República Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión Barinas
“PROYECTO DE ACERO DISEÑO
DE GALPÓN INDUSTRIAL”.
ALUMNO:
Luis Rodríguez 21.302.679
San Felipe Agosto 2014

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Normas de Diseño:
Para cumplir con el objetivo propuesto, usando normas aceptadas para el cálculo de las
estructuras se usaron las normas:
- COVENIN MINDUR 2003-86 Acciones del viento sobre las construcciones.
- COVENIN MINDUR 2002-88 Criterios y acciones mínimas para el proyecto de
edificaciones.
- COVENIN fononorma 1753:2006 proyecto y construcción de obras de concreto
- ANSI/AISC 360-10 Specification for structural steel builgs.
Materiales:
Las estructuras en general están construidas con acero con las siguientes características:
ASTM A-36
Fy= 2530Kg/cm2
Fu = 4080 Kg/cm2
Planteamiento y análisis del diseño
El diseño y cálculo se realizó siguiendo la metodología L.R.F.D (load and resistence
factor desing for steel), método de los estados límites, que consiste en el diseño de acero por
factores de carga y resistencia mayoradas, proporcionando así una mayor confiabilidad en el
diseño.
Para el diseño de toda la estructura se estimó la carga que va a soportar a lo largo de
la vida útil, para este análisis de cargas se analizaron diferentes situaciones que pueden
cumplirse en las estructura, variando estas según la combinación de las cargas permanentes y
variables.
Las acciones permanentes que actúan sobre el galpón cuya magnitud se considera
invariable en el tiempo son las cargas de debidas al peso propio de los componentes
estructurales y no estructurales, para ellos se usó el peso propio de los materiales y elementos
a emplear.
Para las acciones variables se usaron los valores definidos en las normas para oficinas.

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En el análisis de carga de las correas se tomaron en cuenta las cargas variables, las
cargas de viento y las cargas permanentes del peso propio de las correas y la cubierta de
techo, para la mezzanina, se consideró las cargas de la tabiquería, las columnas, y el piso que
es una losa acero, así como el uso como oficinas.
Para el análisis de cargas de las columnas de la estructura se diseñaron las más
desfavorable, considerando el viento y las ejercidas por las vigas, las columnas van
empotradas en su base a la fundación de concreto y se sueldan a las planchas bases en todo el
contorno. Así mismo la placa base de diseño basándose en la carga trasmitida por la columna
a la misma.
La unión de los diferentes elementos estructurales se realizara con pernos, para unir las
diferentes partes metálicas.
Para este proyecto se decidió trabajar con diferentes perfiles, para las columnas
perfiles HEB, para las correas tubulares, para las vigas IPN, el material de la cubierta de techo
es aluminio industrial de ancho 1,06m con trapecio de 75mm de profundidad.
La metodología aplica consiste en:
- Estimar las cargas de diseño, comenzando con el viento, estimando por normativas las
cargas vivas para una oficina, así como la carga viva sobre techo, en cuanto a las
cargas permanentes se manejaron como cargas gravitacionales por peso propio de los
elementos obtenidos de catalogos.
- Se uso el programa SAP 2000, para simular la estructura y calcular las solicitaciones a
la cual fue sometida la misma, para ello se definieron los diferentes tipos de materiales
a utilizar, se incluyeron combos de fuerzas, se definió geométricamente los 4 galpones
con sus mezzaninas, columnas, vigas y correas, para el techo y la mezanina se
establecieron su equivalentes en cargas (de la cubierta de techo, la losa de entrepiso y
mampostería), se solicito en la estructura; el viento se estableció en direcciones X y Y
como usa carga distribuida en las columnas de las fachadas, así mismo su efecto de
succión en el techo.

