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MEMORIA DE CÁLCULO
CALCULO DE FUNDACIONES
GALPON MEDIO ARCO
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURA GALPON MEDIO ARCO
1. Descripción:
El trabajo que se detalla a continuación corresponde a cálculo de la fundación de un galpón en arco auto portante de 20.00mx50.00m por 10.00m de altura.
El objeto de este trabajo es determinar las solicitaciones y dimensionar las secciones de la estructura de fundación (pozos, vigas y tensores)
Se utilizaron las normas IMPRES-CIRSOC.
El proceso de cálculo abarca el planteo de los estados de carga al que estará sometido el arco auto portante, obtención de las solicitaciones y dimensionado estructural de la fundación.
Ver Anexo I (morfología de la nave)
2. Antecedentes.
Integran la documentación disponible:
Planta y vista de la nave Estudio de suelos realizado por iMc ( Ingeniería – Project Management – Consultoría)
3. Materiales:
Hormigón H-17 Acero ADN-420 Acero F-24
Tensión admisible (σadm) 140 kg./cm² 2.400 kg./cm² 1.840 kg./cm²
Pesos específicos (γH) 2400 Kg/m3 - -
Módulo de Elasticidad (E) 300.000 kg./cm² 2.100.000 kg./cm² 2.100.000 kg./cm²
4. Modelos de cálculo
Se realiza un modelo matemático de elementos finitos, de un arco en el plano x-z para determinar las reacciones de la cúpula sobre las vigas de fundación y los pozos. El arco esta representado por una chapa perfil MIC-120, K-01(KSPAN).
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
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Con los resultados de este modelo se cargan las vigas y consecuentemente los pozos, determinando las solicitaciones del los mismos y el dimensionado correspondiente.
Figura Nº1: Perfil chapa tipo
Figura Nº2: Puntos del modelo
5. Estados de Carga
La estructura esta sometida a tres estados de carga diferentes: cargas permanentes, sobrecarga de servicio y viento.
5.1. Estado: Cargas Permanentes de la cubierta
Se plantea como estado de carga permanente de la estructura a la suma de las siguientes solicitaciones: Peso propio: 12 Kg/m2, (el programa de cálculo tiene en cuenta el peso de la estructura, ingresando las características geométricas de la sección y el material).
Peso de instalaciones 10 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.
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Figura Nº3: Carga de Instalaciones sobre la placa
5.2. Estado: Viento
5.2.1. Esquema de cálculo
5.2.2. Velocidad básica
Vo=Cp x β
Cp= 1,45β= 27,5 m/s
Vo= 39,875 m/s
x a
b
y
α
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5.2.3. Presión dinámica básica
qo=0.0613 x Vo2
qo= 97,47 Kg/m2
5.2.4. Presión dinámica de cálculo
qz=qo x cz x cd
Rugosidad: II Cz: 0,673 10m de altura
5.2.4.1. Coeficiente de forma γo
h= 10 m altura de la nave a= 50 m largo b= 20 m ancho
b/a= 0,4 λa= h/a= 0,2 γo= 1 para viento normal al lado a (viento en X) λb= h/b= 0,50 γo= 0,85 para viento normal al lado b (viento en Y)
5.2.4.2. Coeficiente de reducción por dimensiones Cd,
h/Vo= 0,25a/h= 5,00b/h= 2,00
Cda= 0,75Cdb= 0,85
5.2.4.3. Presiones dinámicas de calculo qz
qzx=qo*cz*cd= 49,20 Kg/m2
qzy=qo*cz*cd= 55,76 Kg/m2
El viento se distribuye en un ancho de chapa de 30.5cm.
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
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Figura Nº4: Carga de Viento sobre la placa
5.3. Estado: Sobrecarga de servicio
Sobrecarga: 30 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.
Figura Nº5: Carga de Sobrecarga sobre la placa
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6. Hipótesis de cálculo
Las combinaciones de cálculo cargadas al modelo fueron 4, las mismas se detallan a continuación: PP: (pesos propio de la nave) SOB: (sobrecarga de servicio) V: (viento lateral)
H1: PP H2: PP + SOB H3: PP + SOB + V H4: PP + V
7. Reacciones de la estructura
TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase F1 F2 F3 M1 M2 M3 Text Text Kgf Kgf Kgf Kgf-m Kgf-m Kgf-m
1 DEAD -199,69 -2,218E-12 490,6 1,228E-11 -340,74 3,536E-131 VIENTO -44,14 -5,228E-13 -139,23 7,306E-12 -190,86 2,093E-131 SOBRECARGA -58,5 -6,498E-13 143,71 3,596E-12 -99,81 1,036E-131 COMB1 -199,69 -2,218E-12 490,6 1,228E-11 -340,74 3,536E-131 COMB2 -258,19 -2,868E-12 634,31 1,587E-11 -440,55 4,572E-131 COMB3 -302,33 -3,391E-12 495,08 2,318E-11 -631,41 6,665E-131 COMB4 -243,83 -2,741E-12 351,37 1,958E-11 -531,6 5,629E-1361 DEAD 199,69 -2,468E-12 490,6 1,366E-11 340,74 -3,933E-1361 VIENTO -195,89 2,523E-12 -69,9 -2,081E-11 -502,42 5,977E-1361 SOBRECARGA 58,5 -7,228E-13 143,71 4E-12 99,81 -1,152E-1361 COMB1 199,69 -2,468E-12 490,6 1,366E-11 340,74 -3,933E-1361 COMB2 258,19 -3,19E-12 634,31 1,766E-11 440,55 -5,085E-1361 COMB3 62,29 -6,677E-13 564,41 -3,158E-12 -61,87 8,917E-1461 COMB4 3,8 5,513E-14 420,7 -7,158E-12 -161,68 2,044E-13
8. Cálculo de Vigas
8.1. Calculo de las vigas a Flexión
Las vigas laterales VFL 1 están solicitadas por fuerzas verticales y horizontales.
