DISEÑO CORREAS DE TECHO (AISC 360-10)

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HOJA DE CALCULO

CONTENIDO:

DOCUMENTO Nº: PROYECTO: CLIENTE: DISEÑADO POR: REVISADO POR: FECHA:

Diseño a flexión de correas para techo Liviano. ANSI/AISC 360-10

Configuración y materiales Cumbrera

Techo a dos aguas

a.- Geometría general:

Correas IPN 160

Tirantes Luz del pórtico:

L=

Altura de la cumbrera:

3,00 m 16,70 °

Separación entre correas:

h= θ= S=

Separación entre pórticos:

Lj =

7,00 m

Inclinación del techo:

20,00 m

1,60 m

θ = 16,70 ° S = 1600 TIP.

b.- Correa de techo: - Perfil:

IPN 160

Dimensiones y propiedades de la sección: Ix = d= 160 mm 935 cm4 bf = Sx = 74 mm 117 cm3 tf =

9,5 mm

Zx =

tw =

6,3 mm

rx =

Iy = Sy =

136,0 cm3 6,4 cm

Zy = ry =

54,7 cm4 14,8 cm3 24,9 cm3 1,55 cm

J= Cw = A= PP =

6,57 cm4 3097 cm6 22,8 cm2 17,9 Kgf/m

ASTM - A 36

- Tipo de acero: Tensión cedente:

Fy =

Resistencia última:

Fu =

c.- Tirantes:

2530 Kgf/cm2 4080 Kgf/cm2

ASTM - A 36 φ = 1/2 ´´ 8 N= Fur = 4080 Kgf/cm2

Diámetro de los tirantes: Número de correas enlazadas: Resistencia última: Análisis de cargas a.- Cargas uniformes sobre la cubierta: Carga permanente:

CP =

Carga variable de techo:

CVt =

25 Kgf/m2 40 Kgf/m2

W=

-50 Kgf/m2

Viento:

( Succión )

b.- Cargas directas sobre las correas: qA

CASO CP CVt W

kgf/m 25 40 -50

ROOF BEAM DESIGN 1.0

2

q

qX

qY

kgf/m 57,90 64,00 -83,52

kgf/m 16,64 18,39 0,00

kgf/m 55,46 61,30 -83,52 Página 1 de 4

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c.- Cargas mayoradas:

Correas

FACTORES

COMB CP 1,4 1,2 1,2 1,2 0,9

U1 U2 U3 U4 U5

CVt 0 1,6 1,6 0,5 0

W 0,00 0 0,8 1,30 1,6

qUX

qUY

Combinación crítica de cargas:

kgf/m 23,29 49,39 49,39 29,16 14,97

kgf/m 77,64 164,63 97,81 -11,38 -83,72

U2

qUY = 164,6 Kgf/m qUX = 49,39 Kgf/m

Análisis estructural a.- Diagramas de momento flector: 3

2

1

0

4 qUY = 164,6 Kgf/m Flexión respecto al eje X. Mux (kgf-m)

441

441 756

756

945

945

1.008

qUX = 49,39 Kgf/m

-9

-27 -12

5 11 18

21 20

-12 -2

5

7

5

-2

15

-9 5

15

20 21 18

0 11

Flexión respecto al eje Y. Muy (kgf-m)

Tirante b.- Resumen de resultados del análisis:

Sección

0 1 2 3 4 ROOF BEAM DESIGN 1.0

Mux

COMBINACIÓN: U2 Momentos Reacciones en apoyos Muy Rux Ruy

kgf-m 0,00 896,33 1008,37 896,33 0,00

kgf-m 0,00 -26,89 6,72 -26,89 0,00

kgf 69,15 190,15 190,15 69,15

kgf 576,21 576,21 Página 2 de 4

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Diseño a flexión de correas para techo Liviano. ANSI/AISC 360-10

Estado límite de resistencia

Correas φb = 0,90

- Resistencia de diseño a la flexión según el eje mayor:

Mmax = 1008,37 kgf-m

Factor de modificación de momentos para pandeo lateral torsional:

Cb 

2.5M max

MA = 756,27 kgf-m

12.5M max  1,14  3M A  4M B  3M C

MB = 1008,37 kgf-m MC = 756,27 kgf-m

Mp = ZxFy = 3440,80 kgf-m

Cedencia en flexión: Longitud no arriostrada:

(AISC Specification Eq. F2-1)

Lb = 700,00 cm Lp = 78,59 cm

(AISC Specification Eq. F2-5)

Lr = 389,34 cm

(AISC Specification Eq. F2-6)

Lb > Lr

Pandeo lateral torsional elástico

Mnx = 1275,08 kgf-m

Resistencia nominal:

(AISC Specification Eq. F2-3)

φbMnx = 1147,58 kgf-m

Resistencia de diseño:

φb = 0,90

- Resistencia de diseño a la flexión según el eje menor: Resistencia nominal:

Mny = ZyFy ≤ 1.6FySy

Resistencia nominal:

φbMny = 539,19 kgf-m

(AISC Specification Eq. F6-1)

- Ecuación de interacción (Flexión biaxial):

2M uy M ux  1  b M nx  b M ny

(AISC Specification Eq. H1-1b)

Sección

Mux/φbMnx

2Muy/φbMny

I

Condición

1

0,78

0,10

0,88

o.k.

2

0,88

0,02

0,90

o.k.

3

0,78

0,10

0,88

o.k.

ROOF BEAM DESIGN 1.0

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Correas

Estado límite de servicio Momento de inercia en el plano de flexión:

Ix  IX cos 2   I ysen 2 

862,3

cm

4

Flecha por cargas permanentes:

 CP

4 5 q CPL j   384 Es Ix

Flecha por cargas variables:

CVt

1,00 cm

4 5 q CVt L j   384 Es Ix

1,10 cm

Flecha por cargas de viento:

W

4 5 qWL j   384 Es I x

-1,33 cm

CASO

FLECHA (cm)

FLECHA LÍMITE (cm)

CONDICIÓN

CVt

1,10

L/360 =

1,94

o.k.

CVt + CP

2,10

L/240 =

2,92

o.k.

W

1,33

L/240 =

2,92

o.k.

Verificación de los tirantes Reacción sobre los tirantes:

Rt = 190,15 kgf

Resistencia requerida:

Ru = Rt x N = 1521,19 kgf

Área bruta de los tirantes:

Ab = 1,2668 cm2

Resistencia nominal:

Rn = 0.75 x Ab x Fur = 3876,31 kgf

Resistencia de diseño:

ROOF BEAM DESIGN 1.0

φRn = 0,75 x 3876,31 kgf =

φ = 0,75

2907,23 kgf

(AISC Specification Eq. F2-6) >

1521,19 kgf

o.k.

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