• Author / Uploaded
• Gerardo Reynoso

Citation preview

DISELO DE CERCHA DE MADERA

ANALISIS DE CARGAS MUERTAS Y VIVAS EN LA CERCHA

a) Analisis de Carga Permanentes: Peso Propio de la Calamina: Peso Propio de la Cercha: Peso Propio de la Correa:

5 7.525 3.447

Kg/m^2 Kg/m^2 Kg/m^2

Como dato proporcionado por el Ingeniero tenemos: Longitud =

12

m

Por fines Constructivos y de acuerdo a especificaciones se adoptara: Longitud de la Cumbrera: 10 cm Longitud del Alero : 50 cm Lefectiva = 1.73 m e sobrante = 1.3000 m por lo tanto adoptaremos una separacion entre cerchas de:

# cerchas

 parcial



Llateral eseparacion



4

 cerchas

Como en el Extremo ya contamos con una cercha por lo cual tenemos:

#cerchas  #cerchas parcial 1cercha 

CALCULO DE LAS AREAS DE INFLUENCIA:



Lefectiva 

2

A1  

  Lalero  * eseparacion cerchas  

 Lefectiva  Lefectiva 2  

A2  

 * eseparacion cerchas  

A2  A3   Lefectiv a

A4   

2



e sobrante 2



 * e separacioncerchas   

L  e sobrante   cumbrera  * e separacion cerchas  2 2  

A5  

 Lcum brera  Lcumbrera   * e separacioncerchas  2  

A6  

CARGAS PUNTUALES DEBIDO AL PESO DE LA CALAMINA:

Pcala min a  qcala min a * Ainf luencia Pc1 = Pc2 = Pc3 = Pc4 = Pc5 = Pc6=

20.50 26.00 26.00 22.75 10.50 1.50

Kg Kg Kg Kg Kg Kg

CARGAS PUNTUALES DEBIDO AL PESO PROPIO DE LA CERCHA:

PCercha  qcercha * Ainf luencia Pc1 Pc2 Pc3 Pc4 Pc5

= = = = =

30.85 39.13 39.13 34.24 15.80

kg kg kg kg kg

Pc6 =

2.26

kg

CARGAS PUNTUALES DEBIDO AL PESO DE LA CORREA:

PCorrea  qcorrea * Ainf luencia Pc1 Pc2 Pc3 Pc4 Pc5 Pc6

= = = = = =

14.133 17.924 17.924 15.684 7.239 0.300

kg kg kg kg kg kg

Calculo de las Cargas Permanentes o Muertas en la Cercha:

Ppermanente   *  Pcala min a  Pcercha  Pcorrea Donde

 Factor de Mayoracion para cargas Permanentes 1

Ndg1 Ndg2 Ndg3 Ndg4 Ndg5 Ndg6 ANALISIS PARA LA SOBRECARGA Carga por Mantenimiento: Velocidad del Viento:

50 30

= = = = = =

65.48 83.05 83.05 72.67 33.54 4.06

Kg Kg Kg Kg Kg Kg

Kg/m^2 m/seg

Ppresionviento  Vviento *  C i

C

i

C 1  C 2  C 3

Donde tenemos:

C1 = Depende si el area esta despejada (Ejemplo libre en pampas) C2 = Depende de la altura a la que se tomara el viento C3 = Depende del tipo de estructura que estamos haciendo en el proyecto

C

i



1.333

Ppresion

viento



Calculo de las Cargas de Barlovento y Sotavento:

qBarlovento  1.2 * Ppresion viento 



qBarlovento En la parte Izquierda se tiene:

 1.2 * Ppresion viento 

qSotavento En la parte Derecha se tiene:

 0.7 * Ppresion viento 

qSotavento  0.7 * Ppresion viento 

Como sabemos tenemos un lado de la cercha se comprime y el otro lado se suspend lo tanto se tiene: Lado Izquierdo - Barlovento Pv1 = 196.8 Pv2 = 249.6 Pv3 = 249.6 Pv4 = 218.4 Pv5 = 100.8 Pv6 = 14.4

Lado Derecho - Sotavento Pv1 = Pv2 = Pv3 = Pv4 = Pv5 = Pv6 =

6.0

La Carga por Mantenimiento es:

Pmantenimie nto  qmantenimie nto * Ainf luencia Pm1 Pm2 Pm3 Pm4 Pm5 Pm6

= = = = = =

205.0 260.0 260.0 227.5 105.0 15.0

Kg Kg Kg Kg Kg Kg

La sobrecarga Cuando Actue el viento:

Vdq1 Vdq2 Vdq3 Vdq4 Vdq5

= = = = =

Barlovento 401.8 kg 509.6 kg 509.6 kg 445.9 kg 205.8 kg Vdq6 =

Sotavento Vdq1 Vdq2 Vdq3 Vdq4 Vdq5 21.0

= = = = =

kg

La sobrecarga Cuando No Actue el viento: Es el estado mas critico porque aquí solo se Considerara el peso por mantenimiento a que el viento no Actua por lo tanto tenemos:

N viva  sobrec arg a   * Pm antenimiento Donde

 

