trabajo acero y madera fundaciones

7/28/2019 Trabajo Acero y Madera Fundaciones

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INTRODUCCION

En la realizacin de este trabajo sobre galpones vamos a investigarsus mtodos y clculos de estructuras las cuales se hacen siguiendo unasnormas y especificaciones para hacer cumplir las mnimas cargas en diseo.

La estructura de galpones est compuesta por elementos metlicosespecialmente diseados para cubrir grandes luces con techos livianosuniendo originales formas arquitectnicas con la ms racional funcionalidad.De estos elementos llamados cercha investigaremos sus tipos, tambintenemos la cargas de viento las cuales se tomaran en cuenta dependiendo

del sitio donde se va a levantar la estructura.

Las cerchas pueden ser construidas con materiales diversos: acero,madera, aluminio, etc. Las uniones pueden ser articuladas o rgidas. En lascelosas de nudos articulados las flexiones despreciables siempre y cuandolas cargas que debe soportar la celosa estn aplicadas en los nudos deunin de las barras.


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CARGAS DE VIENTOS (FORMULAS Y FACTORES)

PRESION DINAMICA

Cuando las estructuras o edificaciones frenan el flujo del viento, la

energa cintica de ste reconvierte en energa potencial de presin, lo que

causa la carga de viento. El efecto del viento sobre una estructura depende

de la densidad y velocidad del aire, del ngulo de incidencia del viento, de la

forma y de la rigidez de la estructura y de la rugosidad de su superficie.

En general ni se especifican normas de diseo para el efecto de

huracanes o tornados, debido a que se considera incosteable el diseo

contra estos efectos; sin embargo, se sabe que el detallado cuidadoso del

refuerzo, y la unin de refuerzos en los sistemas de piso con muros mejora

notablemente su comportamiento.

Para propsitos de diseo, las cargas de viento pueden tratarse

usando un procedimiento esttico o uno dinmico.

Para edificios altos o cuya forma los hace sensibles al viento, se

recomienda usar un procedimiento dinmico para determinar las cargas de

viento. Esto requiere efectuar pruebas en tneles de viento de un modelo a

escala del edificio y sus alrededores que simule el ambiente natural. Los

efectos de la presin del viento sobre el edificio se determinan a partir de

transductores de presin unidos al modelo. Adems, si e modelo tiene

caractersticas de rigidez en escala apropiada a la del edificio, pueden

determinarse entonces las deflexiones dinmicas de ste.

La presin dinmica qz a la altura z, en kgf/m2 ser calculada mediante la

frmula siguiente:


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qz = 0.00485Kz V2

En donde:

Kz= 2.58 (4.50/Zg)2/ para z < 4.50 m

Kz= 2.58 (Z/Zg)2/ para z 4.50 m

= factor de importancia elica. Vase seccin 14.2.

V= velocidad bsica, km/h. Vase seccin 14.4.

Zg y = depende del tipo de exposicin.

Tipo de Exposicin Factor Altura de GradienteA

BCD

3.0

4.57.010.0

460

370270200


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14.2 CLASIFICACION SEGN USO

GRUPO A

Hospitales, puestos de emergencia o centrosde salud en general.Estaciones de bomberos o o polica einstalaciones s militares.Centrales hidroelctricas ytelecomunicaciones.

Estaciones de bombeo y depsitos de agua.Tanques elevados y chimeneas.Redes de distribucin de agua, gas,electricidad, etc.Edificaciones gubernamentales o municipalesde importancia.Instituciones de educacin en general.Depsitos de materias toxicas o explosivos ycentros que utilicen material radioactivos.Edificaciones que contienen objetos de valorexcepcional tales como museos o bibliotecas.

Monumentos templo de valor histrico.Edificaciones o estructuras cuyo uso principalimplique la aglomeracin de ms de 300personas con cierta frecuencia, tales como:

Auditorios, Cines, Teatros, Estudios etc.

1.25 1.15

GRUPO B

Viviendas unifamiliares y bifamiliares engeneral.Edificios destinados a viviendas, oficinas,comercios, y actividades similares.Plantas e instalaciones industriales.

Almacenes y depsitos en general.Tambin abarca toda edificacin cuyocolapso pueda poner en peligro las de estegrupo o la del grupo A.

