informe final proyecto de metalicas

5/22/2018 Informe Final Proyecto de Metalicas

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MEMORIA CALCULO CARTEL PUBLICITARIOGRUPO

N3REVISIN 003

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INGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILES

DISEO DE ESTRUCTURAS DE ACEROS IIUNIVERDIDAD GABRIELA MISTRAL

PROYECTO ESTRUCTURAL

MEMORIA DE CLCULO

LETRERO PUBLICITARIO

UGM-CAL-003

Rev. B

DICIEMBRE2013


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MEMORIA CALCULO CARTEL PUBLICITARIOGRUPO N3 REVISIN 003

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ESTADO DE REVISIONES

DOCUMENTO N UGM-CAL-001

TITULO MEMORIA DE C LCULO ESTRUCTURALLETRERO PUBLICITARIO

REVISION OOCC PROFESOR

REV DESCRIPCIN POR POR POR REVISO APROB APROB

A

REVISININTERNA

YCOMENTARIOS

NOMBRE E.D.V G.P.T L.P.A HGM

FIRMA

FECHA

BREVISIN

ENTREGA 1FORMAL

NOMBRE

FIRMA

FECHA

C

REVISINENTREGA 2

FORMAL

NOMBRE

FIRMA

FECHA

0REVISIN

FINALENTREGAFORMAL

NOMBREFIRMA

FECHA


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PROYECTO LETRERO PUBLICITARIO

CONTENIDO 1. INTRODUCCIN Pag. 4

2. BASES DE DISEO Pag. 43. CRITERIOS DE DISEO Pag. 44. CARGAS DE DISEO Pag. 5

4.1 Peso Propio Pag. 64.2 Cargas de Viento Pag. 74.3 Cargas de sismo Pag. 9

5. CONSTRUCTIBILIDAD Pag. 116. DISEO DE ELEMENTOS Pag. 13

ANEXOS

PREPARADO POR

REVISADO POR

Eduardo Carrasco V. Estudiante Ing. Civil en OOCCGonzalo Pavez T. Estudiante Ing. Civil en OOCCLoreto Prez A. Estudiante Ing. Civil en OOCC

Hctor Gonzlez M. Profesor Ingeniera Civil, OOCC

Por GRUPO 003

DISTRIBUCION Cc .

Archivo.


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1. INTRODUCCIN

El presente estudio tiene como finalidad realizar la verificacin de elementos resistentes quecomponen un cartel publicitario que ser emplazado en la Ciudad de Punta Arenas, capital de

la XII Regin de Magallanes y de la Antrtica Chilena. Debido a la ubicacin geogrfica de laestructura realizaremos un anlisis de Carga de Viento y Sismo.

Este documento adems dar cuenta de los clculos necesarios de los materiales, as comosu dimensionamiento y fundacin para. Se estudiaran adems las consideraciones necesariaspara este tipo de elemento en cuestin.

2. BASES DE DISEO

El cartel est compuesto por un Mstil de 7.616 m de altura, y 3 carteles de 2.4x1.8 m, loscuales se encuentran conectados (soldados) al mstil por los soportes.

El mstil corresponde a un con un dimetro exterior de 300 mm y un dimetro interior de210 mm, el acero utilizado ser ASTM A36.

Las normas que se utilizaran en este estudio son:

- NCh03171-210 Diseo estructural Disposiciones generales de combinaciones decarga

- NCh433- of2010 Diseo ssmico de edificios- NCh2369- of2003 Diseo sismico de estructuras e instalaciones industriales

- NCh423- 2010 Diseo estructural Cargas de viento

3. CRITERIOS DE DISEO

3.1 Suelo: Al no tener informacin de terreno respecto al lugar de instalacin del poste encuestin, se adopto un criterio conservador. De acuerdo al Decreto Supremo 61 que modificala norma chilena de diseo ssmico, se utilizara el suelo tipo D.

3.2. Hormign: El hormign utilizado en este proyecto est designado por el cliente y

corresponde a un H30 su resistencia aproximada est por los 300 kg/cm

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.3.3. Acero de construccin: Clase A63-42H con un fy>=4200 kg/cm2

3.4 Acero estructural: Clase ASTM A36 con un fy>=2550 kg/cm2

3.5 Acero de Pernos:Clase A37-24 con un fy>=2400 kg/cm2


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3.6 Condiciones de viento:De acuerdo a la norma Nch 432, la region donde estara el posteinstalo posee un viento probable de 66 m/s, si bien eso es superior a lo entregado por tabla, elmayor valor provee un factor de seguridad al disenio ya que eventualmente es una condicionque podria suceder. Se utilizara ademas un factor de importancia 1.0 para el calculo de lasfuerzas del viento segn norma.

3.7 Orientacion:El letrero tendria una orientacion optima si se trata de colocarlo paralelo enbarlovento, pero se asumira que la carga maxima de viento probable elegida golpeaperpendicularmente al poste con la maxima area posible de resistencia.

