MEMORIA DE CALCULO

DISEÑO DE UNA ARMADURA ENVOLADIZO

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TALLER DE SOFTWARE E.A.P. ING. CIVIL –

MEMORIA DE CÁLCULO

1. MEMORIA

El presente documento contempla el dimensionado y

cálculo de una estructura metálica que se desea usar como

voladizo de una edificación.

La armadura consta de 6 metros de longitud, con una

pendiente de 30%. La altura inicial, final y los tramos se

asumirán en el proceso respectivo.

2. DESCRIPCIÓN GENERAL

A continuación se describen los elementos

estructurales básicos de los que consta la estructura.

La armadura es de acero. Para toda la viga se usaran

3 cerchas las cuales estarán separadas a 4 metros de

distancia. Los nudos estarán separados a “x” metros con

una distancia máxima entre ejes inicial y final de 6 m,

además de una luz de 12 m.

La armadura está constituida por dos cerchas

contiguas. Las armaduras se proyectan sobre una viga de

concreto. Esta viga estará apoyada sobre columnas de

concreto armado.

Las correas de cubierta son de acero que serán


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sujetadas mediante pernos a la viga superior. Las correas

tendrán una distancia entre ellas de “x” metros, y

extremos exteriores de las cerchas, que tendrán la función

de ayudar a la colocación del desagüe del canalón, y las

que se encuentran en el centro de cada cercha que tendrá

la función de sujetar la cumbrera.



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3. DESCRIPCIÓN CÁLCULOS REALIZADOS

Los cálculos que se adjuntan son los siguientes:

• Dimensionamiento de cerchas.

3.1. INTRODUCCIÓN

Para la realización de los cálculos de la

estructura se tendrán en cuenta las características

de los materiales, hipótesis y coeficientes, todo

esto siempre teniendo en cuenta las normas y decretos

establecidos.

3.2. ESTADO DE CARGAS

3.2.A. Cargas gravitatorias

En este apartado se establecerá una

hipótesis de carga de la cubierta, que afectará

al cálculo del resto de los elementos que

componen la estructura de la nave.

Acciones constantes:

Peso propio armadura

Peso propio cubierta 15 Kg/m2

TOTAL CARGA PERMANENTE 15 Kg/m2

Acciones variables y sobrecargas:



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Sobrecarga de uso 100 Kg/m2

TOTAL CARGA VARIABLE 100 Kg/m2



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3.2.B. Acciones térmicas y movimientos impuestos

Dado el carácter de fabricación de los

materiales utilizados y sus dimensiones

generales, estas acciones no introducen

esfuerzos o resultan menospreciables, por ese

motivo no se han considerado.

3.2.C. Acción sísmica

Según la Norma NBE-AE-88, Anexo NCSE-94 no

es obligatoria la aplicación de esta norma

cuando la aceleración sísmica de cálculo, ac,

sea inferior a 0,06 g. Por ese motivo también

se despreciará y no se tendrá en cuenta.

3.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

Los materiales con los cuales se producen cada

uno de los elementos de esta armadura, tendrán las

siguientes características:

Acero:

Acero A-36

fy = 2500kg/cm2 = 2500kg/cm2

E = 2.1 x106 kg/cm2 = 2.1 x 1010

kg/m2



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SECCIÓN: Cuadrado 8cm x 8cm (PRIMER CASO)

SECCIÓN: Diámetro 8cm (SEGUNDO CASO)

Este acero será para todos los perfiles

utilizados en la construcción de la cercha.



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4. CARACTERÍSTICAS Y CÁLCULOS

4.1. ARMADURA

La inclinación de la parte superior de la

armadura es de 30%, con una longitud de 6 metros, por

lo tanto, para el caso más crítico se tendrá 24 m2 de

área tributaria (4 x 6 m). A la vez para un nudo se

determinará en dos casos.

Para el cálculo de la estructura de la cercha se

tienen en cuenta los siguientes datos:

• Pendiente: 30%

• Longitud de cercha: 6 m

• Luz: 12 m

• Distancia entre cerchas: 4 m

• Material de cubierta: Acero

• Altitud topográfica de la localidad : 3680 msnm

A) Se estiman, inicialmente, las cargas actuantes sobre

la cubierta por metro cuadrado de proyección

horizontal.