1.10 1.00

GRUPO CEste grupo comprende las edificaciones noclasificables en los grupos anteriores, nodestinados a uso como habitacin o al uso

1.00 0.90

Zonascosteras

OtrasZonas


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pblico, y cuyo colapso no puede causardaos a las edificaciones de los dos primerosgrupos.

USOSMIXTOS

Las edificaciones que contengan areas de

uso que correspondan a grupos diferentes deacuerdo a la clasificacin anterior, se le subicara en el grupo ms desfavorable.

- -

14.4 SELECCIN DE LA VELOCIDAD BASICA

Velocidad Bsica del viento

LOCALIDAD V km/h LOCALIDAD V km/hANZOATEGUIBarcelona

APURESan FernandoGuadualito

ARAGUAColonia TovarMaracay

BOLIVARCiudad BolvarSta. Elena deUairnTemeremos

CARABOBOMornPuerto Cabello

Dto. CapitalCaracasLa OrchillaMaiqueta

FALCONCoro

85

8785

4272

777480

5658

787693

75

LARABarquisimeto

MERIDAMrida

MONAGASMaturn

NUEVA ESPARTAPorlamar

PORTUGUESAAcariguaGuanare

SUCRECumanGuaria

TACHIRAColnLa gritaSan Antonio

AMAZONASPuerto Ayacucho

ZULIA

99

61

102

66

6067

7983

282383

83


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14.5 CLASIFICACION SEGN EL TIPO DE EXPOSICION

TIPO A

Este tipo corresponde a grandes centros urbanos donde al menosun 50 % de las edificaciones tiene alturas superiores a 20 metros.Corresponden a este tipo aquellas reas en las cuales prevalecenestas caractersticas en la direccin desde donde sopla el viento,por lo menos en una distancia que sea el mayor de los valoresentre 800 metros o 10 veces la altura de la edificacin en estudio.

TIPO B

Este tipo incluye a las areas urbanas y suburbanas, las reasboscosas u otros terrenos con obstrucciones numerosasespaciadas cercanamente, que tengan las dimensiones usualesde viviendas unifamiliares o algo mayores. Clasifican en esteTipo las reas en las cuales se presentan estas caractersticas enla direccin desde donde sopla el viento, por lo menos en unadistancia que sea mayor entre 500 metros y 10 veces la altura dela edificacin en estudio.

TIPO C

Este tipo corresponde a terrenos abiertos son obstruccionesdispersas cuya altura no sobre pasa de 10 metros en general,incluyndose tambin las planicies, los campos abiertos y lassabanas.

TIPO D

Se clasifican en este TIPO las reas planas del litoral que notengan obstrucciones y que estn expuestas con vientossoplando sobre grandes masas de aguas. Comprenden este Tipolas reas con las caractersticas descritas y ubicadas con relacina la costa a una distancia que sea el mayor valor entre 500 m y10 veces la altura de la edificacin en estudio.

GUARICOCarrizal

73 La CabaaMaracaiboMene Grande

10396


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CERCHAS

Definicin

La cercha es uno de los principales tipos de estructuras empleadas en

ingeniera. Proporciona una solucin prctica y econmica a muchas

situaciones de ingeniera, especialmente en el diseo de puentes y edificios.

Una armadura consta de barras rectas unidas mediante juntas o nodos. Los

elementos de una cercha se unen slo en los extremos por medio de

pasadores sin friccin para formar armazn rgida; por lo tanto ningn

elemento contina ms all de un nodo. Cada cercha se disea para quesoporte las cargas que actan en su plano y, en consecuencia, pueden

considerarse como una estructura bidimensional. Todas las cargas deben

aplicarse en las uniones y no en los mismos elementos. Por ello cada cercha

es un elemento sometido a fuerzas axiales directas (traccin o compresin).

Configuracin

Una armadura simple se obtiene de adicionar barras a la armadura

bsica triangular. Debe observarse que una armadura simple no est

necesariamente formada por tringulos. En una armadura simple el nmero

total de barras es b=2n-3, donde n en el nmero total de nodos.

Cuando varias barras se unen entre s por sus extremos para formar una

configuracin en tres dimensiones, la estructura obtenida se llama cercha

espacial. Las condiciones de equilibrio para cada nodo se expresarn por las

tres ecuaciones SFx=0; SFy=0 y SFz=0, para evitar la resolucin de muchasecuaciones simultneas, los nodos debern seleccionarse cuidadosamente

para descartar aquellos que contengan ms de tres fuerzas desconocidas.


