UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESTRUCTURAS DE ACERO TRABAJO ENCARGADO NO 1
Mg o Ing. Carmen Chilón Muñoz
DIMENSIONAMIENTO DE TIJERALES A DOS AGUAS
Se desea dimensionar un tijeral de dos aguas que será construido en la Urbanización Miraflores de castilla Piura, para ser usado como cubierta del templo pentecostal de las hermanas de la Caridad, requiriéndose por arquitectura que el nivel de la brida inferior se encuentre a 8m del nivel del falso piso.
El templo será construido sobre un terreno de 30m de frente por 120m de fondo, debiéndose investigar los retiros municipales para ese tipo de edificación. Los dueños desean que el templo tenga una entrada frontal de 7m de largo por 3m de alto de dos entradas laterales ubicadas en forma simétrica de 4m de largo y 3 de alto.
Se pide: 1.- Dimensionar loa geometría extrema de la armadura que se muestra. 2.-
La distribución de armaduras, ubicación de ejes de
viguetas dobles, simples y
armaduras, así como arriostres. 3.- Determinar la geometría interna de la armadura considerando el uso de planchas de ETERNIT. 4.- Identificar la junta sísmica con respecto de edificaciones vecinas existentes (edificios de concreto armado) asumiendo que las armaduras se encontraran apoyadas sobre columnas de 50 cm x 50 cm con muros de albañilería de 3.5m de altura.
Retiros : l : 3m f : 5m
Dimensionamiento de armadura externa:
METRADO DE CARGAS :
Carga muerta
:
WD = P:P:A + P.E WD = (15 + 15) Kg/m2 WD = 30 Kg/m2
Carga viva
:
Wl = 25 Kg/m2 = s/c (para la limpieza y mantenimiento)
Carga de viento: Calculo de diseño Vh = Vz (h/10)0.22 ≥ 75 Km/h Vz = velocidad de la zona, Piura = 40km/h h = Altura = 8 Vh = 40(8/10) 0.22 ≥ 75 Km/h Vh = 38.08
≥ 75 Km/h
P = 0.005 C Vh 2 , con inclinaciรณn de 15 o Barcovento C
+ 0.3 -0.7
Socabento -0.6
Barcovento C = + 0.3 P = 0.005 C Vh 2 P = 0.005 (0.3) (75) 2 P = 8.45 Kg/m2
C = - 0.7 P = 0.005 C Vh 2 P = 0.005 (-0.7) (75) 2 P = -19.70 Kg/m2 Socabento C = - 0.6 P = 0.005 C Vh 2 P = 0.005 (-0.6) (75) 2 P = -16.90 Kg/m2
Hallando el valor de P1: P1 = W cos Ɵ P1 = -19.7 cos 15 P1 = -19 Kg/m2
Hallando el valor de P2: P2 = W cos Ɵ P2 = -16.9 cos 15 P2 = -16.32 Kg/m2 , SOCABENTO: P1 > P2 P1 = -19 Kg/m2
Calculando CARGA DE DISEÑO : Wd = 1.4 CM = 42 Kg/m2
Wd = 1.2CM +1.6 CV+0.5W Wd = 85.5 Kg/m2
COMO LA LONG TRIBUTARIA ES DE 5M
Wd = (85.5 x 5) Kg/m2 x m Wd = 430 Kg/ m
CARGAS POR LA ARMADURA exterior Brida
Brida
Diagonal
