diseño techo metalico

DISEÑO DEL TIJERAL

* CONSIDERACIONES:

- La construcción tendrá siete tijerales.- Los espaciamientos entre tijerales es de 6 m .- La luz libre del tijeral es de 25,20 m.- El techo es a dos aguas con pendientes de 25% ( para zona sierra ).

P

P P

P P3,15m

P/2 a b q

R 4,20m 4,20m 4,20m 4,20m 4,20m 4,20m

25.2 m

* METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL :

LUZ = 25.2 mESPACIAMIENTO ENTRE TIJERALES = 6 m 6

Peso Propio: 10 kg/m2cobertura : 15 kg/m2cielo razo : 20 kg/m2iluminación : 5 kg/m2sobrecarga : 15 kg/m2

65 kg/m2

PESO TOTAL : Wt = 9828 kg

CARGA PUNTUAL EN NUDO P = 1638 kg

REACCION EN APOYOS : R = 4914 kg

Angulosa = 14.036b = 26.565q = 36.870

ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TIJERAL :

Cálculo de las fuerzas en las Barras :

1638

1638 D

1638 C

B

819

A E F G

4914

NUDO A T A-B = 16884.118 kg (compresión)

T A-E = 16380.000 kg (tracción)

NUDO B T B-C = 16884.118 kg (compresión)

T B-E = 1638.000 kg (compresión)

NUDO E T C -E = 3662.679 kg (tracción)

T E-F = 13104.000 kg (tracción)

NUDO C T C-D = 13507.294 kg (compresión)

T C -F = 2457.000 kg (compresión)

NUDO F T D-F = 4095.000 kg (tracción)

T F-G = 9828.000 kg (tracción)

NUDO G T D-G = 0.000

DISEÑO DE ELEMENTOS EN TRACCION DEL TIJERAL:

Fy = 36 i f t = 21.6

Limite de Esbeltez = 200

Nota : Se hará el diseño del elemento más crítico,( el de mayor carga ) ;para cada grupo de elemento.

ELEMENTOS HORIZONTALES ( inferiores)barra F (kg) F (kips) area (in2)

T A-E = 16380.000 36.118 1.672T E-F = 13104.000 28.894 1.338T F-G = 9828.000 21.671 1.003

1.672 in^2 L = 4.2

A = 1.780Según Manual Usamos : L 3" x 3" x 5 /16" rx = 0.922

ry = 0.922

*) Chequeo por Esbeltez:

KxLx/rx = 179.343 < 200 ………………OK !

KyLy/ry = 179.343 < 200 ………………OK !

ELEMENTOS DIAGONALESbarra F (kg) F (kips) area (in2)

T C-E = 3662.679 8.076 0.374T D-F = 4095.000 9.029 0.418

0.418 in^2 L = 5.25 m

A = 0.484

A ( mayor) =

A ( mayor) =

Según Manual Usamos : L 2" x 2" x 1/8" rx = 0.626ry = 0.626

*) Chequeo por Esbeltez:KxLx/rx = 330.180 > 200 ………………MAL !

KyLy/ry = 330.180 > 200 ………………MAL !

Para cumplir la esbeltez de 200 usaremos :

r > 1.033 in

Según Manual Usamos : L 3 1/2" x 3 1/2" x 1/4" rx = 1.090ry = 1.090


KxLx/rx = 189.627 < 200 ………………OK !

KyLy/ry = 189.627 < 200 ………………OK !

DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESION DEL TIJERAL:

Limite de Esbeltez = 200

ELEMENTOS INCLINADOS ( superiores)barra F (kg) F (kips)

T A-B = 16884.118 37.229T B-C = 16884.118 37.229T C-D = 13507.294 29.784

37.229 kip L = 4.329 m

Asumimos : Fa = 8 A = 4.654 in^2

A = 4.800Según Manual Usamos : 2L 4" x 4" x 5/16" rx = 1.240

ry = 1.800*) Chequeo por Esbeltez:

KxLx/rx = 137.454 < 200 ………………OK !

KyLy/ry = 94.691 < 200 ………………OK !

Esfuerzo Permisible : f a = 7.756 ksi

F ( mayor) =

Según Manual Tenemos kL/r = 137.454 Fa = 8.7

como: f a < Fa ………………OK !

ELEMENTOS VERTICALES barra F (kg) F (kips)

T B-E = 1638.000 3.612T C-F = 2457.000 5.418

5.418 kip L = 2 m

Asumimos : Fa = 10 A = 0.542 in^2

A = 0.715Según Manual Usamos : L 2" x 2" x 3/16" rx = 0.617

ry = 0.617


KxLx/rx = 133.999 < 200 ………………OK !

