (kv) -- 1.20 Sec. G4Coeficiente de pandeo a corte del alma (Cv) -- 1.00 Sec. G4Capacidad nominal a corte (Vn) [Ton] 7.16 Eq. G2-1

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DISEÑO A ACCIONES COMBINADAS

Flexión y compresión axial combinadas.............................................................................................................................................................................


.............................................................................................................................................................................

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Resultados Intermedios Unidad Valor Referencia-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Interacción de flexión y fuerza axial -- 0.04 Eq. H1-1b

Resistencia de flexión requerida alrededor del eje fuerte (Mr33) [Kg*m] -2.57 Eq. E5-4Resistencia de flexión disponible alrededor del eje fuerte (Mc33) [Kg*m] 144.97 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje débil (Mr22) [Kg*m] 2.57 Eq. E5-4Resistencia de flexión disponible alrededor del eje débil (Mc22) [Kg*m] 104.03 Sec. F1Resistencia de compresión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.00Resistencia de compresión axial disponible (Pc) [Ton] 0.74 Sec. E4

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Flexión y tensión axial combinadas.............................................................................................................................................................................Relación : 0.08 Ec. ctrl : C1 en 0.00% Referencia : Eq. H1-1b

.............................................................................................................................................................................


Resistencia de flexión requerida alrededor del eje fuerte (Mr33) [Kg*m] -2.57 Eq. E5-4Resistencia de flexión disponible alrededor del eje fuerte (Mc33) [Kg*m] 144.97 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje débil (Mr22) [Kg*m] 2.57 Eq. E5-4Resistencia de flexión disponible alrededor del eje débil (Mc22) [Kg*m] 104.03 Sec. F1Resistencia de tensión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.73Resistencia de tensión axial disponible (Pc) [Ton] 10.10 Eq. Sec. D2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Flexión y compresión axial combinadas alrededor de ejes locales.............................................................................................................................................................................


.............................................................................................................................................................................


Resistencia de flexión requerida alrededor del eje local fuerte (Mr33) [Kg*m] -3.63Resistencia de flexión disponible alrededor del eje local fuerte (Mc33) [Kg*m] 97.39 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje local débil (Mr22) [Kg*m] 0.00Resistencia de flexión disponible alrededor del eje local débil (Mc22) [Kg*m] 99.89 Sec. F1Resistencia de compresión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.00Resistencia de compresión axial disponible (Pc) [Ton] 0.74 Sec. E4

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Tensión y flexión combinadas alrededor de ejes locales.............................................................................................................................................................................


.............................................................................................................................................................................


Resistencia de flexión requerida alrededor del eje local fuerte (Mr33) [Kg*m] -3.63Resistencia de flexión disponible alrededor del eje local fuerte (Mc33) [Kg*m] 97.39 Sec. F1Resistencia de flexión requerida alrededor del eje local débil (Mr22) [Kg*m] 0.00Resistencia de flexión disponible alrededor del eje local débil (Mc22) [Kg*m] 99.89 Sec. F1Resistencia de tensión axial requerida (Pr ) [Ton] 0.73Resistencia de tensión axial disponible (Pc) [Ton] 10.10 Eq. Sec. D2

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Esfuerzos combinados de torsión y corte.............................................................................................................................................................................

Relación : 0.00 Ec. ctrl : C1 en 0.00% Referencia : Eq. H3-8

.............................................................................................................................................................................


Esfuerzo disponible para fluencia en corte(Fnv/Ω) [Kg/cm2] 970.06 Eq. H3-8Esfuerzo de corte debido a flexión en eje fuerte (f vb3) [Kg/cm2] 0.81 McNulty Sec.2.3Esfuerzo de corte debido a flexión en eje débil (f vb2) [Kg/cm2] 0.81 McNulty Sec.2.3Esfuerzo de corte debido a torsión (f vt) [Kg/cm2] 0.00 McNulty Sec.2.2Esfuerzo de corte total debido a flexión y torsión (f v) [Kg/cm2] 1.62 DG9 Sec. 4.6

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Se observa que la esbeltez global del elemento en compresión supera 200. De estaforma es necesario acortar la longitud de estos elementos, de manera que seobtenga una esbeltez menor a 200. Se recomienda la configuración mostrada enFigura 9.4, la cual independiente de su disposición, está compuesta por elementosque no superan los 2900 (mm) de longitud aproximadamente.