Kg 5953.8
2
6495.1
5953.8
WL 4 senƟ 2
❑
6392.4
5953.5
WL❑ 4
5160
2580
2
WL 8h
Bi
3 WL 22 h
D
M
Kg 4465.4
2
WL❑ 2 sen Ɵ1 Montante
Interior
WL 8h
3 WL 32 h
inferior
Exterior
2
Bs
superior
interior
WL❑ 2
Elección de fuerzas por elementos: por ser un solo elemento brida superior
:
5953.8 kg ≈ 6000 kg
por ser un solo elemento brida superior
: 5953.8 kg ≈ 6000 kg
por uniformidad diagonal
: 6392.4 Kg ≈ 6400 Kg
DISEÑO DE ELEMENTOS DE LA ARMADURA: Ps = 6000 kg Longitud efectiva: K = 1 , L = 5.2 – 2 = 3.2 m Asuminedo un perfil soldados del tipo : (50 x 50 x 7)
2” x 2” x 1 /4 “
As = 6.56 cm2 rx = 1.547 cm , ry = 3.697 cm rx < ry , asi la esbeltez es la maxima
A tracción = ɸt Nt = ɸt Fu At ≥ Pu 0.75 x 2530 x 6.56 ≥ 6000 Kg
Esbeltez :
12447.6 ≥ 6000 Kg
ƛ=
=
KL rx
=
320 1.547
≤ 300
206 ≤ 300
Deformacion compatible:
Δ=
6000 x 12 2.1 x 6.56 x 10 6
= 0.0052 m
Δ = 5 mm Brida inferior
FLEXION P = 6500 kg
Asuminedo un perfil soldados del tipo : (50 x 50 x 7) mm
2” x 2” x 1 /4 “
As = 6.56 cm2 rx = 1.547 cm , ry = 3.697 cm rx < ry , asi la esbeltez es la máxima.
Capacidad resistente: A tracción = ɸt Nt
= ɸt Fu At ≥ Pu 0.75 x 2530 x 6.56 ≥ 6500 Kg 12447.6 ≥ 6000 Kg mm
2” x 2” x 1 /4 “
Esbeltez : ƛ=
=
KL rx
320 1.547
= ≤ 300
206 ≤ 300
Deformacion compatible:
Δ=
6000 x 12 2.1 x 6.56 x 10 6
= 0.0052 m
Δ = 5 mm
DIAGONAL
a
TRACCION L = 6.56
Capacidad resistente: A tracción = ɸt Ft
, P = 6400 kg
= ɸt Fu Au ≥ Pu 0.75 x 2530 x Au ≥ Pu Au ≥ 3.37 cm2
,
Por TABLA
Usaremos: 1 1 /4 “ - 1 ¼ “ – 1/8 “ A = 3.89 cm2 > 3.370
MONTANTE
Pm = 5200 Kg Le , K = 1 L = 5.2
a
COMPRENSION
Capacidad portante : A tracción = ɸt Ft = ɸt Fu Au ≥ Pu 0.75 x 2530 x Au ≥ 5200 Au ≥ 2.4 cm2
TABLA ,
Usaremos: 1 1 /4 “ - 1 ¼ “ – 1/8 “ Au ≥ 2.4 cm2 A = 6.77 cm 2 > 2.74 Esbeltez : ƛ=
KL rx
=
520 0.56
x
= ≤ 300
928 ≤ 300 , no cumple
Se elige una mayor área:
Usaremos: 2 1 /4 “ - 2 ¼ “ – 1/4 “ A = 15.084 cm2 > 2.74 rx = 1.97 cm , ry = 4.98 cm
Esbeltez :
ƛ=
KL rx
=
520 1.97
= ≤ 300
263.9 ≤ 300 , cumple
Diseño
DISEÑO DE VIGUETA: CM = 12 Kg / m2 CV= 25 Kg / m2 Wu = 37 Kg / m2 Wd = 37 x 1.7 = 68.9 Kg /m
Pd=
WL 2 8h
= 655 Kg
Se usa secciones circulares para las viguetas: ɸt Nt = ɸt Fy Ac ≥ Pb = 0.9 x 4200 x Ac ≥ 655 Ac ≥ 0.173 cm 2 , ɸ 1 / 4 “ A ɸ 1 / 4 “ = 0.33 cm 2 ≥ 0.173 cm 2
El diseño que se plantea será en la parte posterior con la respectiva junta sísmica de 2 “ referente a las casas vecinas, además de una junta de 1 “ en encuentro muro - viga por sismo .