CARGAS VERTICALES (PRIMER CASO)

ÁREA TRIBUTARIA = 2 m2



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CARGAS (Kg) PESO TOTAL PARA UN NUDO(Kg)

Peso propio cercha

Se determinará a partir de la secciónescogida en el proceso de análisis delSAP.

Peso propio cubierta 20 Kg/m2 40 Kg

TOTAL CARGA PERMANENTE 40 Kg

SOBRE CARGAS (PRIMER CASO)



Sobrecarga de uso 100 Kg/m2 200


CARGAS VERTICALES (SEGUNDO CASO)



Peso propio cercha

Se determinará a partir de la secciónescogida en el proceso de análisis delSAP.

Peso propio cubierta 20 Kg/m2 80 Kg


SOBRE CARGAS (PRIMER CASO)




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Sobrecarga de uso 100 Kg/m2 400


5. ESTRUCTURACIÓN

PRIMER CASO:4 m

S=30%

6 m

a

b

x



10

La parte sombreada representa la carga que

tiene que soportar un nudo, además todos los

nudos soportarán la misma carga, a excepción de

los extremos, los cuales soportarán la mitad de

la carga en los nudos centrales.

- Para el cálculo asumiremos:

a = 1.2 m

b = 0.6 m

6 m

4 m

0.6m



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x = 0.6 m

Tramos = 10

Nudos Centrales:

Carga Muerta = 80 Kg (sin considerar el peso

propio)

Carga Viva = 200 Kg

Carga Amplificada = 1.4 Carga Viva + 1.7 Carga

Muerta

Nudos de los Extremos:


propio)

Carga Viva = 100 Kg


Muerta

SEGUNDO CASO:4 m



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La parte sombreada representa la carga que

tiene que soportar un nudo, además todos los

nudos soportarán la misma carga, a excepción de

los extremos, los cuales soportarán la mitad de

la carga en los nudos centrales.

- Para el segundo cálculo asumiremos:

a = 1.2 m

b = 0.6 m

x = 1 m

Tramos = 6

Nudos Centrales:


propio)

4 m

1 m



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Carga Viva = 400 Kg


Muerta

Nudos de los Extremos:


propio)

Carga Viva = 200 Kg


Muerta

6. ANÁLISIS

Para realizar el análisis respectivo se usó el programa

SAP 2000.

PRIMER CASO:

- Dibujamos.



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- Definimos los apoyos.



15

- Definimos la sección y el tipo de material.

- Asignamos secciones.



16

- Asignamos cargas.

- Hacemos que trabaje como armadura.



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SEGUNDO CASO

- Dibujamos.



18

- Definimos los apoyos.

- Definimos la sección y el tipo de material.



19

- Asignamos secciones.

- Asignamos cargas.



20

- Hacemos que trabaje como armadura.



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7. RESULTADOS

PRIMER CASO:

- Deformación de la armadura por la carga combinada:



22

- Reacciones en los apoyos:



23

- Fuerzas Axiales:



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25

- Máximos y mínimos valores de compresión:

- Máximos y mínimos valores de tracción:



26

- Deformaciones por cada nudo:

- Diagrama de Fuerza Cortante:



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Barras centrales de la armadura:



28

Compresión:

Tracción:



29

- Diagrama de Momento Flector:



30

Barras centrales de la armadura



31

Compresión:

Tracción:



32

SEGUNDO CASO:

- Deformación de la armadura por la carga combinada:



33

- Reacciones en los apoyos:



34

- Fuerzas Axiales:



35

- Máximos y mínimos valores de compresión:



36

- Máximos y mínimos valores de tracción:

- Deformaciones por cada nudo:



37

- Diagrama de Fuerza Cortante:



38

Barras centrales de la armadura:



39

Compresión:

Tracción:



40

- Diagrama de Momento Flector:

Barras centrales de la armadura



41

Compresión



42

Tracción

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