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MEMORIA DE CÁLCULO CALCULO DE FUNDACIONES GALPON MEDIO ARCO

1


MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA GALPON MEDIO ARCO

1. Descripción: El trabajo que se detalla a continuación corresponde a cálculo de la fundación de un galpón en arco auto portante de 20.00mx50.00m por 10.00m de altura. El objeto de este trabajo es determinar las solicitaciones y dimensionar las secciones de la estructura de fundación (pozos, vigas y tensores) Se utilizaron las normas IMPRES-CIRSOC. El proceso de cálculo abarca el planteo de los estados de carga al que estará sometido el arco auto portante, obtención de las solicitaciones y dimensionado estructural de la fundación. Ver Anexo I (morfología de la nave)

2. Antecedentes. Integran la documentación disponible: Planta y vista de la nave Estudio de suelos realizado por iMc ( Ingeniería – Project Management – Consultoría)

3. Materiales:

Tensión admisible (σadm) Pesos específicos (γH) Módulo de Elasticidad (E)

Hormigón H-17

Acero ADN-420

Acero F-24

140 kg./cm²

2.400 kg./cm²

1.840 kg./cm²

2400 Kg/m3

-

-

300.000 kg./cm²

2.100.000 kg./cm²

2.100.000 kg./cm²

4. Modelos de cálculo Se realiza un modelo matemático de elementos finitos, de un arco en el plano x-z para determinar las reacciones de la cúpula sobre las vigas de fundación y los pozos. El arco esta representado por una chapa perfil MIC-120, K-01(KSPAN).

2


Con los resultados de este modelo se cargan las vigas y consecuentemente los pozos, determinando las solicitaciones del los mismos y el dimensionado correspondiente.

Figura Nº1: Perfil chapa tipo

Figura Nº2: Puntos del modelo 5. Estados de Carga La estructura esta sometida a tres estados de carga diferentes: cargas permanentes, sobrecarga de servicio y viento. 5.1. Estado: Cargas Permanentes de la cubierta Se plantea como estado de carga permanente de la estructura a la suma de las siguientes solicitaciones: Peso propio: 12 Kg/m2, (el programa de cálculo tiene en cuenta el peso de la estructura, ingresando las características geométricas de la sección y el material). Peso de instalaciones 10 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.

3


Figura Nº3: Carga de Instalaciones sobre la placa 5.2. Estado: Viento 5.2.1. Esquema de cálculo α

x

a

b y

5.2.2.

Velocidad básica Vo=Cp x β Cp= β= Vo=

1,45 27,5 m/s 39,875 m/s

4


5.2.3.

Presión dinámica básica qo=0.0613 x Vo2 qo=

5.2.4.

97,47 Kg/m2

Presión dinámica de cálculo qz=qo x cz x cd Rugosidad: Cz:

II 0,673 10m de altura

5.2.4.1. Coeficiente de forma γo h= a= b= b/a= λa= h/a= λb= h/b=

10 m 50 m 20 m

altura de la nave largo ancho

0,4 0,2 0,50

γo= γo=

1 para viento normal al lado a (viento en X) 0,85 para viento normal al lado b (viento en Y)

5.2.4.2. Coeficiente de reducción por dimensiones Cd, h/Vo= a/h= b/h= Cda= Cdb=

0,25 5,00 2,00 0,75 0,85

5.2.4.3. Presiones dinámicas de calculo qz qzx=qo*cz*cd=

49,20 Kg/m2

qzy=qo*cz*cd=

55,76 Kg/m2

El viento se distribuye en un ancho de chapa de 30.5cm.

5


Figura Nº4: Carga de Viento sobre la placa 5.3. Estado: Sobrecarga de servicio Sobrecarga: 30 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.

Figura Nº5: Carga de Sobrecarga sobre la placa

6


6. Hipótesis de cálculo Las combinaciones de cálculo cargadas al modelo fueron 4, las mismas se detallan a continuación: PP: (pesos propio de la nave) SOB: (sobrecarga de servicio) V: (viento lateral) H1: PP H2: PP + SOB H3: PP + SOB + V H4: PP + V 7. Reacciones de la estructura

TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase Text Text 1 DEAD 1 VIENTO 1 SOBRECARGA 1 COMB1 1 COMB2 1 COMB3 1 COMB4 61 DEAD 61 VIENTO 61 SOBRECARGA 61 COMB1 61 COMB2 61 COMB3 61 COMB4

F1 Kgf -199,69 -44,14 -58,5 -199,69 -258,19 -302,33 -243,83 199,69 -195,89 58,5 199,69 258,19 62,29 3,8

F2 Kgf -2,218E-12 -5,228E-13 -6,498E-13 -2,218E-12 -2,868E-12 -3,391E-12 -2,741E-12 -2,468E-12 2,523E-12 -7,228E-13 -2,468E-12 -3,19E-12 -6,677E-13 5,513E-14

F3 M1 Kgf Kgf-m 490,6 1,228E-11 -139,23 7,306E-12 143,71 3,596E-12 490,6 1,228E-11 634,31 1,587E-11 495,08 2,318E-11 351,37 1,958E-11 490,6 1,366E-11 -69,9 -2,081E-11 143,71 4E-12 490,6 1,366E-11 634,31 1,766E-11 564,41 -3,158E-12 420,7 -7,158E-12

