Memoria estructura metalicas

CIDELCO S.A.C
MEMORIA DE CALCULO :
ESTRUCTURA METÁLICA
Elaborado:
Ing. Fernandino López
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INDICE
1.0 GENERAL
1.1 ALCANCE
1.2 CÓDIGOS Y ESTANDARES
1.3 DOCUMENTOS REFERENCIALES
1.4 DATOS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL
2.0 ESQUEMA GENERAL
3.0 CARGAS SOBRE ESTRUCTURA NAVE
3.1 CARGAS MUERTAS
3.2 CARGAS VIVAS
3.3 CARGAS DE VIENTO
3.5 COMBINACIONES DE CARGAS
3.5.1 COMBINACIONES
4.0 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
4.1 TIJERAL TIPICO
4.1.1 CARGA MUERTA
4.1.2 CARGA VIVA DE TECHO
4.1.3 CARGAS DE VIENTO
5.0 DISEÑO
5.1 TIJERAL TIPICO
5.3 PLANTA TECHO

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NAVE INDUSTRIAL
1.0 GENERAL
1.1 ALCANCE
La presente Memoria de Cálculo ha sido elaborada con el propósito de realizar el análisis y
diseño de la nave industial.
1.2 CÓDIGOS Y ESTANDARES
Para el desarrollo de la ingeniería de esta fundación se hará uso de los códigos y
estándares que se especifican:
General:
RNE - Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú
ASTM - American Society for Testing and Materials
Estructuras de acero:
AISC - American Institute for Steel Construction
AISI - American Iron and Steel Institute
AWS - American Welding Society, Structural Welding Code D1.1
1.3 DATOS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL
ACERO ESTRUCTURAL
 Fy= 36 Ksi Elemento Estructurales tipo C y L y perfiles laminados de acero
tipo A36
 Pernos de conexión ASTM A325, diámetro mínimo 3/4", tipo de conexión: N,
fv=21Ksi, ft =44Ksi
 Perno de anclaje ASTM A307, tuercas ASTM A563, estándar americano
hexagonal robusta
SOLDADURA
 Fu= 70 Ksi Electrodo E70XX

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2.0 ESQUEMA GENERAL

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3.0 CARGAS
3.1 CARGAS MUERTAS
Emplearemos el programa SAP2000 V17.0 para el análisis de la estructura, considerando
el peso propio de la estructura, la cual ya se encuentra definida.
Cargas a nivel de techo:
Cargas de instalaciones 10.00 kg/m2
Cargas de cobertura liviana 20.00 kg/m2
Carga Muerta de Techo D = 30.00 kg/m2
CARGA MUERTA DE LOS EQUIPOS
Carga de equipos D1=3040 kg
D2=4250 kg
3.2CARGAS VIVAS
3.2.1CARGA VIVA SOBRE TECHO
(Considerando mantenimiento eventual de la estructura)
Se estima una carga viva sobre techo de:
L = 30.00 kg/m2
3.2.2CARGA VIVA DEL PUENTE GRUA
 Puente Grua L = 5 ton
3.3 CARGAS DE VIENTO
Consideraremos para las direcciones X e Y el mismo coeficiente de carga de viento
De acuerdo al RNE

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Vh = 71.80 km/h
Velocidad del viento en la altura "h" en
Km/h
75 Km/h
(velocidad
mínima)
h = 8.50 m Altura máxima de la edificación
V = 75 km/h
Velocidad de diseño hasta 10.00m de
altura
Presión ejercida por el viento:
P/s= 0.005*C*(Vh)²= 0.005*C*(75)²
P/s= 28.13*C
Donde:
C: Factor de forma adimensional C =Ce – Ci
  22.0
10hVVh 

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Cpe Cpi
C1 0.9 -0.5 1.4 1.4
C2 -0.5 -0.5 0 -0.5
C3 -0.95 -0.5 -0.45 -0.95
C4 -0.7 -0.5 -0.2 -0.7
Viento 1
Viento 2
Condición Viento V1
C1C2
C3 C4