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- Se procedió con un predimencionado estimando dimensiones de las correas, vigas,
columnas de la estructura, aquellos elementos que no cumplieron al correr el programa
se aumentaron de tamaño hasta conseguir uno en el cual cumplió con las
especificaciones, los elementos que cumplieron se procedió a optimizarlos
remplazándolos con de menor tamaño para establecer un optimo más económico
siempre y cuando cumpliera con las especificaciones, además que la estructura no
presentase riesgos de fallas.
- Luego con los datos obtenidos de las Solicitaciones en la estructura se procedió a
comprobar el diseño de un pórtico (el más solicitado), incluyendo correas, vigas,
columnas, plancha base, conexión a corte y conexión a momento.
- Con dicha información se comprobó el cumplimiento de los estados límites según el
caso.
- Se realizó un resumen de los materiales a utilizar en la construcción, de este elemento
estructural.
MEMORIA DE CÁLCULO
Combinaciones de carga
Para este proyecto se ha usado las siguientes combinaciones de cargas para estados limites,
las cuales han sigo añadidas, a la estructura mediante el programa SAP 2000.
Dónde:
U: es el estado límite de agotamiento resistente.

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CP: Solicitaciones por cargas permanentes.
CF: solicitación por peso de fluidos.
CT: solicitaciones por cambios de temperatura.
CV: solicitaciones debidas a cargas variables
CE: solicitaciones por empuje de material.
CVt:: solicitaciones debidas a cargas variables en techos o cubiertas.
S: solicitaciones debidas a acciones sísmicas.
S: acciones o solicitaciones debidas al viento.
Para este proyecto no se tomó en cuenta las acciones debidas a sismo ni las debidas a
cambios de temperaturas; las solicitaciones por empuje y por peso de fluidos por las
condiciones propias del proyecto son nulas. Respecto a las solicitaciones por viento se
presentan los respectivos casos a continuación.
Ubicación geográfica: Parroquia el San Javier, sector El peñón, San Felipe, Estado Yaracuy.
Datos usados
Dimensiones Básicas del Galpón
Altura total del galpón: ht= 7,84 m
Altura de pórticos laterales: hc= 6,50 m
Altura a la mitad del techo: h= 7,17 m
Altura de la cumbrera: H= 1,34 m
Luz del pórtico: b= 19,90 m
Longitud del galpón: L= 50,80 m
Inclinación del techo: θ= 7,67

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Consideraciones normativas
Velocidad máxima del viento:
Se consideró la velocidad del viento tomando los datos meteorológicos obtenidos en la
Cercanía del Distribuidor de la carretera Marín el Peñón, Municipio San Felipe Estado
Yaracuy.
Conociéndose que el valor máximo registrado según el Inameh es de 93,2 K/h medios
en un mes, se tomara como velocidad base 100K/h
Referencia: http://www.inameh.gob.ve/mensual/info_climatologica_reporte.php
Vmax=100K/h
Solicitaciones estimadas del viento obtenido según normativa COVENIN MINDUR
2003-86 Acciones del viento sobre las construcciones.

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Acciones Vx
SUPERFICIE Z h Kz Kh Cp q Gh qGhCp q(Gcpi+0,25)
q(Gcpi-
0,25) AE + EI AE + SI
FACHADA
BARLOVENTO
6,5 - 0,428 - 0,8 30 1,573 37,752 7,5 -7,5 45,252 30,252
7,1 - 0,445 - 0,8 30 1,555 37,320 7,5 -7,5 44,820 29,820
SOTAVENTO
-
6,5 - 0,482
-
0,5 30 1,573
-
23,595 7,5 -7,5
-
16,095
-
31,095
-
7,1 - 0,445
-
0,5 30 1,555
-
23,325 7,5 -7,5
-
15,825
-
30,825
LATERAL
-
6,5 - 0,482
-
0,7 30 1,573
-
33,033 7,5 -7,5
-
25,533
-
40,533
-
7,1 - 0,445
-
0,7 30 1,555
-
32,655 7,5 -7,5
-
25,155
-
40,155
TECHO
BARLOVENTO - 7,1 - 0,445
-
0,9
30 1,555
-
41,985
7,5 -7,5
-
34,485
-
49,485
SOTAVENTO - 7,1 - 0,445
-
0,7
30 1,555
-
32,655
7,5 -7,5
-
25,155
-
40,155
Acciones Vy
SUPERFICIE Z h Kz Kh Cp q Gh qGhCp q(Gcpi+0,25)
q(Gcpi-
0,25) AE + EI AE + SI
FACHADA
BARLOVENTO
7,1 - 0,445 - 0,8 30 1,555 37,320 7,5 -7,5 44,820 29,820
SOTAVENTO
-
7,1 - 0,445
-
0,3 30 1,555
-
13,995 7,5 -7,5 -6,495
-
21,495
LATERAL
-
6,5 - 0,482
-
0,7 30 1,573
-
33,033 7,5 -7,5
-
25,533
-
40,533
TECHO
BARLOVENTO - 7,1 - 0,445
-
0,7
30 1,555
-
32,655
7,5 -7,5
-
25,155
-
40,155
SOTAVENTO - 7,1 - 0,445
-
0,7
30 1,555
-
32,655
7,5 -7,5
-
25,155
-
40,155