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En un sistema estructural conformado por cerchas, se dispone de un

sistema de arriostra miento lateral a fin de contrarrestar el desplazamiento

longitudinal de la edificacin debido a las fuerzas transversales.

Una cercha est formada por los siguientes elementos:

1. Los miembros de arriba cordn superior.

2. Los miembros de abajo cordn inferior.

3. Diagonales.

4. Verticales Montantes o pendolones dependiendo del tipo de esfuerzo.

Resolucin de las cerchas

Mtodo de los nodos

Como toda la cercha est en equilibrio, cada pasador debe estar en

equilibrio. El hecho de que un pasador est en equilibrio puede expresarse

haciendo un diagrama de cuerpo libre y escribiendo dos ecuaciones de

equilibrio.

La distribucin de nodos y barras en una armadura simple es tal que

siempre es posible encontrar un nodo en que slo haya dos fuerzas

desconocidas. Estas fuerzas pueden calcularse siguiendo los mtodos de

equilibrio, y sus valores pueden trasladarse a los nodos adyacentes y

tratarse como cantidades conocidas en dichos nodos. Este procedimiento

puede repetirse hasta que se hallen todas las fuerzas desconocidas. El

diagrama de Maxwell, facilita el anlisis grfico de problemas en armaduras.

Mtodo de las secciones

La porcin de la armadura que se escoge se obtiene trazando una

seccin a travs de tres barras de armadura, una de las cuales es la barra


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deseada; dicho en otra forma, trazando una lnea que divida la armadura en

dos partes completamente separadas pero que no intercepte ms de tres

barras (Beer y Johnston, 1977; Hsieh, 1982).

Tipos de cercha

De acuerdo con la forma de crear la configuracin de una cercha, se

clasifican en simples, compuestas y complejas.

Cercha simple:

Una cercha rgida plana puede formarse simple partiendo de tres barrasunidas por nodos en sus extremos formando una tringulo y luego

extendiendo dos nuevas barras por cada nuevo nodo o unin.

Cercha compuesta:

Si dos o ms cerchas simples se unen para formar un cuerpo rgido, la

cercha as formada se denomina cercha compuesta. Una cercha simple pude

unirse rgidamente a otra en ciertos nodos por medio de tres vnculos no

paralelos ni concurrentes o por medio de un tipo equivalente de unin.

Diseo de cerchas

Una vez resuelta la cercha, se procede a obtener las dimensiones de los

elementos, siguiendo un diseo de traccin y compresin para el material

indicado


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Diseo de cerchas de acero

Diseo por Traccin

Ciertos miembros de la cercha esta sometidos a fuerzas axiales de

traccin (por lo general el cordn inferior) y la seccin transversal puede

tener varias formas, ya que para cualquier material, el nico factor que

determina la resistencia es el rea transversal. El diseo por traccin es la

manera ms eficiente de usar el acero estructural mediante barras.

El diseo consiste en seleccionar un elemento con rea transversal suficiente

para que la carga factorizada Pu no exceda la resistencia de diseo ftFyAreq. En general el diseo es un procedimiento directo y las secciones

formadas por perfiles o perfiles combinados y placas tpicas se indican en la

siguiente figura donde la ms comn es el ngulo doble (Galambos, Lin y

Johnston, 1999; Segui, 2000).

Figura 1. Secciones tpicas de cerchas

A req = P u /fF y

Donde ft=0,90;


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Pu= Carga axial de traccin.

Comprobacin no obligatoria rmin 300/L; las barras y cables no estn

incluidos.

Diseo por Compresin

Si la carga axial P es aplicada lentamente, el miembro se acorta o se

comprime en la direccin de la carga y al alcanzar un valor dado cesa la

deformacin por acortamiento, ocurre entonces una deformacin lateral y el

miembro se vuelve inestable limitando as la capacidad por carga axial y

toma la forma indicada por la lnea punteada de la figura (a). Esta condicinindica que el miembro se ha pandeado y la carga correspondiente a esta

situacin se llama carga crtica de pandeo. Si el miembro es robusto, como

se muestra en la figura (b), se requerir una carga mayor para que el

miembro se vuelva inestable.

