• Author / Uploaded
• WilmerBecerraHuaman

• Categories
• Física y matemáticas
• Física
• Cantidades fisicas
• Cantidad
• Ingeniería mecánica

Citation preview

C APITULO 06 MEMORIA DE CÁLCULO SECCION A. DISEÑO DE CORREAS A.6.1. PREDIMENSIONAMIENTO En esta sección definiremos, de manera general, la geometría de nuestra estructura y cada una de las medidas que han de considerarse para la realización de los cálculos que se mostraran posteriormente. A.6.1.1. GEOMETRIA EN PLANTA

e= 0.55 m.

Línea eje de columnas

Longitud del volado AREA= CANCHA FUTBOL Longitud= 76.8 m + ACCE SO .

= 1.60 = 1.20 S + GRA DERIO

=

11.00 m.

Ancho= 56.8 m .

= 1.20 m.



N= 8

Nomenclatura: e= espacio entre borde del área de la cancha y el eje de columna.

LVC = Longitud de volado lateral desde el eje de columna.

LVBC = Longitud de volado lateral desde borde externo de columna. LVFEC = Longitud de volado frontal desde el eje de columna.

Ancho= 61.2 m .

l a = espacio entre tijerales. N= número de tijerales

A.6.1.2. GEOMETRIA EN ELEVACION.

Altura= 12.0 m .

9.0 m

38.8 m

.

.

9.0 m .

Ancho= 57.9 m .

A.6.1.3. GEOMETRIA DE LA CUBIERTA a) Calamina de zinc Elegiremos una calamina Acanalada de Onda Estándar-Zincalum, con las siguientes características (ver Anexo.01.):

        

Ancho normal = 935 mm. = 93.5 cm. Ancho útil = 842 mm. = 84.2 cm. Traslape en el ancho = 83 mm. = 9.3 cm. Largo normal = 4000 mm. = 4.00 m. Largo útil = 380 mm. = 3.80 m. Traslape en el largo = 200 mm. = 20 cm. Espesor = 0.50 mm. Peso propio = 4.46 kg/m2. Superficie útil (m2 útil/plancha)= 0.842 x 3.80 = 3.20 m2/plancha.

b) Numero de calaminas y espaciamientos entre correas. Para calcular un número exacto de calaminas y cuyo emplazamiento sea compatible con la longitud inclinada de nuestro tijeral se ha procedido a plantear la siguiente formula:

n. Lc - ( n - 1 ) . L t = Li Dónde: n= número de calaminas.

Lc = longitud de la calamina. Lt = longitud del traslape. Li = longitud inclinada, cuyo valor será tanteado y chequeado con la

pendiente con la que esta se produce. Primero calcularemos una longitud inclinada para una pendiente de 20%, que nos resultara:

Li =

√ 30.6

2

2

+ ( 30.6 x 0.20 ) = 31.2m

Y el número de calaminas que nos saldrá será de:

n= 8.16 calaminas

Esto nos da una idea de cómo empezar nuestro primer tanteo. Tanteo N°01. n= 8.5,

8.5 x 4.00 - ( 8.5 - 1 ) x 0.20 = 32.5 m = Li y mi

pendiente sera de:

%P =

[

√32.5 2 - 30.6 2 30.6

]

x 100 = 35.78%

Lo que excede mi rango de pendientes, así que haremos un segundo tanteo.

Tanteo N°02. n= 8.25,

8.25 x 4.00 - ( 8.25 - 1 ) x 0.20 = 31.55 m = Li y mi

pendiente sera de:

%P =

[

√31.55 2 - 30.6 2 30.6

]

x 100 = 25.11%

Y esto está dentro de mi rango de pendientes por lo que nos quedamos con este valor.

NUMERO DE CALAMINAS (n)

Ingresar número de calaminas “n”

Ingresar longitud del tijeral “”

NO .

20% F d 2

2

ϕc . Pn = A ∅3/4'' x ϕc . F cr = 2.85 x 559.2 = 1593.72 kg/ cm > Fd =1567.46 kg/ cm …OK Por tanto elegiremos para la diagonal un diámetro de

∅ 3/4''

A.6.5.3. DISEÑO DE LA BRIDA SUPERIOR

2.75 m .