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Coeficientes de Empujes Y succión

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Acciones del Viento

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DISEÑO DE ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA
*Diseño de la correa
Cargas sobre las correas
Dimensiones del techo de un galpón
*Permanentes
-Debidas a la cubierta metálica:
Se consideró la ubicación más desfavorable, con un área tributaria de 5,525m x 4,98 m
Área
tributaria(m)
peso
propio
(K/m²)
Carga (kg)
2 1,1 2,2
- Debidas al peso propio de las correas
Se consideró una sección rectangular 160x65.
numero de
correas
peso
propio
(K/m)
Carga
(kg/m)
1 14,45 14,45
Acción del viento en el techo
A succión: -40,155 Kg/m2
Área
tributaria(m)
peso
propio
(K/m²)
Carga
(kg/m)
2 40,16 80,32

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*Acciones de carga variable sobre cubiertas y techos
Se tomó por normativa 40 Kg/m2
No se tomó el efecto de la inclinación del techo por tener un inclinación muy pequeña que
afecta muy poco el valor de la carga, para esta estimación se uso una correa central por ser la
más solicitada.
Mayoracion de cargas sobre la correas
U = 1,2 CP +1 CV- 0,8 W (de las combinaciones posibles normativas esta es la más
desfavorable)
W= - 80,32/m
U=-118,85Kg/m
Definiendo modelo matemático
M max=-512 k*m
Vmax= 552,99k
Mu ≤ Mn Ø
Mn=Fy*Z, asumiendo Max = Mu
Z=Mu/Ø*Fy = 512*100/0,9*2530= 22,48 cm3
Del catalogo
Sección rectangular 160x65, Zx= 56,21 cm3
, compacta.
Comprobando estados límites
A flexión por norma sección F, se chequea:
1) Fluencia
Mn=FyxZ
Mn= 2530* 56,21= 142211,30 K.cm= 1422,11 k*m
Mu= 512 ≤1422,11*0.9=1279,90 cumple
2) Pandeo local
No aplica

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*Diseño de la Viga principal
Cargas sobre las Vigas
Numero de correas= 6, espaciadas 2m.
Debido a las correas
n correas)
carga
correa
(K/m)
Carga (kg)
reacción
kg/m
distribuida
kg/m
6 -118,846 -600,1723 -60,01723 -360,10338
Debidos al peso propio, se considero vigas IPN 340
numero de
Vigas(m²)
peso
propio
(K/m)
Carga
(kg/m)
1 68 68
Definiendo modelo matemático
De la viga mas cargada que es la que su estremo llega a la pared divisoria de los galpones.
M max= 20847,30 K- m
Vmax= 6532,81 k