KyLy/ry = 133.999 < 200 ………………OK !




DISEÑO DE LAS VIGUETAS

* CONSIDERACIONES:

- La longitud de la vigueta será de seis metros- El ancho tributario de cada vigueta será de 1,69 m..

6,00 m

F ( mayor) =

METRADO DE CARGAS DE LAS VIGUETAS :

LUZ = 6 mESPACIAMIENTO ENTRE VIGUETAS 1.69

Peso Propio 5 kg/m2cobertura 15 kg/m2acabados 10 kg/m2sobrecarga 20 kg/m2

50 kg/m2

Carga Distribuida : w = 84.5 kg/m

CALCULO DEL PERALTE :

h = L/12 h = 0.5 m

para nuestra vigueta asumimos :h = 0.35 m

d = h - 1" d = 0.325 m

0.35 m 0.325 m

CALCULO DE MOMENTO Y FUERZA :

Mo = w L^2 / 8 Mo = 380.25 kg-m

Mcl = Mo Mcl = 380.25 kg-m

F = Mcl / d F = 1170 kgF = 2.580 kip

2.580( Compresión )

0.325

2.580( tracción )

ANALISIS DE FUERZAS EN LAS DIAGONALES :

R = w L / 2 R = 253.5 kgR = 0.559 kip

Fd = l R / d Fd = 0.846 kip

DISEÑO DE LA BRIDA INFERIOR EN TRACCION:

Fy = 36 f t = 0,6 Fy f t = 21.6 ksi

A = P / Ft A = 0.119 in^2

Según Manual Usamos : A = 0.1963 in^2

DISEÑO DE LA DIAGONAL EN TRACCION :

Fy = 36 f t = 0,6 Fy f t = 21.6 ksi

A = P / Ft A = 0.039 in^2

Según Manual Usamos : A = 0.1105 in^2

1 f 1/2"

1 f 3/8"

DISEÑO DE LA DIAGONAL EN COMPRESION :

Fd = 0.846 kip L = 0.492 m

Asumimos : Fa = 10 A = 0.085 in^2

Según Manual Usamos : A = 0.1105r = 0.09375


K L / r = 206.614 > 200 ………………MAL !

Aumentamos de area : A = 0.1963r = 0.125


K L / r = 154.961 < 200 ………………OK !




DISEÑO DE LA BRIDA SUPERIOR EN COMPRESION:Lx = 0.74 m

F max = 2.580 kip Ly = 2 m

Asumimos : Fa = 6 A = 0.430 in^2

A = 0.469Según Manual Usamos : 2L 1" x 1" x 1/8" rx = 0.304

ry = 0.571


KxLx/rx = 95.835 < 200 ………………OK !

KyLy/ry = 137.899 < 200 ………………OK !




1 f 3/8"

1 f 1/2"

( usando dos arriostres c /

DISEÑO DE LAS COLUMNAS

* CONSIDERACIONES:

- La construcción tentrá 16 columnas, estos soportará los pesos de los tigerales, viguetas y los elementos de cobertura ( planchas de eternit ).- La luz entre columnas es de 6 m.- La altura de cada columna es de 8 m.- Se usará columnas cuadradas.

P

8 m

P

METRADO DE CARGAS DE LAS COLUMNAS :

ESPACIAMIENTO ENTRE COLUMNA6

Peso Viguet. 5 kg/m2Peso Tijeral 40 kg/m2sobrecarga 10 kg/m2

55 kg/m2

CARGA PUNTUAL : P = 4158 kgP = 9.168 kip

*DISEÑO DE LA COLUMNA:

P = 9.168 kip L = 4.00 mL = 13.123 pie

K = 1.00

Para : K L= 13.123 pie P = 9.1684

Según Manual Usamos : A = 2.02r = 1.13


K L / r = 139.363 < 200 ………………OK!

DISEÑO DE VIGA COLLARIN :

En el diseño de los tigerales se observa que todo el peso de todo el techo es soportado solo por las columnas , La viga collarin sólo servira de arriostre entre columnas y como detalle arquitectónico y por

4cm 8 espacios de 0,74 m 4cm

eje de columna

ARRIOSTRES DE VIGUETAS :

Se usará arriostre Cruz de SAN ANDRËS a cada 2,00 metros.

arriostres

ARRIOSTRES DE TIJERALES :

1 [] 3" x 3" x 3/16"

lo tanto no soportará ninguna carga, por lo que será diseñado con el aceró de f mínimo, y este srá de ff 3 / 8" , El collarín tiene las siguientes dimensiones :

f 3 / 8"

PLANCHAS DE CONEXIÓN ENTRE COLUMNA Y ZAPATA :

Se usará plancha de 1/4" , de 0,24m x 0,24m

columna

0,24m

1/4"

0,24m 0,24m

ANCLAJE ENTRE COLUMNA Y ZAPATA :

- Cada columna llevará dos anclajes en fortma de U.