Figura 9.4. Configuración recomendada, medidas en (mm).

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9.4 Orejas de izaje9.4.1 Verificación según AISC 2010

A continuación se muestran las dimensiones mínimas (situación recomendada) quedebe considerar el diseño de las orejas de izaje propuestas para la unión de lostensores y la estructura soportante según las disposiciones impuestas por AISC2010.

Figura 9.5. Dimensiones mínimas a considerar para cálculo estimado (situaciónrecomendada).

Fy 2700

Fu 4200 1) 47.88 OK

w 200 2) 86.3 OK

t 10.00 3) 50 OK

d 14.3

a 50

b 92.85

c 50 Pu 15120 OK

beff 36.00

Ω 2

Asf 11.43 Pu 14401.8 OK

Pa 2247

Pu 3474.9 OK

Pu 30299.4012 OK

dimensional requeirments

Effective area

Yielding strength

Bearing

Rupture strength

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9.4.2 Verificación de resistencia

Caso 1:

Material de la oreja y carga solicitante

Calidad Fy Fu Axial, T Corte, V Resultante, R

Acero (kg/cm2) (kg/cm2) (kg) (kg) (kg)

A42-27 2700 4200 2264 0 2264

Geometría y tensión admisible de aplastamiento en la placa

h2 L D h1 Fp

(mm) (mm) (mm) (mm) (kg/cm2)

50 200 14.2875 135.85625 2430.00

D : Diámetro del pasador

Fp1 = ( h2 + 0. 5 * D ) * Fu / ( 2 * D )

Fp2 = 0.9 * Fy

Fp = minimo [Fp1 , Fp2]

Espesores mínimos de la placa

Dh e1 e2 e3 e4 ep min ep

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

17 6.52 4.19 0.70 0.59 6.52 10

Criterio falla por aplastamiento : e1 = [ R / ( Fp * D ) ]

Cr it er io po r f al la de co rte : e2 = [ R/ ( 0.4 * Fy * h2 ) ]

Criterio por tracción en área bruta : e3 = [ R / ( 0.6 * Fy * L ) ]

Criter io por tr acción en área neta : e4 = [ R / ( 0.5 * Fu * ( L - Dh ) ) ]

Dh = D + 3.175 (mm)

Verificación a la flexión

M adm: 1/1.67*[Fy2 - 3*(V/(ep*h))

2]1/2

*(ep*h2/4) = 161677 [kg*cm]

M trab: V*(h1 + Dh/2) = 0 [kg*cm]

Factor utilización, F.U = 0.00 OK

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Cálculo de soldadura

T V Mf L b Soldadura Acero Fy Fu t

(kg) (kg) (kg*cm) (mm) (mm) (kg/cm2) (kg/cm2) (mm)

2264 0 0 200 10 E70XX A42-27 2700 4925 12

Y X Ixx Iyy Ipp fv ff ft fr Fadm.

(mm) (mm) (cm3) (cm3) (cm3) (kg/cm) (kg/cm) (kg/cm) (kg/cm) (kg/cm2)

100 5 1333.33 10.00 1343.33 0.00 0.00 56.60 56.60 1080

Altura de fi let e calcu lada = 0.5 mm

Altura mínima de fil ete recomendab = 5.0 mm

Altura de fi let e a usar = 6.0 mm

Tabla AWS

Filetes Mínimos: la norma AWS D1.1-92 establece los siguien tes límites mínimos para soldaduras de

filete en función del menor espesor a unir.

s min

(mm)

3

5

6

8

* Filete mínimo para estructuras cargadas dinámicamente es 5 mm.