3.8 Cargas de sismo:Se asumiran cargas de sismo de acuerdo a la norma Nch 2369.

3.9 Condiciones de sitio: El lugar en especifico hay existencia de vientos fuertes, lluvias,nevazones, cambios de temperatura ambiente y humedad alta gran parte del anio. Seconsidera en este calculo que la dilatacion termica producto de los cambios de temperaturason despreciables en esta etapa, se asume tambien que la lluvia no incide ningun tipo de

esfuerzo adicional a la estructura, pero se asume que los factores de temperatura y lluviaseran incidentes permanentemente a la mantencion de la estructura en el tiempo.

3.10 Espesores:Se utilizara un factor de desgaste por corrosion de 0.05 mm/anio en todaslas piezas estructurales expuestas, debido a que las condiciones de sitio de lluvia abundante yconsiderando que el tratamiento de pintura falle.

3.11 Mantencion y recambios:Se recomienda planificar una revision y mantencion del poste1 vez cada 12 meses con el fin de establecer medicion de espsores, estado del acero,corrosion posible, estado de la pintura y apriete de pernos. Se recomienda ademas revisar

cada 12 meses y tambien despues de cada temporal significativo el estado de las soldaduras ysoportes de los letreros, para asegurar la integridad de la estructura. En caso de sismo ocondicion no esperada natural recopilada en estos correos, debe hacerse una revisionexaustiva de todos los elementos incluyendo su fundacion.

3.12 Vida Util:Se estima la vida util de esta estrcutura de no mas de 20 anios.


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4. CARGAS DE DISEO

Para las cargas se utilizan las normas NCh03171-210,Nch 432, NCh2369-of2003 y Nch 433-of2010

Para efectos de anlisis las cargas se consideran segn su naturaleza.

- Cargas Permanentes: Peso Propio y Sobrecarga.

- Cargas Eventuales: Sismo, Viento

Estados de Carga:

U1= 1.2DU2= 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr o S o R)

U3a= 1.2D + 1.6(Lr o S o R) + LU3b= 1.2D + 1.6(Lr o S o R) + 0.8WU4= 1.2D + 1.6W + L + 0.5(Lr o S o R)U5= 1.2D + 1.4E + 0.2SU6= 0.9D + 1.6WU7= 0.9D + 1.4E

Los estados de carga que controlan analizaremos son:

U1= 1.2DU4= 1.2D + 1.6W + L + 0.5(Lr o S o R)

U6= 0.9D + 1.6W

U7= 0.9D + 1.4E


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4.1 Peso Propio

El peso propio de la estructura va a estar dado por el siguiente anlisis de la estructura

- Peso letrero y soporte : W=1.5T- Area letrero= 1.8 x 2.4m=4.32m2- Area de H1=5.816x2.4=13.958 m2

Datos del mastil:

- Diametro exterior 300mm=0.3m- Diametro interior 295mm=0.295m- t=5 mm- Densidad=7.85 ton/m3- H=7.616 m

H1


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Finlmente el peso propio de la estructura estar dado por: Peso mstil + peso de los letrerosy soportes

4.2 Carga de viento:

Utilizamos el Diseo de las cargas de viento de paredes independientes y letreros slidos queest dado por:

Distribucin de velocidades evaluadas en la altura HG: factor de efecto de rafaga coeficiente de fuerza neta : area bruta del muro o letreroPara determinar la distribucin de velocidades

:Coeficiente de exposicin. Exposicin Tipo B , Caso 1 :factor topogrfico evaluado en la altura media coeficiente de direccionalidad del viento: Sealeticas Slidas =0.85.I: factor de importancia : Categora I: I=1V: velocidad bsica del viento -> V=66m/s

G =0.85, ya que se considera una estructura rigida segn la clausula N3 area de los carteles+area mastil =16.6 m2


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4.3 Carga de Sismo

Esfuerzo de Corte Basal

Coeficiente Ssmico

Zona Ssmica: Zona 2

: Aceleracin efectiva mxima del suelo = 0,30 gCategora C3

Tipo de Suelo: Tipo D

Tipo deSuelo

S (seg) (seg) N PD 1,20 0,75 0,85 1,80 1,0

R: Factor de modificacin de la respuesta estructural (anlisis esttico):

estructura de pndulo invertido R=3

I: Coeficiente relativo al edificio

kg

kg


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5. Constructibilidad

5.1 Sitio de obra

Se debe hacer una revision del lugar en donde se elija instalar el poste, previo a su instalacionfinal. Esto debido a las interferencias que podrian exisitr hacia los serivicios basicos y/o

secundarios, patrimonios historicos y osamentas que pudiesen existir.

5.2 Clima

Debido a las condiciones regionales es recomendable hacer la instalacion de la fundacion enverano, esto con motivo de evitar lluvias, vientos fuertes y humedad que pudiesen afectar a lacalidad y posterior resistencia del hormigon elegido a usar. En caso de no ser posible hacer lainstalacion y obra con buenas condiciones climaticas, se debera controlar la colocacion delhormigon, monitoreando su humedad y proceso de fraguado. En condiciones climaticas demucha humedad y presencia de lluvia, el hormigon debe ser de un bajo cono y usar

aceleradores de fraguado para entrar en un menor tiempo a la fase de endurecimiento y podercontar con una resistencia aceptable en los primeros 7 dias. Se debera esperar al menoshasta el dia 21 con tal de estar en presencia del 70-80% de la resistencia nominal delhormigon.