0,32m 0,35m

- Se empleará f 5 /8" .

0,17m 0,17m

P/2

R

ksi

Nota : Se hará el diseño del elemento más crítico,( el de mayor carga ) ;para cada grupo de elemento.

in^2inin

in^2

inin

inin

in^2inin

ksi

in^2inin

ksi

kip( Compresión )

kip

în^2in

în^2in

ksi

in^2inin

ksi

usando dos arriostres c / 2 m)

- La construcción tentrá 16 columnas, estos soportará los pesos de los tigerales, viguetas y los

kip

în^2in

En el diseño de los tigerales se observa que todo el peso de todo el techo es soportado solo por las columnas , La viga collarin sólo servira de arriostre entre columnas y como detalle arquitectónico y por

4cm

0,30m

lo tanto no soportará ninguna carga, por lo que será diseñado con el aceró de f mínimo, y este srá de f

DISEÑO DEL TIJERAL

* CONSIDERACIONES:

- La construcción tendrá Cinco tijerales. Del tipo WOREND según - Los espaciamientos entre tijerales serán de 6,0m.- La luz libre de los tijerales son de 10m. - El techo es a un agua con pendientes de 10%

W

q

h =1.0m

a b

R K K K K K K R

L =10m.

1.- * METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL :

LUZ = 10 m.ESPACIAMIENTO ENTRE TIJERALES = 6 m.

Peso Propio de estructuras metálica 15 kg/m2cobertura asbesto cemento (eternit 15 kg/m2cielo razo : 20 kg/m2iluminación y aire acondicionado: 5 kg/m2sobrecarga ó carga de montaje : 15 kg/m2

70 kg/m2 118.3532.35

PESO TOTAL : Wt = 70.0 kg/m2

AREA TRIBUTARIA At = (6+6)/2 =6,0m

Wt* = 6,0*70 = 420 kg/mMcent.= 420*(10*10 =5,25 ton*m.

Angulos Consideramos t. equiláteroa = 60°b = 60°q = 60°

2.- ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TIJERAL :

d =L/10 1,0mCálculo de las fuerzas en las barras

Fuerzas en las bridas d =L/12 0,833mF = Mc/d

se recomienda asumir (d =1.00m,por consideración de pendiente.y según el plano de arquitectura)

LUEGO: F = 5.25 =11,55Kip.

3 DISEÑO DE LA BRIDA SUPERIOR

Longitudes efectivas:lx =1.894 pies

ly =2lx =3.788pies.kg/m

(k) (lx) = 1*1.89= 1.89(k) (ly) = 1*3.8=3.8 (Es el + crítico)

A=0,960 in2CON:F =11,55 kip FY=36 ksi rx=0.626 in

3.8 al manualry=0,965 in

Asumimos: 2 *2 *1/8

Verificando: (k) (lx) /rx=1*1,89*12/0,626 =36,23 <200……

(k) (ly) /ry=1*3,8*12/0,965 =47,25 <200……

con: esbeltez =47,25

Fa =18,53 Ksi Padm. =Fa* A =18,53*0,960 =16,68 Kip.

Padm. >PactuantePactu.=11,55 Kip.

4,- DISEÑO DE LA BRIDA INFERIOR .(TRACCION)

F =Mc/d =11,55KsiFt =0.66*36 =24Ksi

As =F/Ft=11,55/24 =0,48 in2

Del manual: A=0,960 in2

Asumimos: 2 " * 2" * 1/8"

Aadmisible> Aaok!

5.- DISEÑO DE LA DIAGONAL EN(TRACCION)

Fy = 36 f t = 21.6 ksi

Fdiag.=W*L/(2cos30°) =4,62/cos 30° = 5,33 KipAact. =5,33/24 =0,22 in2

Asumimos: 2 * 2" * 1/8" Aadm.=0,960 in2

Al manual

Aadm. > Aact.

6.- DISEÑO DE LA MONTANTE EXTREMA (COMPRESION)

F=4,62 Kip.Lx=h= 1.0m =3.28´ K*lx=3.28

A=0,960 in2Al manual: 2 " * 2 " * 1/8" rx=0.626 in

Verificando.K*(Lx)/rx =3.28*12/0.626 =62.88 < 200……….ok!

