DISE O ESTRUCTURA METALICA PARA UNA CUBIERTA

TITULO
DISEÑO ESTRUCTURA METALICA PARA UNA CUBIERTA
AUTOR(ES)
e-mail
OMAR ANDREY PINEDA
GUSTAVO ARCINIEGAS
tavo_arci@hotmail.com

CARRERA

Ingeniería Civil

UNIVERSIDAD
Universidad Industrial de
Santander

MATERIA
PROFESOR
Estructuras Metálicas
ING. DALTON MORENO
CIUDAD
PAIS
FECHA ELABORACION
Bucaramanga
Colombia
Segundo semestre de 1997
DESCRIPCION
Memorias de diseño de una cubierta metálicapara una bodega de
acuerdo con las especificaciones dadas por el Código Colombiano de
Construcciones Sismo Resistentes de 1995 y aplicando las normas del
método LRFD (Load Resistant Factor Design).

CODIGO DEL MATERIAL:

civa0190

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INTRODUCCION
La vida profesional en cuanto a diseño y construcción de estructuras metálicas requiere de
cuidado y precisión por parte del ingeniero, con elfin de que el diseño sea lo más
conveniente posible, y que cumpla las especificaciones requeridas. En el siguiente proyecto
diseñamos una cubierta metálica para una bodega, la cual requerirá de la máxima eficiencia
para soportar todas las cargas a que pueda verse sometida.
Diseñaremos a continuación la cubierta, aplicando todos los conocimientos adquiridos en la
asignatura Diseño de estructurasmetálicas, los cuales nos darán la confiabilidad necesaria a
la hora de diseñar esta cubierta.
Se evalúan todas las cargas a que puede verse sometida la cubierta, como son : vivas,
muertas, de viento y sísmicas, con el fin de obtener cargas mayoradas mediante las
combinaciones aprendidas, para con éstas, diseñar todos los elementos correspondientes,
siguiendo las especificaciones dadas por el CódigoColombiano de Construcciones Sismo
Resistentes de 1995 y aplicando las normas del método LRFD (Load Resistant Factor
Design).

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DISEÑO DE LA CUBIERTA
La cubierta consta de 5 cerchas, 10 correas, las cuales están simplemente apoyadas en la
cerchas ; encima de las éstas, se ubican las tejas.

En el plano adjunto se encuentra

información más detallada acerca de dimensiones de lacubierta y sus componentes.
Utilizamos acero estructural ASTM A-36.
Datos de la cubierta :
• Ancho Bodega : 34 m
• Profundo Bodega : 22 m
• Altura de las columnas : 6 m
• Distancia entre cerchas : 5.5 m
• Pendiente de la cubierta : 16%
• Peso cerchas : 5∗34m∗30 Kg/m = 5100 Kg
• Peso correas : 10∗22m∗8 Kg/m = 1760 Kg
Especificación de las tejas :
Tejas tipo C90 de Asbesto - Cemento
Longitud : 9 mLongitud de traslapo : 0.15 m
Peso : 22 Kg/m2
Número de tejas : # tejas = 22/(0.9 - 0.15) = 29.333 tejas por hilera
Utilizamos por cada una de las dos aguas : 29 tejas C-90 ; longitud : 8m
1 teja C-45 ; longitud : 8 m

ESQUEMA
TEJA

90 cm

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ANALISIS CARGA POR CORREA
1. Carga muerta D
Peso propio de una teja : 22 Kg/m2∗3.6m = 79.2 Kg/m
Peso propio de una correa : 8 Kg/m
Carga muerta total= 87.2 Kg/m
2. Carga viva L
Pendiente < 20% entonces : Carga viva = 50 Kg/m2∗3.6 m = 180 Kg/m
3. Cargas de viento W
Velocidad viento : 120 Km/h ya que h<10
Altura estructura : 7.3 m

h

Inclinación : 8.53º
q = 79 Kg/m
Para Barlovento cp = -0.8
Para Sotavento cp = -0.5
Altura sobre el nivel del mar : 900 m, entonces S4 = 0.868
• Carga de viento para Barlovento : W = -0.8∗79∗0.868∗3.6 = -149.49Kg/m
• Carga de viento para Sotavento : W = -0.5∗79∗0.868∗3.6 = -123.43 Kg/m

Esquema en el nodo :

149.49

123.43

BARLOVENTO

SOTAVENTO

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4. Carga de Sismo E
Peso tejas: 2∗[(8∗0.9+9∗0.9)∗29+(8∗0.43+9∗0.43)∗1]∗22 Kg/m2 = 19844.44 Kg
Peso cerchas : 5∗34 m∗30 Kg/m = 5100 Kg
Peso correas : 10∗22 m∗8 Kg/m = 1760 Kg
Peso total : 26704.44 Kg

ESPECTRO DE DISEÑO PARA ξ = 5%

Sa

Sa = Aa I (1+ 0.5T )
Sa = AaI
Sa =
AaI

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. Aa ⋅ S ⋅ I
T 2/ 3
Sa = 0.75

AaI

T1 = [ 0.48S]3/2
T2 = [1.6S]3/2
Tomamos Aa = 0.25 (Bucaramanga)
S = 1.0 (Suelo muy bueno)
I = 1.0 (Edificaciones corriente s)
ξ = 5% (Amortigüación)
T1 = [0.48S]3/2 = 0.3325 s

hn

T2 = [1.6S]3/2 = 2.023 s
T = Cthn¾
hn = 7.525 : altura desde la base hasta el punto medio de la altura de la cubierta
T = 0.4089 s
Sa =

12
. Aa ⋅ S...