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Mu ≤ Mn Ø
Mn=Fy*Z, asumiendo Max = Mu
Z=Mn/Ø*Fy = 21505,36*100/0,9*2530= 944,46
Del catalogo
Sección IPN 340, Zx= 923 cm3
, compacta.de alma y alas.
Comprobando estados limites
A flexión por norma sección F, se chequea:
1) Fluencia
Mn=FyxZ
Mn= 2530* 923= 2335190 K.cm= 23351,9 k*m
Mu=20847,30 ≤ 23351,9 *0.9=21016,71 cumple
2) pandeo lateral torcionante
Lb: longitud libre de arriostramiento
Lb: Longitud entre correas- (B/2)*2= 200cm- 65cm =135cm
Donde B es ancho del elemento arriostrante
Lp-. Longitud límite de la norma
Lp= 1,76Ry √ (E/Fy)
Donde Ry: radio de giro eje y
E=modulo de elasticidad dela acero
Fy= punto de fluencia del acero
Lp=1,76*2,80√ (2,1*106
/2530)= 141,97cm
Del capítulo F sección F2 caso (a)
Si Lb ≤ Lp no aplica el estudio del pandeo lateral torcionante.
A corte
1) Fuerza cortante
Vu ≤ Vn Ø
Vn=Fy Aw Cv
Cv=1 por ser una sección I
Aw-. Área del alma
Aw= ancho del alma (tw)*altura del alma (h)
Aw= 1,22 cm*34,0cm= 41,48cm2
6532,81 k ≤ 0,6*2530*41,48*1= 62966,64 K Cumple

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Diseño de la Viga amarre
Cargas sobre las Vigas de amarre
Peso de la pared en la fachada sobre la viga
Long pared
peso
propio
(K/m)
Carga
(kg/m)
5,05 1,1 150
Peso propio de la viga de amarre
numero de
Vigas(m²)
peso
propio
(K/m)
Carga
(kg/m)
1 17,9 17,9
Reacción de las vigas de cargas sobre las vigas de amarre, sobre la pared.
R= 950 Kg
Definiendo modelo matemático
M max= - 887 K- m
Vmax= 998 k

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Mu ≤ Mn Ø
Mn=Fy*Z, asumiendo Max = Mu
Z=Mn/Ø*Fy = 887*100/0,9*2530= 38,95
Del catalogo
Sección IPN 160, Zx= 117 cm3
, compacta.de alma y alas.
Comprobando estados limites
A flexión por norma sección F, se chequea:
1) Fluencia
Mn=FyxZ
Mn= 2530* 117= 296010K.cm= 2960,1 k*m
Mu=887 ≤ 2960,1 *0.9=2664,09 cumple
2) pandeo lateral torcionante
Lb: longitud libre de arriostramiento
Lb: Longitud entre correas- (B/2)*2= 505cm- 20 +2cm =465cm
Donde B es ancho del elemento arriostrante
Lp-. Longitud límite de la norma
Lp= 1,76Ry √ (E/Fy)
Donde Ry: radio de giro eje y
E=modulo de elasticidad dela acero
Fy= punto de fluencia del acero
Lp=1,76*1,55√ (2,1*106
/2530)= 78,59 cm
Del capítulo F sección F2 caso (a)
Si Lb > Lp
Comprobar Lr
Lr= 1,95 Rts *(E/0,7 Fy). (√(J/Sxho)+( √(J/(Sxho)^2+ 6,76(Fy/E)^2))
Rts= 1,15 J=5,4cm4
,
Lr=281,469 cm
Caso 3
Mn≤ Mp=Fy*Zx
Mp=2530*117=296010K-cm
Mn= 91171≤ 296010 cumple

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A corte
1) Fuerza cortante
Vu ≤ Vn Ø
Vn=Fy Aw Cv
Cv=1 por ser una sección I
Aw-. Área del alma
Aw= ancho del alma (tw)*altura del alma (h)
Aw= 0,63cm*16cm= 10,08 cm2
998 k ≤ 0,6*2530*10,08*1= 15301,44 K Cumple
*Diseño de las columnas
Cargas sobre las Columnas
La viga columnas más solicitada, ubicada en la fachada lateral, ya que incluye el momento
generado por la fuerza de viento.
Carga axial = 8624,24 k
Momento max sentido x= 13285,35 k-m
Longitud de la columna= 6,5m
Definiendo modelo matemático
Mu ≤ Mn Ø
Mn=Fy*Z, asumiendo Max = Mu
Z=Mn/Ø*Fy = 13285,35*100/0,9*2530= 583,46
Selecciono del catalogo perfil HEB, Z=570, que está trabajando en el rango de 90% de su
capacidad, compacto de ala y alma.
Comprobando estados limites
Chequeando pandeo local por flexion
Definiendo relación de longitud efectiva:
K*L/r = 1*650/5,06= 128,46
Donde: K=1, r=5,06cm
K*L/y <200 Columna corta
Pu ≤ Pn Ø