2.75 m .

2.75 m 2.75 m

.

.

Trabajaremos con el perfil 2L 1

1/2 x 1 1/2 x 3/16

Para nuestro diseño elegiremos 3 enlaces:

e =

11 = 2.75 m. 4

Entramos a nuestra tabla y verificamos, y nuestros números de enlaces son compatible: 3 enlaces OK. Nomenclatura Usada

L - r

=relación de esbeltez.

- K =factor de longitud efectiva. -

ϕ c . Pn

-

Fcr =esfuerzo critico de pandeo.

=resistencia de diseño.

- A =Área total de la sección. - r =Radio de giro del elemento. -

Ly

-

ϕc =0.85 (factor de resistencia en compresión).

-

Ld =longitud de la diagonal.

-

Fd =esfuerzo de compresión en la diagonal.

=longitud entre arriostres de pandeo.

Nuestro perfil tendrá las siguientes propiedades geométricas:

A = 9.8 cm2

e = 3/16’’ = 0.476 cm x´

= 1.27 cm

r x = 1.16 cm r y = 1.98 cm r z = 0.75 cm CW = 0.27 cm6 J = 0.26 cm4 2 ´r 02 = x´ - e + r x2 2

(

Luego:

)

´r 02 = 1.27 - 0.476 2

(

H=1-

H= 1 -

(

(

1.27 -

2

+ ry 2

) + 1.16 + 1.98 = 6.33 cm 2

e x´ 2 2 ´r 0 0.476 2

6.33

2

2

)

2

) = 0.832 cm

A.6.5.3-1. Colocamos un conector al centro:

.

.

.

Usaremos: a=



b Lz = 2

=

100 = 50 2

a Lz KL 50 cm = = = = 66.67 rz r z rz 0.75 cm De las tablas en el Anexo B, tenemos que para K.l/r = 66.67: t/cm2 66



1.71

66.67



ϕc . Fcr

67



1.70

2

ϕ c . Fcr = 1.7033 t/ cm = 1703.3 kg/ cm



2

Lx b 100 cm = = = 86.21 r x r x 1.16 cm De las tablas en el Anexo B, tenemos que para K.l/r = 86.21: t/cm2 86



86.21



ϕc . Fcr

87



1.45

1.46

ϕ c . Fcr = 1.4579 t/ cm2 = 1457.9 kg/ cm2

Ly Le 275 cm = = = 138.89 r y r y 1.98 cm



De las tablas en el Anexo B, tenemos que para K.l/r = 138.89: t/cm2 138



138.89



ϕc . Fcr

139



0.78

0.79

ϕ c . Fcr = 0.7811 t/ cm2 = 781.1 kg/ cm2 ϕ c . Fcr

Comprobación: de los anteriores valores para

ϕ c . Fcr = 781.1 kg/cm2

de todos, es decir Se debe cumplir con:

elegiremos el menor

ϕ .P n = ϕc . Fcr . A PERFIL > C o T

ϕ c . Pn = A PERFIL ' x ϕ c . Fcr = 9.8 x 781.1 = 7654.78 kg/ cm2 > Fd = 6390.44 kg/ cm 2 …OK De la verificación anterior concluimos que el perfil elegido tentativamente, en líneas anteriores, cumple con los requisitos de nuestro diseño por lo que para la brida superior optaremos por el perfil 2L 1

1/2 x 1 1/2 x 3/16

CHEQUEO: VERIFICACION POR PANDEO FLEXO-TORSIONAL.

Fez =

G.J 807000 x 0.26 = = 3382.34 kg/ cm2 2 A. ´r 0 9.8 x 6.33

Fey =

π2 . E π 2 x 2100000 2 = = 1074.43 kg/ cm 2 2 ( KL/r )y ( 138.89 )

Fe =

Fey + Fez . 2H

[

1

-

√

1 -

4 . Fey . Fez . H 2

( F ey + Fez )

]

Fe =

1074.43 + 3382.34 . 2 x 0.832

[

1

√

-

1 -

4 . 1074.43 x 3382.34 x 0.832 2 ( 1074.43 + 3382.34 )

]

Fe = 1003.34 kg/ cm2

λe =

√ √ Fy = Fe

2530 = ------ < 1.5 ¡Cumple! 1003.34

ϕ c . Fcr = 0.85 x ( 0.658 λ

2 e

).