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Fig. 3.3.1 ORIENTACIÓN DE VIENTOS PARA ANÁLISIS
PRESIÓN DEL V1
P1 28.13 1.4 39.382 kg/m2 Presión
P2 28.13 -0.5 -14.065 kg/m2 Succión
P3 28.13 -0.95 -26.7235 kg/m2 Succión
P4 28.13 -0.7 -19.691 kg/m2 Succión
PRESIÓN DEL V2
P1 28.13 -1.5 -42.195 kg/m2 Presión
P2 28.13 -1.8 -50.634 kg/m2 Succión
3.4 EFECTOS DE TEMPERATURA
Información climatológica del la ciudad donde está ubicado el proyecto.
Cpe Cpi
C1 -0.7 -0.8 0.1 -1.5
C2 -1 -0.8 -0.2 -1.8
C2 C2
C
Condición Viento V2
C1 C1

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CLIMATOLOGIA.- El clima puede clasificarse como sub-tropical, semi-húmedo. La
temperatura anual promedio es de 22.5 °C., registrando variantes comprendidas entre
16.5 °C. Y 28.4 °C.
 NOTA: Para el análisis del tijeral se ha considerado una temperatura para cada
perfil de 30ºC.
3.5 COMBINACIÓN DE CARGA
Las combinaciones de carga para el diseño estructural de acero son:
N Tipo D.L. L.L. L.L. W.L. Sx,
Sy
TECHO
1 gravedad 1 1 1 0 0
2 viento 1 1 1 1 0
3 gruas 1 1 1 0.50 0
Nota:
1. Utilizar la carga variable de techo (L.L.r)
2. Se puede multiplicar la combinación de dos o más cargas variables por 0.75 y agregar el
efecto de la carga muerta (D.L.)
Las combinaciones de carga para el análisis de los modelos serán:
COMB1 = DL COMB12 
(DL + LL op -
EQX/1.4)
COMB23  DL + LL op + WY + TEMP
COMB2 = DL + LL op COMB13 
(DL + LL op +
EQY/1.4)
COMB24  DL + LL op - WY + TEMP
COMB3 
(DL + LL op +
WX)
COMB14 
(DL + LL op -
EQY/1.4)
COMB25 
(DL + LL op + EQX/1.4 +
TEMP)
COMB4 
(DL + LL op -
WX)
COMB15  (DL + EQX/1.4 + TEMP) COMB26 
(DL + LL op - EQX/1.4 +
TEMP)
COMB5 
(L + LL op +
WY)
COMB16 
(DL - EQX/1.4 +
TEMP)
COMB27 
(DL + LL op + EQY/1.4 +
TEMP)
COMB6 
(DL + LL op -
WY)
COMB17  (DL + EQY/1.4 + TEMP) COMB28 
(DL + LL op - EQY/1.4 +
TEMP)
COMB7 
(DL + WX +
TEMP)
COMB18 
(DL - EQY/1.4 +
TEMP)
COMB8 
(DL - WX +
TEMP)
COMB19 = DL + TEMP
COMB9 
(DL + WY +
TEMP)
COMB20 
(DL + LL op +
TEMP)
COMB10 
(DL - WY +
TEMP)
COMB21  DL + LL op + WX + TEMP
COMB11  (DL + LL op + EQX/1.4) COMB22  DL + LL op - WX + TEMP

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Donde:
DL : Cargas Muertas y en Operación (Incluye peso propio de las estructuras diseñadas)
LLOp: Cargas Vivas
Wx: Cargas de Viento en la dirección X
Wy: Cargas de Viento en la dirección Y
EQx: Cargas de sismo en la dirección X
EQy: Cargas de sismo en la dirección Y
TEMP: Cargas de Temperatura (No aplica para el análisis)
 0.75
 0.67
4 ANÁLISIS ESTRUCTURAL
4.1 TIJERAL
Se diseñara el tijeral principal de acuerdo a las cargas calculadas en 3, se analizará en un modelo
tridimensional
4.1.1 CARGA MUERTA
Las viguetas están espaciadas cada 3.0m en cada tijeral, y la distancia
entre tijerales es 9.0m, la carga muerto se distribuye en los tijerales.
Carga Muerta (t/m)

