diseÑo de portico metalico
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DISEÑO DE PORTICO METALICO
Alumno : Ing Oscar Salazar Jaime
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I.- DIMENSIONAMIENTO
1.1 GEOMETRIA
Luz = 33.00 m
Largo = 100.00 m
S portico = 11.11 m
S viguetas = 2.80 m
II.- DISEÑO DE VIGUETA
2.1.- CARGAS SOBRE VIGUETA
CARGA MUERTA (D)
Peso de cobertura = 8.00 Kg/m2
Viguetas = 5.00 Kg/m2
Luminarias = 10.00 Kg/m2
Agua Contra Incendio = 3.00 Kg/m2
26.00 Kg/m2
S = 2.80 m
Wm = 72.80 Kg/m
CARGA VIVA (L)
Carga Viva (RNE) = 30.00 Kg/m2
S = 2.80 m
WL = 84.00 Kg/m
Cargas de Viento (W)
Vw= 75 km/hr
qs 28.13 kg/m2
Techo Barlovento
C 0.3
P 8.4 kg/m2 kg/m2
Separación @ 2.80 m Ww= 23.63 kg/m
W v W h
D 72.80 72.44 7.24
L 84.00 83.58 8.36
W 23.63 23.63
Ang (rad) = 0.099668652 W v= w cos(ang)
W h= w sin(ang)
Combinación w (kg/m)
1 1.4D 101.41
2 1.2D+1.6L 220.66
3 1.2D+1.6W 124.73
4 0.9D+1.6W 102.99
Wu = 220.66 Kg/m
2.2 Análisis y Diseño de Vigueta
vigueta típica de techo
L= 11.11 m
Lb 2.22 m
1,225.76 kg
3,404.56 kg-m
Vu max =
Mu max =
W vWh
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Para sección W 10 X 12 A= 19.10 cm² Sx= 178.62 cm3 rx= 8.18 cm
d = 197.25 mm Sy= 17.37 cm3 ry= 1.99 cm
Zx = 206.48 cm3 bf/(2*tf) = 9.61
E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 24.54 cm
Fy = 2,520.00 Kg/cm2
Ix= 1,281.99 cm4 h / tw = 45.68
Iy= 90.74 cm4 Jc = 2.28 cm4 Cw = 13,668.48 cm6
bf = 10.01 cm tw = 0.4318 cm tf = 0.5207 cm
Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 1.00 m
RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 6.23
rts = 2.497 cm
0.7Fy/E = 0.0008647
Jc/Sxho = 0.000519
E/0.7Fy = 1156.46
FL = 0.7Fy
Longitud máx. Sin soporte Lr = 2.99 m
Arriostrar cada 2.50 m Lb = 2.220 m Lb mayor que Lr sección en zona 3
Longitud para M° plástico Lp = 1.00
COEFICIENTE DE FLEXION
Conservadoramente asumimos valor de Cb = 1.00
MOMENTO NOMINAL
520322.06 Kg-cm
5.20 Ton-m
Mn = 3.95 Ton-m
ᶲ Mn = 3.55 Ton-m
Mu / ᶲ Mn = 0.96 OK
Mp = Fy * Zx =
Mp = Fy * Zx =
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III.- Portico Típico
3.1 Metrado de Cargas
- Cargas Muertas (D) ancho tributario
Peso de vigueta 50 11.11 198.3928571 kg/m
Peso de viga 90.00 kg/m
Luminarias 11.11 111.1 kg/m
Agua contra incendio 11.11 33.33 kg/m
Cobertura 11.11 88.88 kg/m
Total carga muerta 521.70 kg/m
Carga distribuida 521.70 kg/m
- Cargas Vivas (L) 30 kg/m²
Separación @ 11.11 m
Carga distribuida 333 kg/m
- Cargas de viento (W)
Vw= 75 km/hr
qs 28.13 kg/m2
@ 11.11
Techo Barlovento cq 0.3 Ww= 94 kg/m
Techo Sotavento cq -0.6 Ww= -187 kg/m
Pared Barlovento cq 0.8 Ww= 250 kg/m
Pared Sotavento cq -0.6 Ww= -187 kg/m
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- Cargas de Sismo (E)
Peso de la estructura
De metrado anterior = 26.00 kg/m²
Vigas del portico 10.00 kg/m²
Columnas 3.00 kg/m²
Cargas Muertas = 39.00 kg/m²
Cargas vivas (Al 25%) = 7.5 kg/m²
Peso = 17,048 kg
Masa = 1,738 kg-s²/m
Zona Sismica 3
Factor de Zona Z= 0.4
Factor de Suelo S= 1.2
Factor de Uso U = 1.0
Factor de Reducción R 9.5
Tp= 0.6
T= 0.364 s Del analisis con SAP2000
C= 2.50 E-.030
V= ZUSC x P = 0.126 xP
R
V= 2154.0 kg
Cargas aplicadas al Pórticos
w1
w2 w3
V V h2 =
z
w4 w5
h 1 =
x
L = 33.00 m
w1 (kg/m) w2 (Kg/m) w3 (Kg/m) w4 (Kg/m) w5 (Kg/m) V (Kg/m)
Ejes D -521.70
Centrales L -333.30
W -93.74 187.48 249.98 -187.48
E 1077.00
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Modelo Plano