Figura 2. Efectos de la esbeltez

Para miembros sumamente robustos, la falla puede ocurrir por cedencia

compresiva en vez de por pandeo. La carga bajo la cual ocurre el pandeo es


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una funcin de la esbeltez y para miembros muy esbeltos, esta carga puede

ser muy pequea. Por ello, la resistencia al pandeo de una columna

disminuye con una longitud creciente.

Si el miembro es muy esbelto el miembro es an elstico justo antes del

pandeo. La carga crtica de pandeo est dada porP cr=2 AE/( L r)2 ; donde

E es el mdulo de elasticidad del material, A es el rea de la seccin

transversal, r es el radio de giro con respecto al eje de pandeo y L es la

longitud del miembro entre puntos de soporte. L/rse denomina coeficiente de

esbeltez y usada como un parmetro para determinar la resistencia de la

columna. El pandeo del elemento de compresin es segn la relacin deesbeltez ms grande, de los dos ejes de la seccin L/rx y L/ry (Galambos,

Lin, y Johnston, 1999; Segui, 2000)

Parmetro de esbeltez c =L/r Fy/E ; L /rmin 200

c < 1,5 Fcr = 0,658c Fy

c > 1,5 Fcr = 0,877c Fy / c

2

Formula de interaccin Pu / cPn 1

Donde Pu Carga axial de compresin,

c=0,85 y P n = F cr A

Para perfiles que no se encuentren en las tablas de cargas para

columnas debe usarse un procedimiento de tanteos. El procedimiento


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general es suponer un perfil y luego calcular su resistencia de diseo Un

enfoque sistemtico para hacer la seleccin de tanteo es como sigue:

1. Seleccione un perfil de tanteo.2. Calcule Fcry cPn para el perfil de tanteo.

3. Revselo con la formula de interaccin, si la resistencia de diseo es muy

cercana al valor requerido puede ensayarse el siguiente tamao tabulado. De

otra manera, repita todo el procedimiento. (Segui, 2000)

Ejemplo:

2327 7566

Pre dimensionar la cercha de la figura, donde todas las cargas estn

mayoradas

4 paneles de 4,5 m = L=18 m

H=3,6 m

Esquema de la Cercha.

Dicho mtodo comienza con la definicin de las reacciones, hacindosesumatoria de momentos en el rodillo y luego una sumatoria de fuerzas

verticales.

2

6 7 8

13 4

5


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Mrodillo = 0 18 1163 18 R * 2327 *13,5 7566 * 9 = 0 R =

6691,25kg

Fy= 0 6691,25 1163 227 7566 + R= 0 R= 4364,75kg

Posteriormente, se realiza una sumatoria de fuerzas en los eje xe yen

cada nodo de la cercha. Dado que por equilibrio esta sumatoria es igual a

cero, ello ayuda a conocer las fuerzas en las barras desconocidas

(incgnitas). Resalta que la direccin que lleva una fuerza es la misma

direccin de la barra, por consiguiente, se conoce la relacin que existe entre

las componentes de la fuerza en el eje x o y. En relacin al criterio para

realizar la secuencia de clculos de los nodos esta depender del que tengamenor cantidad de barras desconocidas. Siguiendo dicha premisa se realiz

la secuencia, tal como se muestra a continuacin:

Nodo 1

Se comenz por el nodo 1 porque estaba sometido al menor nmero de

fuerzas desconocidas, es decir slo dos fuerzas que correspondan a las

fuerzas en la barra 1-6 y la barra 1-2:

Fy= 0

6691,25 -1163 - F= 0 Fy= 5528,28 kg

Fx/ Fy= 1 /0,8 Fx = Fy/ 0,80 Fx= 6910,31 kg

Fx =0

F12-6910,31=0 F12=6910,31 kg

Fx

Fy


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F26

NODO 2

F23-6910, 31 = 0 F23=6910,31 kg 6910,31kg

F23

2327 kg

NODO 6F67= 10911, 88 kg

NODO 7

F37=0

NODO 3

F34= 5455, 93 kg

NODO 4

F48= 0

NODO 5

Fx= 0

Comprobacin Nodo 8 Fy= 0 4364,75- 4364,75= 00=0

Fx=0 10911,88- 5455,93x2=0 0=0


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GALPONES

Generalmente es de diseo sencillo, aunque las dimensiones puedendificultar el clculo de la estructura del techo, prefirindose que no tengaapoyos intermedios para facilitar la circulacin, y el clculo de la estabilidadde los muros perimetrales, que suelen recibir el empuje de los materialesdepositados dentro.