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4.1.2 CARGA VIVA DE TECHO
Las viguetas están espaciadas cada 3.0m en cada tijeral, y la distancia
entre tijerales es 9.0m, la carga muerto se distribuye en los tijerales.
Carga Viva (t/m)
4.1.3 CARGAS DE VIENTO
La presión ejercida por el viento en la cobertura.
PRESIÓN DEL V1
P1 28.13 1.4 39.382 kg/m2 Presión
P2 28.13 -0.5 -14.065 kg/m2 Succión
P3 28.13 -0.95 -26.7235 kg/m2 Succión
P4 28.13 -0.7 -19.691 kg/m2 Succión
PRESIÓN DEL V2
P1 28.13 -1.5 -42.195 kg/m2 Presión
P2 28.13 -1.8 -50.634 kg/m2 Succión

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Presión del viento 1
Presión del viento 2

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RESULTADOS DEL ANÁLISIS
CARGA VIVA
Reacciones de la carga viva sobre las columnas
Digramas de momentos, cortantes y fuerzas axiales

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Fuerza axial en la brida inferior del tijeral esfuerzo a tracción de 6.54ton
CARGA MUERTA
Reacciones de la carga muerta sobre las columnas

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Digramas de momentos, cortantes y fuerzas axiales
Fuerza axial en la brida inferior del tijeral esfuerzo a tracción de 7.23ton

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CARGA DE VIENTO V1
Fuerza axial en la brida superior del tijeral, esfuerzo a compresión de 4.68ton
CARGA DE VIENTO V2
Fuerza axial en la brida superior del tijeral, esfuerzo a compresión de 7.56ton

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DEFLEXIONES
CARGA VIVA
Por lo tanto de acuerdo a la tabla la fleche máxima para el caso de la carga viva es:
L=13.00m
δ =
13.00 × 100
180
= 7.22cm
Observación: En resultados obtenidos del SAP2000 se tiene una flecha para la carga viva de 2.8
cm, menor a la máxima flecha calculada anteriormente.

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5.0 DISEÑO
En el modelo se considera que la carga de viento actúa dentro de una envolvente para determinar
la condición más desfavorable de cargas.
5.1 TIJERAL TÍPICO
Para las combinaciones mostradas en 3, se evalúa el pórtico central en el modelo
tridimensional
El siguiente gráfico muestra la relación Esfuerzo actuante / Esfuerzo admisible de los
elementos mostrados.

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Los ratios de la brida superior e inferior del tijeral son mayores a 1.00

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Los ratios de los diagonales y montantes del tijeral son mayores a 1.00
Los ratios de las bridas, diagonales y montantes de las viguetas son menores a 1.00

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Los ratios de las columnas, vigas y arriostres son menores a 1.00
Los ratios de las columnas, vigas y arriostres son menores a 1.00

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DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN.
Se exporta los esfuerzos del SAP 2000 producidos por las cargas (muerta, viva, viento y peso
propio) en la nave industrial, al programa SAFE para diseñar las fundaciones.
Esfuerzos exportados del SAP 2000
Esfuerzos importados al SAFE

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El estudio de suelos concluye que el suelo está conformado por material arena mal graduada
limpia, no presenta napa freática, recomienda para fines de cimentación una capacidad portante
del suelo de 1.09 kg/cm2.
Predimensionamiento de las zapatas
Esfuerzo de presiones en servicio es de 0.90 kg/cm2

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CONCLUSIONES.
 La cobertura de la nave industrial los tijerales principales bridas superiores,
bridas inferiores, diagonales y montantes, no están cumpliendo la relación
Esfuerzo actuante / Esfuerzo admisible.
 Las viguetas de la nave industrial están cumpliendo la relación Esfuerzo
actuante / Esfuerzo admisible.
 Las columnas, vigas, arriostres están cumpliendo la relación Esfuerzo actuante /
Esfuerzo admisible.
 En resultados obtenidos del SAP2000 se tiene una flecha para la carga viva de 2.8
cm, menor a la máxima permitida.
 El diseño de las fundaciones se realizaron para soportar las presiones de 0.90
kg/cm2 cumpliendo con capacidad portante.
RECOMENDACIONES.
 Se recomienda que el tijeral principal sea doble como se muestra en la figura.
Tijeral propuesto
 La nave industrial tiene un área techada aproximada de 1600 m2 el cual se
recomienda plantear una junta sísmica.

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