De tabla: Fa=17.14 Ksi

Padm.=Fa * Aadm. =16,45 >P.act =4,62 Kip. ok!

7.- DISEÑO DE LA DIAGONAL (COMPRESION)

Fact.=5,33 Kip A =5,33/20 =0,27 in2

Asumiendo Fa= 20Ksi A = 0.484 in^2Según Manual Usamos : L 2 "x2"x1/8" rx= 0.626 in

ry = 0.626 in

*) Chequeo por Esbeltez crítico:

KxLx/rx = 1*3,787*12/0,626 =72,59

Fa =16,12 Ksi

f.act.= 0,889/0,484 =1,84 Ksi.

Fa> fact. ok!

DETALLE FINAL:

P P q

P P =1.0m

a b

R K K K K K K R

L =20m.

DISEÑO DE LAS VIGUETAS

* CONSIDERACIONES:

- La longitud de la vigueta será de 6,0m metros.- El ancho tributario de cada vigueta será de 1,69 m..

6,0 m.

12 espacios típicos a .74m

4 cm,para soldadura

METRADO DE CARGAS DE LAS VIGUETAS :

LUZ = 6 mESPACIAMIENTO ENTRE V1.69 m

Peso Prop vigueta 5 kg/m2cobertura 15 kg/m2acabados 10 kg/m2sobrecarga 20 kg/m2

50 kg/m2

Carga Distribuida : w =50*1.69 =84.5 kg/m

CALCULO DEL PERALTE :

h = L/12 h =6/12 =0.5 cm

para nuestra vigueta asumimos :h = 0.35 m

d = h - 1" d = 0.325 m

0.35 m 0.325 m

CALCULO DE MOMENTO Y FUERZA :

Mo = w L^2 / 8 Mo = 0.38 ton.m

Mcl = Mo Mcl = 0.38 ton.m

F = Mcl / d F = 1 ton.F = 2.200 kip

2.200 kip( Compresión )

0.325

2.200 kip( tracción )

ANALISIS DE FUERZAS EN LAS DIAGONALES :

R = w L / 2 R = 0.25 ton.

R = 0.560 kip

0.1642 0.66057354.9

782.550.7826

Fd = l R / d Fd = 0.850 kip

DISEÑO DE LA BRIDA INFERIOR EN TRACCION:

Fy = 36 f t = 0,6 Fy f t = 21.6 ksi

A = P / Ft A = 0.102 in^2

Según Manual Usamos : 1 f 3/8" A = 0.1105 in^2ó

1 f 1/2" A = 0.1963 in^2

DISEÑO DE LA DIAGONAL EN TRACCION :

Fy = 36 f t=0,6Fy f t = 21.6 ksi

A = P / Ft A = 0.039 in^2

Según Manual Usamos : 1 f 1/4" A = 0.0491 in^2

DISEÑO DE LA DIAGONAL EN COMPRESION :

Fd = 0.850 kip L = 0.492 m=19.37´´

Asumimos : Fa = 10 A = 0.085 in^2

Según Manual Usamos : 1 f 3/8" A = 0.1105 în^2r = 0.09375 in


K L / r = 206.614 > 200 …………NO CUMPLE!

Aumentamos de area : 1 f 1/2" A = 0.1963 în^2 r = f /4 0.125 in


K L / r = 154.961 < 200 …………OK !

Esfuerzo actuante : f a = 4.330 ksi

Según Manual Tenemos : kL/r = 154.961 Fa = 6.22 ksi

como: f a /< Fa ……………NO CUMPLE!

Aumentamos de area : 1 f 5/8" A = 0.3068 în^2 r = f /4 0.156 in


K L / r = 124.167 < 200 …………OK !

Esfuerzo actuante : f a = 2.770 ksi


como: f a < Fa …………… CUMPLE!

DISEÑO DE LA BRIDA SUPERIOR EN COMPRESION:Lx = 0.74 m

F max = 2.200 kip Ly = 2 m( usando dos arriostres c / 2 m)

K( L) =6.56 in

A = 1.130 KipSegún Manual Usamos : 2L 1 1/4"x 1 1/4"x rx = 0.369 in

ry = 0.696 in


KxLx/rx = 106.667 < 200 …………OK !

KyLy/ry = 117.844 < 200 …………OK !



como: f a < Fa ……………OK !

DETALLE FINAL DEL VIGUETA

2L 1 1/4" x 1 1/4" x 1/4"

Cruz de San Andres ( 3/8 ")

1 f 1/4"

1 f 3/8"1 f 1/2"

1 f 5/8"

diseño techo metalico

Documents

el techo es

segn manual

segn manual

este sr de

usando dos

chequeo por

como detalle

kg kip