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CARGA MUERTA (Kg)
CARGA VIVA (Kg)
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CARGA VIENTO1 (Kg)
CARGA VIENTO2 (Kg)
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CARGA DE SISMO (Kg)
PERIODO FUNDAMENTAL DE LA ESTRUCTURA T=0.364s
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COMBINACIONES DE CARGA
AXIAL CM
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CORTE CM
DMF CM
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AXIAL CV
CORTE CV
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DMF CV
AXIAL VIENTO1
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CORTE VIENTO1
DMF VIENTO1
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AXIAL VIENTO2
CORTE VIENTO2
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DMF VIENTO2
AXIAL SISMO
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CORTE SISMO
DMF SISMO
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DEFORMACION POR CV: flecha = 0.066 m, Máxima admisible L/180= 0.18 m
DEFORMACION POR SISMO
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DERIVAS E-030
Max
H ∆ ∆/H ∆/H*0.75R Permisible
NIVEL ALTURA ENTREPISO(m) DESPLAZAMIENTO ABSOLUTO (cm) DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm)
2 1.5 0.76 0.002 0.00001 0.0001 0.010
1 10 0.758 0.758 0.00076 0.0054 0.010
R 9.5
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DIAGRAMA DE FUERZAS INTERNAS PARA 1.2D+1.6L
AXIAL
CORTE
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DMF
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DISEÑO DE PORTICO METALICO
IV.- DISEÑO DE VIGA
Mu = 89.83 Ton-m
Para sección W 27 X 102 A= 193.55 cm² Sx= 4,375.35 cm3 rx= 27.94 cm
d = 68.83 cm Sy= 455.56 cm3 ry= 5.46 cm
Zx = 4,998.05 cm3 bf/(2*tf) = 6.03
E = 2,040,000.00 Kg/cm2 ho = 66.80 cm
Fy = 2,520.00 Kg/cm2
Ix= 150,675.78 cm4 h / tw = 52.62
Iy= 5,785.62 cm4 Jc = 219.77 cm4 Cw = 6,444,860.80 cm6
bf = 25.40 cm tw = 1.3081 cm tf = 2.1082 cm
Lp = 1.76 ry (E /Fy) ^0.5 = 2.73 m
RADIO DE GIRO EFECTIVO = (rts)^2 = √(Iy.Cw)/Sx = 44.13
rts = 6.643 cm
0.7Fy/E = 0.0008647
Jc/Sxho = 0.000752
E/0.7Fy = 1156.46
FL = 0.7Fy
Longitud máx. Sin soporte Lr = 8.37 m
Longitud con soporte lateral Lb = 8.250 m Arriostrar en luz central
Longitud para M° plástico Lp = 2.73
COEFICIENTE DE FLEXION
Conservadoramente asumimos valor de Cb = 2.26
MOMENTO NOMINAL
12595097.39 Kg-cm
125.95 Ton-m
Mn = 176.81 Ton-m
ᶲ Mn = 159.13 Ton-m
Mu / ᶲ Mn = 0.56 OK
Mp = Fy * Zx =
Mp = Fy * Zx =
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V.- DISEÑO DE COLUMNA
Pu = 19.21 Ton-m
Mu = 89.83 Ton-m
Para sección W 27 X 102
A = 193.548 cm2
Lc = 10.00 m
Lv = 15.00 m
Ic = 150675.78 cm4
Iv = 150675.78 cm4
r x = 27.94 cm4
E = 2,040,000.00 Kg/cm2
Fy = 2,520.00 Kg/cm2
Zx = 4,998.05 cm4
5.1.- POR CARGA AXIAL
G B = 1.5
K = 1.15 de tabla
4.71 √E/Fy = 134.01
K Lx /rx 41.16 OK
K Lx /rx < 4.71 √E/Fy
ESFUERZO CRITICO DE PANDEO ELASTICO DE EULER
11,884.72 Kg/cm2
λc^2 = Fy /Fe = 0.21
λc = 0.46 < 1.50
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Fcr = 2,305.99 Kg/cm2
φ Pn = 379.37 Ton OK
Pu / φ Pn = 0.050636308
5.2.- POR FLEXION
b/t = 12.05
1.12 (E/Fy)^0.5 = 31.87
b/t < 1.12 (E/Fy)^0.5 OK
12595097.39 Kg-cm
125.95 Ton-m
Mn = 125.95 Ton-m
ᶲ Mn = 113.36 Ton-m
Mu / ᶲ Mn = 0.79 OK
Mp = Fy * Zx =
Mp = Fy * Zx =
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