INTRODUCCION

La evolución en el sector de la construcción, nos brinda múltiples tipos de infraestructuras

así como distintos métodos de análisis y construcción. Cada avance supone nuevos retos,

entre ellos podemos nombrar uno que toma cada vez más importancia: reducir al máximo

el tiempo de ejecución de las obras y para lograrlo, cada día que pasa, se recurre más a

la utilización de elementos prefabricados o elementos compuestos por acero.

Dentro de las estructuras de acero más utilizadas se encuentran las llamadas: “naves

industriales”. Su uso se va generalizando debido a que es la principal solución a la que

recurren los calculistas a la hora de diseñar.

Por lo general este tipo de estructuras se encuentran en las afueras de la ciudad y son

usadas por el sector industrial, debido a que forman uno de los principales motores de la

economía de un país.

Las actividades industriales comienzan con una idea de negocio, objetivos, planes

estratégicos, financiamiento, etc. Una vez desarrollada el campo técnico de la obra, otro

de los principales puntos a analizar es el aspecto físico de la estructura, donde los

trabajadores pasaran tiempo desarrollando sus actividades.

Debido a ello, el diseño de la nave industrial no debe descuidarse, pues debe ser capaz

de adaptarse a las necesidades del negocio y a las de los trabajadores.

Los diferentes tipos de diseño se deben a que las soluciones constructivas adoptadas

dependen de la experiencia y preferencias del ingeniero con la cual ha diseñado y

calculado dicha obra.

Para aplicar los conocimientos aprendidos en la clase realizaremos este trabajo el cual

consistirá en realizar una nave industrial que pueda servir como depósito de materiales de

construcción localizada en el Distrito de Huayucachi.

OBJETIVOS

Diseñar, calcular y optimizar la estructura metálica de la nave industrial para que

sirva como depósito de materiales de construcción.

Desarrollar una metodología de trabajo para poder realizar futuras estructuras.

Aplicar las normas y reglamentos de la construcción para asegurar una estructura

integra y estable.

Definir las obras necesarias para la construcción de una nave industrial, que sirva

como almacén de materiales de construcción.

Tener un primer contacto con el desarrollo de un diseño de estructura industrial

teniendo un acercamiento a la realidad

Aplicar los conocimientos académicos para resolver un problema rea

MARCO TEORICO

PROYECTO ESTRUCTURAL

El proyecto estructural es un proceso creativo, que permite encontrar la solución óptima

entre las posibles soluciones que brindan respuesta a un determinado problema

estructural

Para el cálculo de una estructura se realizan dos etapas que se complementan entre sí:

Etapa de Análisis Estructural

Etapa de diseño estructural

La estructura y sus elementos deben ser concebidas y calculadas de tal manera que

resistan un margen de seguridad ante la acción de todas las cargas y deformaciones que

se produzcan desde su construcción hasta el periodo de vida útil con el cual fue

concebida.

Diseño Estructural: Etapa en la cual se realiza un análisis de la provisión de áreas

adecuadas de trabajo, dimensiones mínimas, ventilación, iluminación, facilidad de

transporte (corredores, escaleras, ascensores), energía, estética, cuidado ambiental. Este

primer análisis sirve para seleccionar los miembros de la estructura de tal manera que

puedan transmitir las cargas con seguridad hasta el suelo.

Análisis Estructural: Etapa de en la cual se determina y calcula la respuesta de la

estructura ante la solicitación de cargas, analizando esfuerzos internos y deformaciones.

El proceso que se recomienda en el diseño estructural es el siguiente:

Planeamiento: Establecimiento de condiciones funcionales

Diseño Preliminar estructural: Primera fijación de elementos

estructurales( disposición, tamaños, etc.), el cual se analizara con el cliente

Determinación de Carga: Realiza un análisis iterativo.

Selección Preliminar de Miembros Estructurales: Para poder realizar el análisis

estructural

Análisis Estructural

Evaluación: Verificar condiciones de resistencia o condiciones de servicio

siguiendo normas o reglamentos estructurales.

Rediseños: Reestructuración del proyecto.

PORTICO:

Son elementos estructurales formados por columnas, vigas y zapatas. Para su análisis se

requiere tener en cuenta características geométricas, esbeltez, condiciones de apoyo y

acción de cargas.

ARMADURA

Estructura plana de perímetro poligonal, en el cual sus elementos resisten cargas

friccionantes, ya sea en tracción o compresión.

Es un tipo de estructura formada por triángulos formados por elementos rectos. Ejemplos

de armaduras son: puentes, cerchas, torres de transmisión, etc.

TIPO DE ARMADURAS

ARMADURA TIPO PRATT:

Tiene los elementos diagonales en tensión y por lo tanto los elementos verticales

más cortos en compresión, mientras que los elementos verticales más largos en

tensión se usa para cargas verticales de magnitud normal.

ARMADURA HOWE:

Es la inversa de la armadura Pratt. Tiene la ventaja de que para cargas livianas

como la del viento puede revertirse, funciona de forma similar a la primera.

Además resulta que la cuerda en tensión presenta una mayor fuerza que la

producida en la cuerda en compresión en la mitad del claro, su uso común se

presenta en cargas verticales convencionales.

ARMADURA FINK:

Resulta más económica en términos del peso de acero, para luces grandes,

debido a que los miembros del alma de la armadura se dividen en elementos muy

cortos. Pueden existir muchas maneras de arreglar o disponer de los elementos

del alma, lo cual queda a criterio del diseñador.