Los galpones son construcciones relativamente grandes, las cualespuede ser utilizada en diferentes situaciones, las cuales abarcan desdecuidado y orden de herramientas, criadero de animales hasta trabajos dergimen industrial.

Entre los tipos de galpones encontramos diferentes tipos deconstrucciones, las cuales dependern exclusivamente del uso osolicitaciones al cual ser sometido. Entre ellos se encuentran galpones dehormign, madera, tubest y reticulado. Cada uno de estos puede o no llevaraccesorios adjuntos a la estructura con el fin de dar una mejor esttica ydurabilidad a la obra.

A pesar de que los galpones son de construccin y diseo sencillo,estn diseados para soportar todo tipo de sobrecargas como cualquierconstruccin pesada, con esto nos referimos a sismos, fuertes carga de

vientos y nieve.

Para la construccin de un galpn se deben seguir varios pasos,primero se deber realizar la cimentacin, luego ver el tipo de material que seutilizar para la estructura, la cubierta y las paredes de ste, tomando enconsideracin la utilidad que se le dar, y finalmente se evalan aquellosrequerimientos para el mejor equipamiento del galpn, uno de loscomplementos que puede resultar ms importante es el de las instalacioneselctricas y de algn material o sistema que permita la impermeabilidad y elaislamiento trmico con el fin de hacer que interior de la construccin sea lo

ms grato y cmodo posible.

Galpn

Construccin destinada al depsito de mercaderas o maquinarias.Generalmente son construcciones grandes y rurales con una sola puerta.


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Son de diseo sencillo, prefirindose que no tenga apoyos intermedios parafacilitar la circulacin.

Nave industrial

Se conoce con el nombre de Nave Industrial a un lugar conformadopor una estructura metlica donde se instala generalmente algn tipo defbrica. Tambin se los denomina como edificios industriales.

Tipos de galpones

Consideramos cuatro tipos de galpones:

Hormign

Madera

Tubest

Reticulado

Dimensiones

Las dimensiones del galpn surgen como respuesta a las necesidadesde espacio/volumen de la nave; sta quedar completamente definida en

funcin de las siguientes magnitudes:

a) Ancho o Luz (L): Amplitud necesaria, capaz de cubrir el anchomximo presupuestado en el diseo.

b) Altura til (H): Tambin llamada altura de columna, equivale a laaltura disponible para la instalacin de equipos, accesorios al galpn o laaltura necesaria para el paso de vehculos, si fuera necesario.

c) Pendiente (a): Angulo de la vertiente con respecto a la horizontalque pasa por los extremos de las columnas. Deber representar la

inclinacin necesaria que impida el efecto pleno del viento sobre lasvertientes, evacue convenientemente las aguas lluvias y deslice la nieveacumulada en el techo.

d) Longitud (Z): Extensin, capaz de cubrir la longitud mximapresupuestada en el diseo.


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e) Separacin entre Marcos (S): La experiencia en el clculo degalpones de acero, recomienda una separacin entre marcos que vare entrecuatro y seis metros.

SolicitacionesEn el diseo del mtodo se distinguen dos clases de esfuerzos, en

funcin de las caractersticas y naturaleza de la nave:

Acciones directas

Se definen como aquellas solicitaciones sobre las cuales un usuariopodr tener control absoluto de ellas, cuantificando su magnitud o ignorandocompletamente su efecto en funcin de las condiciones geogrficas, forma,posicin o instalacin.

Entre este tipo de cargas es posible de distinguir:

Accin del viento.

Nieve sobre la estructura.

Variacin de la Temperatura.

Acciones indirectas

Se definen como aquellas solicitaciones sobre las cuales el usuario no

tiene un control de ellas, sino responden a magnitudes debidamenteacotadas segn las normas estructurales de diseo, y no a condiciones delentorno de la instalacin.

Entre este tipo de cargas, es posible distinguir:

Peso Propio.

Cargas ssmicas.

