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Publicado: 19 de octubre de 2015
ESTRUCTURAS METÁLICAS
Javier Sansó Suárez
Ana Sánchez Gonzálvez
Ingeniería tec. Industrial Mecánica
DESCRIPCIÓN
Vamos a realizar el cálculo de una estructura metálica de 913 m2 de las
siguientes dimensiones: (22 x 41,5) m. Los pórticos tendrán la siguiente distrubución:
Además tendremos una celosía con un 6% de inclinación, con lo cual:
CÁLCULO DE CORREAS
DATOS
El acero usado es unS-275JR que posee un f y =2800 Kg/cm2
El tipo de perfil a utilizar será un perfil laminado de la gama IPE con las siguientes
características técnicas y mecánicas:
-Características técnicas:
-Tipo perfil IPE-120
-Peso propio del perfil 10.4 Kg/m
-Características mecánicas:
ESTADO DE CARGAS
El estado de cargas a considerar en la estructura se realizará teniendo en cuenta el CTE
DB-SE-AE Accionesen la edificación y DB-SE Seguridad estructural.
Las cargas se han considerado de dos tipos; variables y constantes, considerándose
como cargas constantes aquellas que actúan a lo largo del tiempo con valor fijo en posición y
magnitud. En el CTE se recoge los coeficientes de ponderación que se han de aplicar siendo en
este caso el de 1.35 para las acciones constantes y el de 1.5 para lassobrecargas.
a.) Acciones constantes o permanentes (G)
-P.P correa IPE -120 (10.4 Kg/m) .........................10.40 Kg/m
-P.P panel tipo sándwich.................................10.2 Kg/m2 x 2.2m = 22.44 Kg/m
b.) Sobrecargas (Q)
(según AE -88)
-De Uso (montaje) ...................................... 40 Kg/m x 2.2m = 88 Kg/m
Una vez calculadas las cargas totales y transformadas en cargas lineales,calcularemos el coeficiente de ponderación media (CPM) que resulta de hacer el
coeficiente entre las cargas ponderadas y las cargas sin ponderar:
CPM =
G⋅ γ G + Q⋅ γ Q
G+ Q
= (32,84 × 1,35 + 88 × 1,5) ÷ (32,84 + 88) = 1,459
La carga final que consideraremos en el cálculo de las correas la obtendremos
de la siguiente expresión:
q* = ( qcte + quso ) ⋅ CPM = (120,84 ) x1.459 = 176,334( kg / m )
Mp=
Mp =
1,76334 × 575 2
= 50017,526 ( kg
11,656
q × l 2 1,76334 × 600 2
=
= 39675,15 (kg cm)
16
16
cm)
Para comprobar a cortante con rótulas plásticas, hemos de calcular el cortante
más desfavorable para los vanos interiores y exteriores, siendo el más desfavorable, el
cortante que se produce en los nudos 2 y 7.
Vsd = 617 ( kg )
En nuestro caso, obtenemos los siguientes cortantes:
Vz , Ed =Vsd × cos α = 617 × cos 6º = 613,62( kg )
V y , Ed = Vsd × senα = 617 × sen 6º = 64,49( kg )
Calculamos ( V pl . Rd ) para comprobar:
fy
V pl . Rd ⇒ V pl . Rd =
3
γ
× Av
MO
De donde:
1º Cargas paralelas al alma:
Avz = A − 2 ⋅ b ⋅ t f + (t w + 2 ⋅ r ) ⋅ t f
Avz = 13,2 − 2 × 6,4 × 0,63 + (0,44 + 2 × 0,7) × 0,63 = 6,29
V pl . y . Rd =
( fy /
γ
3)
× Avz =
mo
( 2800 / 3 )
× 6,29 =9684,088 ( kg )
1.05
2º Cargas perpendiculares al alma:
Avy = A −
∑
(h w ⋅ t w )
Avy = 13,2 − (9,3 × 0,44) = 9,108
V pl . y . Rd =
(fy /
γ
mo
3)
× Avy =
(2800 / 3 )
× 9,108 = 14022.62334 (kg )
1.05
Una vez obtenido el cortante de cálculo, para nuestro perfil, procedemos a realizar la
comprobación, con el cortante de servicio:
V z , Ed < 0.5 × V plz , Rd
V y , Ed < 0.5 × V ply , Rd
Vz,Ed =Vsd × cosα = 399,80 < 0.5 × Vplz ,Rd = 0.5 × 9684,08
Vy,Ed = Vsd × senα = 42,02 < 0.5 × Vply,Rd = 0.5 × 14022,683
V z , Ed < 0.5 × V plz , Rd
V y , Ed < 0.5 × V ply , Rd
Como se puede observar el perfil cumple a cortante
plástico.
Una vez comprobado a cortante, debemos comprobar los momentos a flexión
esviada, donde se debe cumplir:
M * y , Sd
M * z , Sd
+
≤1
M z , Rd
M y , Rd
VANOS EXTERIORES
Para los vanos exteriores, calculamos el momento de servicio:
M sd = 50017,526(cm ⋅ kg )
M y , sd = M sd ⋅ cos α = 50017,526 × cos 6º = 49743,524(cm ⋅ kg )
M z ,sd = M sd ⋅ senα = 50017,526 × sen6º = 5228,255(cm ⋅ kg )
Seguidamente se muestra el momento de cálculo, para nuestro perfil IPE–120:
M Rd=
W pl ⋅ f y
γ
53(cm 3 ) × 2.800( kg / cm 2 )
= 141333,33(cm...
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