F y = 0.85 x ( 0.658

------2

).

2530 = ------- kg/ cm 2

Comprobación: Se debe cumplir con:

ϕ .P n = ϕc . Fcr . A PERFIL > C o T

ϕ c . Pn = A PERFIL ' x ϕ c . Fcr = 9.8 x ------- = -------- kg/ cm 2 > F d = 6390.44 kg/ cm2 …OK A.6.5.3-2. Retiramos el conector intermedio:

b 100 = =133.33 r z 0.75 2

2 b a (KL/r)m 2 = ( KL/r )y + ( ) rz rz

METRADO: DE ELEMENTOS DEL DISEÑO ACTUAL Y COMPROBACION. a. Cálculos de Peso por metro lineal: a.1. Brida Superior: 9.51 kg/m a.2. Brida Inferior Ø3/4’’: 2.236 kg/m a.3. Diagonal Ø5/8: 1.553 kg/m (horizontal). Calculamos el peso del reticulado total de la diagonal en su longitud total de 17.1825 metros.

Peso (L=17.1825 m.) =17.1825 m x 1.553 kg/m= 26.68 kg

Ahora calculamos los kilogramos por metro lineal para los 11 metros horizontales: Peso/m= 26.68/11= 2.43 kg/m a.3. Conector Ø5/8: 1.553 kg/m. 3.80 m. 3.73 m.

Tomando áreas de influencia tendremos que A= 10.14 m2

A

Entonces ahora el peso por metro lineal de correa será de: 11.59x3.80/10.14= 4.34 kg/m. b. Peso de por metro lineal de las luminarias (Anexo 02)= 2.56 kg/m. Por lo que nuestra nueva carga re recalculo para= correa + arriostres + luminaria tendrá un valor de: 22.629 kg/m.

3. 73

m .

El peso a ambos lados de la correa de enlaces será: 2 x 3.73 x 1.553= 11.59 kg

ANEXOS

ANEXO 01. TABLA DE PESOS DE ACERO POR METRO LINEAL.

ANEXO 02. CALCULOS DE ILUMINACION DE LA PISTA CENTRAL    

Dimensiones en planta: 26.00 X 46 m. Altura: 12.00 – 0.90 (nivel de trabajo) = 11.10 m. Factores de reflexión Techo de chapa 75%

 

Paredes color oscuro 10% Fuente luminosa: Proyectores de 400W.



Factor de mantenimiento (

Fm ):

La conservación y limpieza deben ser buenas por motivos higiénicos. Estimamos un factor de mantenimiento medio, del 60%. (Están incluidos depreciaciones de lámpara y factor de mantenimiento de instalación). 

Relación de local:

Relación Local=

A. L 26 x 46 = h . ( A+L ) 11.10 x ( 26+46 )



Índice de local: Para una relación de local de 2.52 Þ índice de local = D.



Coeficiente de utilización (

Fu ):

Para un índice de local “D” y factores de reflexión de paredes y techo de 10 y 75% respectivamente, el coeficiente de utilización es de 0.61. 

Nivel de iluminación según el área (E): 500 lux



Flujo luminoso necesario (

ϕt =

ϕ t ):

E . L . A 500 x 26 x 46 = =1633879.78 lm Fm .F u 0.60 x 0.61



Separación máxima entre luminarias: Sep. Máx. = 1.1 ´ h =7.87 m.



Flujo luminoso unitario de la luminaria (



Nº de luminarias(N):

N=

ϕ i ): 31000 lm.

ϕ t 1633879.78 = =52 luminarias ϕi 31000

El peso de cada luminaria es de 15.5 kg, por lo que el peso total para el área en de la pista central (1196.00 m2) será de 806 kg. De aquí nuestro peso por metro lineal será de: 806 x 3.80/1196= 2.56 kg/m

ANEXO 03. CARACTERISTICAS DE LUMINARIAS EN SUSPENSION