Sobrecargas de clculo. En la mayora de las actividades

productivas, los galpones de acero son muy utilizados en distintos mbitos.Ante la necesidad de contar con instalaciones industriales seguras, el clculoestructural asociado, resulta una tarea larga y tediosa, pero rutinaria, por loque urge contar con software que permita el clculo de galpones simtricosde doble pendiente.


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Estas aplicaciones (software) de clculo estructural, gozan degrandes ventajas y tambin de nuevas posibilidades. Sin embargo, suutilizacin requiere de

una capacitacin acabada y conocimiento profundo de los fenmenosestudiados, para lograr dominar las innumerables herramientasdisponibles, interpretacin de los resultados obtenidos y su utilidadprctica posterior.

Desde el punto de vista del elemento o sistema a ser estudiado,deber ste ser 'modelado' de forma que pueda ser capaz de serinterpretado; idealizando fenmenos y efectuando suposiciones delcomportamiento de la estructura. Es decir, la estructura, deber sermodelada de tal manera que pueda ser interpretada por el software; (Fig.

1).Debido a estas limitaciones han surgido aplicaciones que prestan

soluciones especficas a problemas cotidianos del clculo estructuralcomo el clculo de vigas, columnas, fundaciones, etc.; que en conjunto, soncapaces de dar solucin a un problema estructural.

Entre estas dos tendencias del desarrollo de aplicacionescomputacionales orientadas al clculo estructural, existe un mbito poco

cubierto y que contempla la implementacin de solucionescomputacionales enfocadas al Clculo y diseo estructural capaces deinterpretar una norma especfica, efectos de una carga natural (viento osismo) y evaluar convenientemente secciones o perfiles estructuralescomerciales desde bases de datos con el objetivo de acercar los esfuerzosadmisibles y de trabajo para brindar la solucin ptima y por lo tanto mseconmica.

De esta manera, es posible entregar soluciones prcticas,econmicas y veloces al rompecabezas en el que se convierte un

problema estructural, siendo el software quien se modela para resolver laestructura (Fig. 2) y no que la estructura sea la que se adapte, para quepueda ser interpretada.


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Fig. 1.- La estructura deber modelarse de tal manera que pueda serinterpretada por el software.

Fig. 2.- La estructura es interpretada completamente por elsoftware, quien se ha modelado en funcin a las caractersticas de la

estructura.

En la mayora de las actividades productivas, los galpones deacero son muy utilizados en distintos mbitos, ya sea en la industriaminera, pesquera, metal - mecnica, papelera, etc. Ante esta necesidad decontar con instalaciones industriales amplias, cmodas y seguras, elclculo estructural de naves industriales resulta una tarea rutinaria sinembargo el clculo de galpones de estructura de acero generalmenteresulta largo y tedioso, sobre todo, cuando se desea hacer algn cambio enel diseo, se tiene que efectuar todo el clculo nuevamente.

Marcos rgidos

Los marcos rgidos se usan a menudo en edificios y se componen de

vigas y columnas que estn articuladas o bien son rgidas en suscimentaciones Al igual que las armaduras, los marcos pueden serbidimensionales o tridimensionales. La carga en un marco ocasiona flexinen sus miembros, y debido a las conexiones entre barras rgidas,esta estructura es generalmente "indeterminada" desde el punto devista del anlisis.


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Fig. 3.- Nave industrial de marco rgido con seccin transversalconstante

La resistencia de un marco se deriva de las interacciones delmomento entre las vigas y las columnas, en los nudos rgidos y, enconsecuencia, los beneficios econmicos de usar un marco dependen de

la eficiencia que se obtiene al usar tamaos menores de vigasrespecto a tamaos mayores en las columnas debido a la accin "viga-columna" (Fig. 3) causada por la flexin de los nudos.

Marcos de cercha y columna

Cuando se requiere que la luz (claro) de una estructura sea grande ysu altura no es un criterio importante de diseo, puede seleccionarseuna armadura. Las armaduras consisten en barras en tensin yelementos esbeltos tipo columna, usualmente dispuestos en forma triangular.Las armaduras planas se componen de miembros situados en elmismo plano y se usan a menudo para puentes y techos, mientrasque las armaduras espaciales tienen miembros en tresdimensiones y son apropiadas para gras y torres.