Filetes Máximos: "s" no necesita ser mayor que la parte unida más delgada, en este caso el espesor del alma "t".

ym = L / 2

xm = b / 2

Ixx = L3 / 6

Iyy = b3 * L / 2

Ipp = Ixx + Iyy

fv = V / [ 2*L ]

ff = Mf * ym / Ixx

ftx = Mt * ym / Ipp

fty = Mt * xm / Ipp

ft = T / [ 2*L ]

Fr = [ fv2

+ (ff + ft)2

]1/2

S aceptable = Fr / Fadm

6.4 < t 12.7

t > 19.0

12.7 < t 19.0

t

t

6.4

(mm)

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26/30

26


Caso 2:




A42-27 2700 4200 0 2264 2264


h2 L D h1 Fp


50 200 14.2875 135.85625 2430.00


Fp1 = ( h2 + 0. 5 * D ) * Fu / ( 2 * D )

Fp2 = 0.9 * Fy





17 6.52 4.19 0.70 0.59 6.52 10




Criter io por t racción en área neta : e4 = [ R / ( 0.5 * Fu * ( L - Dh ) ) ]

Dh = D + 3.175 (mm)


M adm: 1/1.67*[Fy

2

- 3*(V/(ep*h))

2

]

1/2

*(ep*h

2

/4) = 161250 [kg*cm]M trab: V*(h1 + Dh/2) = 32375 [kg*cm]


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27/30

27





0 2264 32375 200 10 E70XX A42-27 2700 4925 10



100 5 1333.33 10.00 1343.33 56.60 242.81 0.00 249.32 1080




Tabla AWS



s min

(mm)

3

5

6

8



ym = L / 2

xm = b / 2

Ixx = L3 / 6

Iyy = b3 * L / 2

Ipp = Ixx + Iyy

fv = V / [ 2*L ]

ff = Mf * ym / Ixx

ftx = Mt * ym / Ipp

fty = Mt * xm / Ipp

ft = T / [ 2*L ]

Fr = [ fv2

+ (ff + ft)2

]1/2


6.4 < t 12.7

t > 19.0

12.7 < t 19.0

t

t 6.4

(mm)

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28/30

28


Caso 3:




A42-27 2700 4200 1601 1601 2264


h2 L D h1 Fp


50 200 14.2875 135.85625 2430.00


Fp1 = ( h2 + 0. 5 * D ) * Fu / ( 2 * D )

Fp2 = 0.9 * Fy





17 6.52 4.19 0.70 0.59 6.52 10




Criter io por tr acción en área neta : e4 = [ R / ( 0.5 * Fu * ( L - Dh ) ) ]

Dh = D + 3.175 (mm)


M adm: 1/1.67*[Fy2 - 3*(V/(ep*h))2]1/2*(ep*h2/4) = 161463 [kg*cm]

M trab: V*(h1 + Dh/2) = 22894 [kg*cm]


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29/30

29





1601 1601 22894 200 10 E70XX A42-27 2700 4925 10



100 5 1333.33 10.00 1343.33 40.03 171.71 40.03 215.48 1080




Tabla AWS



s min

(mm)

3

5

6

8



ym = L / 2

xm = b / 2

Ixx = L3 / 6

Iyy = b3 * L / 2

Ipp = Ixx + Iyy

fv = V / [ 2*L ]

ff = Mf * ym / Ixx

ftx = Mt * ym / Ipp

fty = Mt * xm / Ipp

ft = T / [ 2*L ]

Fr = [ fv2

+ (ff + ft)2

]1/2


6.4 < t 12.7

t > 19.0

12.7 < t 19.0

t

t 6.4

(mm)

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30


10.0 CONCLUSIONES

• La flecha máxima a considerar para efectos de montaje y operación es de 367

(mm).• Todos los soportes mostrados en el presente documento están dispuestos para

resistir una carga máxima de 22.2 kN en sus apoyos. Considerando el ángulo deinclinación propuesto para los tensores estos tensores son capaces de sosteneruna carga vertical hacia abajo en el centro de los tramos entre apoyos de 150(kg) máximo.

• Los espesores de plancha y perfiles propuestos, resisten los requisitos deresistencia impuestos.

• Se deben considerar las dimensiones mínimas expuestas en Apartado 9.4.1 paraorejas de izaje, de manera de cumplir con los requisitos impuestos por Capítulo D

del código AISC.• Para soportes del tipo 3, se recomienda considerar elementos para el perfil

propuesto L65x65x5, que tengan longitudes menores o iguales a 2900 (mm) demanera de respetar las recomendaciones propuestas por AISC 2010 paraelementos sometidos a compresión.

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