Fuerzas verticales de la nave: (634.31Kgx3.27chapas/m)=2074Kg/m Peso propio de la viga L: (0.30mx0.40x2400Kg/m3)=288 Kg/m Peso total Vertical adoptada: 2360 Kg/m
Fuerzas horizontales de la nave: (302.33Kgx3.27chapas/m)=989Kg/m
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Peso total Horizontal adoptada: 990 Kg/m
Las vigas laterales VF1 están solicitadas por fuerzas verticales y horizontales.
Fuerzas verticales de la nave (peso de cerramiento frontal): (12Kg/m2x10m)=120Kg/m Peso propio de la viga L: (0.30mx0.40x2400Kg/m3)=288 Kg/m Peso total Vertical adoptada: 410 Kg/m
Fuerzas horizontales de la nave: (56Kg/m2x10m/2)=280Kg/m Peso total Horizontal adoptada: 280 Kg/m
Ver Calculo Anexo II
8.2. Armadura a torsión para VFL
Mt 207016,393 Kgcm b 30 cm d 40 cm r 2,5 cm AK 875 cm2
σee 2400 Kg/ cm2
Aet= 0,049 cm2/cm 4,92 cm2/m
8.3. Calculo del Tensor
Se considera un Tensor T1 para absorber la totalidad de la reacción horizontal de la nave que viene de las vigas VFL1 H.
Reacción Horizontal =2480 Kg x 2 =4960 Kg adoptamos 5000Kg
σ
Se adoptan 6φ12 Estribo φ6c/20cm
9. Cálculo de Pozo
Profundidad del pozo 3.00m Diámetro 65cm Diámetro armadura 60cm
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9.1. Capacidad de Carga del Pozo
Máxima reacción Vertical 5900Kg x 2 = 11800Kg Peso propio del pozo = 2400Kg Total Fuerza vertical (Tf vertical) = 12600Kg
Tensión de punta del suelo (σsuelo)=25000Kg/m2
σ
Diámetro necesario de apoyo 85cm Altura de campana 40cm
9.2. Armadura del Pozo
Momento reacción Horizontal = 2480Kg x 3.00m= 7440Kgm se considera que la otra mitad la toma el Tensor T1
βr =135 Kg/cm2
βs= 4200 Kg/cm2
N= 14200 Kg M=7440 Kgm
Armadura 3.5cm2
Cuantía µ =0.11% Ab Coeficiente de seguridad=1.00 Eje Neutro X/d= 0.193
Armadura Adoptada 8 φ12
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ANEXO I
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
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ANEXO II
VIGAS
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
Pro
yect
o:N
AV
E 1
/2 A
RC
O
Hor
mig
ón H
=17
Br=
140
kg/c
m2
Ace
ro A
DN
=42
00B
s=42
00kg
/cm
2
VIG
Ab [m
]d [m
]h [m
]L [m
]q
[tn/m
]Pi [tn
]Li [m
]Pi [tn
]Li [m
]Se
cc.
i c63,2
00,573,0
04,003,0
V1LFV
d i c99,0
00,572,0
03,004,0
H1LFV
d i
PLAN
ILLA
DE
VIG
AS
Fech
a:08
/09/
2009
ETR
OC
NOIXELF
M* i
nf[tn
]M
*sup
[tn]
Ainf
[cm
2 ]As
up[c
m2 ]
As m
ax.
[cm
2 ]Q
*[tn
]τ
[kg/
cm2 ]
Zona de
Cor
teη
Ae[c
m2 /m
]
0,00
-6,4
83,
704,
5327
,75
9,56
5,79
10,
402,
906,
430,
004,
501,
0027
,75
6,20
3,75
10,
402,
800,
00-6
,48
3,70
4,53
27,7
59,
565,
791
0,40
2,90
0,00
-1,7
53,
603,
6027
,00
4,10
2,55
10,
402,
803,
660,
003,
601,
0027
,00
2,60
1,62
10,
402,
800,
00-1
,75
3,60
3,60
27,0
04,
102,
551
0,40
2,80
000
000
370
370
2775
165
100
10
402
80i c
14,000,5
73,004,0
03,0V1F
Vd i c
82,000,5
72,003,0
04,0H1F
Vd
0 ,00
0,00
3,70
3,70
27,7
51,
651,
001
0,40
2,80
2,23
0,00
3,70
1,00
27,7
51,
070,
651
0,40
2,80
0,00
0,00
3,70
3,70
27,7
51,
651,
001
0,40
2,80
0,00
0,00
3,60
3,60
27,0
01,
160,
721
0,40
2,80
1,53
0,00
3,60
1,00
27,0
00,
740,
461
0,40
2,80
0,00
0,00
3,60
3,60
27,0
01,
160,
721
0,40
2,80
Arc
hivo
: Vig
as d
e fu
ndac
ion
1 de
10
Gor
ostia
ga 1
664
piso
7 /
/ (1
426)
CA
BA -
Arg
entin
a //
Tel
: (54
11)
477
8 - 0
415
// C
el: (
54-9
-11)
621
9 - 7
186
14
ANEXO III
PLANOS
Gorostiaga 1664 piso 7 // (1426) CABA - Argentina // Tel: (54 11) 4778 - 0415 // Cel: (54-9-11) 6219 - 7186
Placa Suj. 3/16 Galv.Doble Varilla 16
16
16
Varilla 10Estribos 4,2
4,2
4,2
30 4Estr. 4,2 c/20
c/20