M2 Kgf-m -340,74 -190,86 -99,81 -340,74 -440,55 -631,41 -531,6 340,74 -502,42 99,81 340,74 440,55 -61,87 -161,68

8. Cálculo de Vigas 8.1. Calculo de las vigas a Flexión Las vigas laterales VFL 1 están solicitadas por fuerzas verticales y horizontales. Fuerzas verticales de la nave: (634.31Kgx3.27chapas/m)=2074Kg/m Peso propio de la viga L: (0.30mx0.40x2400Kg/m3)=288 Kg/m Peso total Vertical adoptada: 2360 Kg/m Fuerzas horizontales de la nave: (302.33Kgx3.27chapas/m)=989Kg/m 7

M3 Kgf-m 3,536E-13 2,093E-13 1,036E-13 3,536E-13 4,572E-13 6,665E-13 5,629E-13 -3,933E-13 5,977E-13 -1,152E-13 -3,933E-13 -5,085E-13 8,917E-14 2,044E-13


Peso total Horizontal adoptada: 990 Kg/m Las vigas laterales VF1 están solicitadas por fuerzas verticales y horizontales. Fuerzas verticales de la nave (peso de cerramiento frontal): (12Kg/m2x10m)=120Kg/m Peso propio de la viga L: (0.30mx0.40x2400Kg/m3)=288 Kg/m Peso total Vertical adoptada: 410 Kg/m Fuerzas horizontales de la nave: (56Kg/m2x10m/2)=280Kg/m Peso total Horizontal adoptada: 280 Kg/m Ver Calculo Anexo II 8.2. Armadura a torsión para VFL Mt b d r AK

207016,393 30 40 2,5 875

σee Aet=

Kgcm cm cm cm cm2

2400 Kg/ cm2 0,049 cm2/cm 4,92 cm2/m

8.3. Calculo del Tensor Se considera un Tensor T1 para absorber la totalidad de la reacción horizontal de la nave que viene de las vigas VFL1 H. Reacción Horizontal =2480 Kg x 2 =4960 Kg adoptamos 5000Kg

σ Se adoptan 6φ12 Estribo φ6c/20cm 9. Cálculo de Pozo Profundidad del pozo 3.00m Diámetro 65cm Diámetro armadura 60cm

8


9.1. Capacidad de Carga del Pozo Máxima reacción Vertical 5900Kg x 2 = 11800Kg Peso propio del pozo = 2400Kg Total Fuerza vertical (Tf vertical) = 12600Kg Tensión de punta del suelo (σsuelo)=25000Kg/m2

σ Diámetro necesario de apoyo 85cm Altura de campana 40cm 9.2. Armadura del Pozo Momento reacción Horizontal = 2480Kg x 3.00m= 7440Kgm se considera que la otra mitad la toma el Tensor T1 βr =135 Kg/cm2 βs= 4200 Kg/cm2 N= 14200 Kg M=7440 Kgm Armadura 3.5cm2 Cuantía µ =0.11% Ab Coeficiente de seguridad=1.00 Eje Neutro X/d= 0.193 Armadura Adoptada 8 φ12

9


ANEXO I

10


ANEXO II VIGAS

12

0,30

0,40

0,30

0,40

VFL1V

VFL1H

VF1V

VF1H

0,30

0,40

0,30

0,40

d [m]

2 140 kg/cm

0,27

0,37

0,27

0,37

h [m]

5,00

5,00

5,00

5,00

L [m]

0,28

0,41

0,99

2,36

q [tn/m]

2 Bs= 4200 kg/cm

Br=

Archivo: Vigas de fundacion

b [m]

4200

Acero ADN=

VIGA

17

NAVE 1/2 ARCO

Hormigón H=

Proyecto:

Pi [tn] Li [m]

Pi [tn] Li [m] i c d i c d i c d i c d

Secc. 0,00 6,43 0,00 0,00 3,66 0,00 0 00 0,00 2,23 0,00 0,00 1,53 0,00

M* inf [tn] -6,48 0,00 -6,48 -1,75 0,00 -1,75 0 00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

M*sup [tn] 3,70 4,50 3,70 3,60 3,60 3,60 3 70 3,70 3,70 3,70 3,60 3,60 3,60

Ainf [cm2]

FLEXION

PLANILLA DE VIGAS

4,53 1,00 4,53 3,60 1,00 3,60 3 70 3,70 1,00 3,70 3,60 1,00 3,60

Asup [cm2] 27,75 27,75 27,75 27,00 27,00 27,00 27 75 27,75 27,75 27,75 27,00 27,00 27,00

As max. [cm2] 9,56 6,20 9,56 4,10 2,60 4,10 1 65 1,65 1,07 1,65 1,16 0,74 1,16

Q* [tn]


2

5,79 3,75 5,79 2,55 1,62 2,55 1 00 1,00 0,65 1,00 0,72 0,46 0,72

[kg/cm ]

τ

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Zona de Corte

CORTE

0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0 40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

η

1 de 10

2,90 2,80 2,90 2,80 2,80 2,80 2 80 2,80 2,80 2,80 2,80 2,80 2,80

Ae [cm2/m]

Fecha: 08/09/2009


ANEXO III PLANOS

14

Estribos 4,2 c/20

Varilla 10

4 Estr. 4,2 c/20

30

4,2

4,2

Placa Suj. 3/16 Galv. Doble Varilla 16 16

16

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