Debido al arreglo geomtrico de sus miembros, las cargas quecausan flexin en las armaduras, se convierten en fuerzas de tensin ocompresin en los miembros y por esto, una de las ventajas principales deuna armadura, respecto a una viga, es que usa menos material para


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soportar una carga dada, pudindose adaptar de varias maneras parasoportar una carga impuesta.

En las armaduras de techo la carga se transmite a travs de los nudospor medio de una serie de largueros. La armadura de techo junto con suscolumnas de soporte se llama marco. Ordinariamente, las armaduras detecho estn soportadas por columnas de madera, acero, concretoreforzado o por muros de mampostera.

Fig. 4.- Nave industrial de marcos compuestos por cerchas ycolumnas

EL MTODO DE CLCULO

Desarrollar un mtodo de clculo, involucra la recepcin deantecedentes previos al diseo, en funcin a la naturaleza de la instalacin,espacios requeridos, situacin geogrfica y climatolgica. Estosantecedentes debern parametrizarse en variables que interpretencuantitativamente las necesidades de la nave industrial.

Dimensiones

Las dimensiones del galpn (Fig. 6) surgen como respuesta alas necesidades de espacio/volumen de la nave; sta quedarcompletamente definida en funcin de las siguientes magnitudes:


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a) Ancho o Luz (L): Amplitud necesaria, capaz de cubrir el anchomximo presupuestado en el diseo.

b) Altura til (H): Tambin llamada altura de columna,equivale a la altura disponible para la instalacin de equipos, accesoriosal galpn o la altura necesaria para el paso de vehculos, si fuera necesario.

c) Pendiente ( ): Angulo de la vertiente con respecto a lahorizontal que pasa por los extremos de las columnas. Deber representar lainclinacin necesaria que impida el efecto pleno del viento sobre lasvertientes, evacue convenientemente las aguas lluvias y deslice la nieve

acumulada en el techo.

d) Longitud (Z): Extensin, capaz de cubrir la longitudmxima presupuestada en el diseo.

Las dimensiones restantes, quedarn definidas mediante lasrelaciones siguientes:

e) Longitud de la vertiente (Q):

Q .

2 * cos(a)

f) Altura de Techo (F):

F Q * sen(a)

g) Separacin entre Marcos (S): La experiencia en el clculo degalpones de acero, recomienda una separacin entre marcos que vareentre cuatro y seis metros [1]. Por consiguiente, para un nmerode marcos(NM) determinado, debe cumplirse lo siguiente.

YZ


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NM

-1

NM =Nmero de Marcos

4 m Y 6 m

Fig .- Dimensiones de una nave industrial

Solicitaciones

En el diseo del mtodo se distinguen dos clases de esfuerzos, enfuncin de las caractersticas y naturaleza de la nave:

Acciones Directas

Se definen como aquellas solicitaciones sobre las cuales un usuariopodr tener control absoluto de ellas, cuantificando su magnitud oignorando completamente su efecto en funcin de las condicionesgeogrficas, forma, posicin o instalacin.


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Entre este tipo de cargas es posible de distinguir:

Accin del viento.

Nieve sobre la estructura. Variacin de la Temperatura.


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CONCLUSIONES

La aplicacin de soluciones computacionales a problemasingenieriles, como el clculo de galpones, resulta de gran importanciapara los ingenieros calculistas, ya que se pueden efectuar clculos en untiempo muy breve lo que de ser calculados manualmenteresultara laborioso.

En la eleccin de las dimensiones de los perfiles para los distintoselementos del galpn, como cerchas, costaneras y columnas, elprograma da muy buenos resultados, pues con l, se obtienen los perfiles

ms livianos, y por tanto, ms econmicos.


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ANEXOS

Clculo interactivo de galpones simtricos asistido por computador

Galpn abierto de seccin transversal constante

Galpn abierto de cercha y columna.

Galpn cerrado de seccin transversal constante con puente gra


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Galpn cerrado de cercha y columna con puente gra

Fig. - Formas estructurales propuestas

Formulario de ingreso y clculo de las dimensiones generales de unanave industrial


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BIBLIOGRAFIA

Hsieh, Y.-Y. (1982). Teora elemental de estructuras. Madrid, Espaa:Prentice/Hall internacional.

Segui, W. (2000). Diseo de estructuras de acero con LRFD. MxicoD.F., Mxico: Internacional Thomson Editores, S.A. de C.V.

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