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Pn= Fcr*Ag
Determinado caso critico
Verifico 4,71√E/Fy= 135,69
Caso (a) K*L/y < 4,71√E/Fy
Fcr=(0,658^(fy/Fe))Fy
Donde Fe= (π^2)*E/ (K*L/r)`2=1255,98 k/cm2
Fcr= 1088,83 k/cm2
Pn=0,9* 1088,83=979,95 k
Pandeo por flexión, caso E3 de la norma.
Pn= Fcr*Ag
Ag es el area gruesa de la sección
Ag=78.1 cm2
Pn= 71,1*979= 69674,45k
Pu=8624,24 < Pn=69674,45 crumple.
Chequeando flexocomprecion
Pu/ Ø Pn= 8624,24/69764,45= 0,123< 0,2 compruebo con la ecuación:
(Pu/ 2Ø Pn)+((Mux/ ØMnx)+( Muy/ ØMny)) ≤ 1
Muy=0
(0,065+0,01) ≤ 1
0,7≤ 1 cumple.

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DISEÑO DE CONEXIONES
*Conexión entre la viga de carga y la columna.
VIGA DE CARGA
COLUMNA
Propiedades de los perfiles
Viga: IPE 330, calidad ASTM – A – 36, Fy=2530 Kg/cm2, Fu= 4080Kg/cm2
Columna: HEB 200, calidad ASTM – A – 36, Fy=2530 Kg/cm2, Fu=4080Kg/cm2
Tipo de conexión: Plancha extrema
Imagen representativa solo la diferencia de la real
la inclinación de la viga de carga que es de 7,83º.
Combinación de tracción y corte en conexión de tipo aplastamiento.

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Valores del Sofware (SAP2000): Vu y Pu.
V=5716.26 Kg, Pu=58.44 Kg/m, Pu=584,4 Kg
nº pernos = 6
Ø pernos = 19 mm (3/4”)

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Resistencia a corte simple para tornillos estándar.
Ø 3/4”= 3638 kg
ØRn=0.75 * 3638 Kg = 2728.5 Kg
ØRn Ru
2728.5 Kg 952.71 Kg OK
La resistencia por aplastamiento.
Ru ØRn (LRFD), Ø= 0.75
Rn= Fnv * Ab
Ab: Área bruta del perno.
Esfuerzo de diseño de sujetadores a tension ultima.
A 325 – N = 6330 Kg/cm2 * 2.87 cm2 =18167.1 Kg
ØRn = 0.75 * 18167.1 Kg = 13625 Kg
Ru= 952.71 Kg 13625 Kg OK
La carga de tensión por tornillo.

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Pu=584,4 Kg
Pu tornillo = 584,4 Kg/6 = 97.4 Kg
Resistencia de diseño a tension Última de los tornillos de alta resistencia
Rn= 13625 kg
ØRn= 0.75 * 13625 Kg = 10218.75 Kg > 97.4 Ok
CONEXION
Resumen de materiales metálicos
Elemento Nombre Ubicación
Correas de techo tubular 160x65 techo
Vigas de carga IPN 340 Techo
Vigas de amarre IPN160 sobre las columnas
Columnas externas HEB 200 Fachadas
Columnas internas HEB 200
división interna de los
galpones
Vigas IPN 160 mezzania
Columnas HEB240 mezzania
Cubierta de techo Industrial techo
Losacero calibre 20 mezzania
Perno 3/4" Conexión Columna y Vigas