5.3 Pruebas de hormigon de fundacion

Se deben hacer al menos 3 pruebas de resistencia posterior a los 21 dias de instalacion delhormigon de fundacion para verificar que la resistencia esperada sea la correcta.

5.4 Instalacion del poste de acero

El poste de acero sera instalado luego de 21 dias de comenzar el proceso de hormigonado. Elposte de acero ira apernado a la placa base que a su vez esta conectada con la zapata defundacion.

5.5 Izaje

El poste debera ser izado con grua en el lugar de la fundacion, posteriormente apernado a laplaca base y asi asegurar su correcta colocacion.

5.6 Apernado

El poste debera ser apernado en su totallidad de acuerdo al disenio sobre la placa base y a suvez cada perno debera ser torqueado y marcado para no entregar sobre tensiones a lospernos y asi asegurar que trabajen de manera correcta. Se debera hacer una marca de coloren la cabeza del perno una vez torqueado.


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5.7 Publicidad

Una vez instalado y asegurado el poste principal en su lugar, se podra proceder a lainstalacion de los marcos sobre el poste que contendran la publicidad. Los marcos deberanser soldados al poste por personal calificado que asegure la calidad de la soldadura.

5.8 Proteccion a intemperie

Una vez instalados los marcos de publicidad, se debera proceder a pintar la estructuracompleta. La pintura debera ser resistente a la intemperie y cumplira la labor de proteger alacero del agua y el oxido posterior. El tratamiento de pintura debera ser revisado cada 12meses para asegurar la integridad del poste en el tiempo.


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6. DISEO DE ELEMENTOS:1. Modelo de Anlisis especifico de los Estados Cargas

Existe un momento estatico de los letreros que corresponde

se calcula desde el centro de masa de cada letrero yentonces su peso por el brazo. Este momento estatico es3.8 T-m.

2. Cargas aplicadas en la fundacin sin mayorar


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3. Estado de carga que controla

U4=1.2D+1.6W

Las cargas mayoradas quedaran:

4. Diseo de la Fundacin

a) Datos generales:


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b) Dimensionamiento:

L=335 cmB=335 cmC1=60 cmC2=60 cmH=150 cmh1=0 cmh2=115 cmRecubrimiento=5 cm

c) Cargas:

Muerta Viento Sismo TOTALCorte 0 3591 288 3591Axial 1782 0 128.07 1782Momento 0 16878 0 16878

d) Cargas en el sello de fundacion

N= 3591 kg

N=Wsuelo + Wfundacion + Carga Axial = 39902 kgM= Momento+corte*H=22264.5 kg .m

e) Suelo en compresion

Utilizando la ley del trapecio


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% de compresin100% >80%

f) Cargas mayoradas de diseo

1.2 D + 1.6 W

Vu= 5746 kgNu= 47882 kgMu= 25623 kg

g) Verificacion al esfuerzo de corte

Suponiento Fe 22 y recubrimiento 5 cm


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d= 109.1 cmXc=28.4 cm

Vu= 8987 kg

= c = 306278 >

h) Verificacin al punzonamiento:

Bc = 1b0 = 676.4 cmds = 30

i) Verificacin a la flexin


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c = 35 cma = 0.72

Armadura mnima

Se usa

En la dimensin menor se supone Mu = 12612 kg.m

Sea As = As mn = 0.002 * L * d = 73.10 cm 2

Luego Mn = 334945 kg.m > 14018 kg.m

Se usa j) Factor de seguridad

i) Volcamiento

ii) Deslizante


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5. Diseo del Mastil

Segn la norma AISC, la seccin que analizaremos corresponde a una seccin circular condimetro exterior de 30 cm y un espesor de 5 mm. El acero utilizado corresponde a un ASTM

A36.

Caracteristicas del Acero

Fy: 2.53 tonf/cm2

E: 2000 tonf/cm2Gs: 790 tonf/cm2

Propiedades de la seccin:

Pandeo Local de la seccin:

La relacin Ancho espesor del perfil es

De la tabla B4.1a tenemos: Razones Ancho-Espesor: Elementos en Compresin, Miembros

Sujetos a Compresin Axial

De la tabla B4.2a: Razones Ancho-Espesor: Elementos en Compresin de miembros enflexin


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El perfil corresponde a un perfil no compacto, en compresin y flexin.

En flexin tenemos, que segn la tabla de acuerdo a la tabla F1.1, nuestra seccincorresponde a un F8,perfiles tubulares circulares, los cuales se encuentran sometidos a dosestados lmites: Fluencia y Pandeo Lateral Torsional.

Para que los elementos caigan dentro de esta categora se debe cumplir que 1. Fluencia

tonf/cm

2. Pandeo lateral torsional(b) Para secciones no compactas

tonf/cm

RESISTENCIAS ADMISIBLES:

Fluencia:

Pandeo lateral torsional:


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6. Diseo Placa base y pernos


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