ARMADURA MANSARD:

Es una variante de la armadura Fink, con la ventaja de reducir el espacio no usado

a nivel de de techos; sin embargo las fuerzas en las cuerdas superior e inferior se

incrementan debido a la poca altura de la cercha o a la pequeña razón entre altura

y claro de la armadura.

ARMADURA WARREN:

Tiene la ventaja de que los elementos en compresión y tensión en el alma de la

armadura tienen igual longitud, resultando en una razón peso-claro muy ventajosa

en términos de costo para luces pequeñas, además de reducir los costos de

fabricación por ser todos los elementos de igual longitud. La armadura Warren se

modifica en el caso de usarlos en luces grandes. La armadura diente de sierra se

usa mucho en edificio con varias luces o claros.

1.3 NAVES INDUSTRIALES

Las naves industriales son edificios funcionales, orientados a la producción de algún bien

de manera que en su interior se da su proceso

Estas estructuras suelen realizarse de manera que su construcción sea económica y

cubra las necesidades básicas.

Las naves industriales actuales se dividen en dos grupos principales: de acero o concreto

armado.

La elección de uno y otro material dependerá de múltiples factores: económico,

características del material, petición del cliente, etc.

:

DATOS DEL PROYECTO

La nave industrial se ubicará en el Distrito de Huayucachi, Provincia de Huancayo en la

Región Junín. Esta nave industrial servirá como depósitos de materiales de construcción.

El terreno donde se ubicara el proyecto tiene un área de 16x60m, las características del

terreno es del tipo arcilloso

DESCRIPCION DE LA NAVE:

Algunas de las dimensiones de la nave vienen predeterminadas por la propiedad como la

anchura y la longitud de elementos, sin embargo otras como la altura de columna, o

pendiente de las bridas serán elegidas tras observar los cálculos realizados.

Area de Deposito: 16m x 60m

Numero de pórticos: 15

Altura de columnas: 5.5m

Capacidad de monorriel: 15 Ton.

Cubierta: Plancha Tipo Calaminon doble

Longitud nominal: 2 m

Espacio Unión: 0.3m

Peso por metro lineal: 4.3 kg/m2

Espesor: 5mm

Cálculos Previos:

Espaciamiento entre pórticos: 3.25 m

Selección de distancias entre celosías: 4 m

Largo útil de la calamina eternit: 1.69 m

Ancho útil del depósito: 14.5 m

Peralte Central de la nave central: 3.23m

NTE:0.90

0.1m 1.7m 1.7m 1.54m

H1 = 3.23 m H2 = 0 m I’= 6.736m #cal = 3 n = 1.54

METRADO DE CARGAS

Carga Vertical

Peso del Canalon: 25 kg/cm2

Peso Propio de la Estructura: 20 kg/cm2

S/C ( Según RNE) : 30kg/cm2

Peso Total: 75 kg/cm

Hallando carga en cada nudo: 75 x 4 = 300 kg/m

Entonces carga puntual en cada nudo:

P = 300 x 1.69 = 507 kg

P aprox. : 510 kg

Carga Debido al Monoriel

Peso Propio del Monoriel: 21 kg/m x 4m = 84kg

Monorriel: 15000 kg

Fuerza Solicitante: 13750kg

Carga concentrada en el monoriel: 13984 kg

CARGA MUERTA

Peso de estructura Metalica

1.69m

4m

Ancho útil: 1024 mm

Peralte: 27 mm

CAPACIDADES DE CARGA (KG/M2) PESOS

espes

or

Condici

ón de

apoyo

Distancia entre apoyos (m)

Kg/

ml

Kg/m

2

1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.2

5

2.5

0

2.7

5

3.0

0

3.2

5

3.7

5

0.35 Simple

Doble

Tres o

más

264.

8

264.

8

332.

0

168.

1

168.

1

211.

1

115.

6

115.

6

145.

4

83.9

83.9

105.

8

63.3

63.3

80.1

49.

2

49.

2

62.

5

37.

6

39.

2

49.

9

27.

3

31.

7

40.

6

33.

5

3.18 3.11

0.40 Simple

Doble

Tres o

más

300.

6

300.

6

376.

9

190.

9

190.

9

239.

7

131.

2

131.

2

165.

1

95.3

95.3

120.

2

72.0

72.0

91.0

56.

0

56.

0

21.

0

44.

5

44.

5

56.

7

31.

1

36.

0

46.

1

38.

1

31.

8

3.61 3.53

0.50 Simple

Doble

Tres o

375.

5

375.

238.

4

238.

163.

9

163.

119.

0

119.

89.8

89.8

113.

69.

9

69.

53.

6

53.

39.

0

45.

28.

8

36.

21.

5

30. 33.

4.40 4.30

más 5

470.

7

4

299.

3

9

206.

2

0

150.

1

7 9

88.

7

6

70.

8

0

37.

6

9

47.

5

7

38.

7

5

0.60 Simple

Doble

Tres o

más

420.

3

420.

3

527.

0

266.

2

266.

2

335.

0

183.

2

183.

2

230.

7

132.

9

132.

9

167.

8

100.

3

100.

3

126.

9

77.

9

77.

9

98.

9

61.

9

61.

9

78.

9

46.

6

90.

0

64.

1

31.

4

41.

0

52.

8

25.

7

34.

0

40.

1

37.

1

31.

5

5.66 5.53

N° tramos = 12 P = 3.67 ton

8.63 m

8.00 m1.33 m

P Estruc. Met. : 40.5kg/m2P Plancha: 4.3kg/m2P de Viguetas: 20kg/m2P de iluminación: 5kg/m2 --------------- 69.8kg/m2Peso x ml: 1116.8kg/m

80.00 m

4.00 m

Pi = P

¿Tramos

16.00 m