Factor de Mayoracion para cargas Vivas = Ndq1 =

205.0

1 kg

Ndq2 Ndq3 Ndq4 Ndq5 Ndq6

= = = = =

260.0 260.0 227.5 105.0 15.0

kg kg kg kg kg

CALCULO DE LAS CARGAS DE DISEÑO PARA LA CERCHA:

N d  N dq  N dg Nd Nd Nd Nd Nd Nd

1 2 3 4 5 6

= = = = = =

270.48 343.05 343.05 300.17 138.54 19.06

Kg Kg Kg Kg Kg Kg

Resolviendo la Cercha en el Sap tenemos las siguientes Solicitaciones en las

FUERZAS INTERNAS EN LAS BARRAS

HORIZONTAL

Barras

Barras

# de la Barra

Longitud (m)

Fuerza (kg)

H 21-31

0.8

406.63

H 31-33

1.3

521.45

H 33-34

1.3

184.92

H 34-35

1.3

275.09

H 35-36

1.3

680.07

H 36-37

1.3

679.45

H 37-38

1.3

261.65

H 38-39

1.3

113.37

H 39-40

1.3

559.88

H 40-22

0.8

432.32

# de la Barra V 44-31

Longitud (m) 0.2912

Fuerza (kg) 47.6

VERTICAL DIAGONAL

Barras

Barras

V 44-31

0.2912

47.6

V 41-33

0.7644

188.68

V 42-34

1.2376

358.23

V 43-35

1.7108

546.17

V 11-36

2.184

1789.57

V 45-37

1.7108

562.17

V 46-38

1.2376

374

V 47-39

0.7644

197.63

V 40-2

0.2912

60.8

# de la Barra

Fuerza (kg)

D 31-41

1.5081

85.04

D 33-42

1.7949

346.31

D 34-43

2.1487

585.58

D 35-11

2.5416

555.49

D 11-37

2.5416

648.77

D 45-38

2.1487

662.01

D 46-39

1.7949

398.33

D 47-40

1.5081

69.23

# de la Barra I 21-44

��=

Longitud (m)

Longitud (m) 0.8514

470.37 ��=

��=

I 44-41

Fuerza (kg)

1.3834

474.35

INCLINADA

I 41-42

1.3834

467.45

I 42-43

1.3834

99.98

I 43-11

1.3834

416.25

I 11-45

1.3834

420.93

I 45-46

1.3834

110.23

I 46-47

1.3834

488.93

I 47-2

1.3834

489.4

I 2-22

0.8514

489.98

Las reacciones en la cercha seran: kg

445.13

2378.18

kg

DISEÑO DE LA CECHA DE MADERA DISEÑO A COMPRESION DE LAS BARRA VERTICAL DE MADERA: Elegiremos las Barra a Compresion mas Critica por lo tanto tenemos: Longitud de la Ba 2.184 m Fuerza Interna de la Barr 1789.57 kg Primero partimos asumiendo una Seccion transversal de la barra es decir:

b*h 

3

Aarea sec cion 

9

esbeltez 

Lbarra Lb  h  menor

Tipo de Madera:Lapacho Grupo Madera

i n *3 i n in^2 

28.661

 dim ension

Madera del Grupo "A" ESFUERZOS ADMISIBLES Fcompresion Ftraccion Emin (kg/cm^2) (Kg/cm^2) (kg/cm^2)

A B C

145 110 80

145 105 75

95000 75000 55000

En funcion al tipo de madera obtenemos los siguientes datos: Compresion Paralela a las Fibras Fc = Traccion Paralela a las Fibras Ft = Modulo de Elasticidad de la Madera =

145 145 95000

Kg/cm^2 Kg/cm^2 Kg/cm^2

Para trabajar con Seguridad se debe Minorar los esfuerzos en un: Fc =

96.6667

CK

Kg/cm^2

 0.7025 *

Ft =

E min Fc //



96.6667

22.0227

Según la Clasificacion tenemos: Barra Corta si:

  10

Barra Intermedia si: 10 Barra Larga si: CK

N adm  Fc // * A

 N ad m  FC // * A *  1   

   C K

   50

N a d m  0.3 2 9*

En nuestro Caso tenemos: De acuerdo a la Clasificacion es una :

Barra Larga

Por lo tanto la Fuerza Admisible sera:

N adm



Debemos Hacer Cumplir:

2209.20

kg

2209.20

>=

DISEÑO A COMPRESION DE LAS BARRA DE MADERA HORIZONTAL: Elegiremos las Barra a Compresion mas Critica por lo tanto tenemos: Longitud de la Ba 1.3000 m Fuerza Inter 680.07 kg Primero partimos asumiendo una Seccion transversal de la barra es decir:

b*h  Aarea sec cion 

i n n *2 i

2

E

Aarea sec cion  esbeltez 

4

in^2

Lbarra



Lb  h  menor  dim ension

Tipo de Madera:Lapacho

25.591

Madera del Grupo "A"

Fcompresion Ftraccion Emin Grupo (kg/cm^2) (Kg/cm^2) (kg/cm^2) Madera A 145 145 95000 B 110 105 75000 C 80 75 55000 En funcion al tipo de madera obtenemos los siguientes datos: Compresion Paralela a las Fibras Fc = Traccion Paralela a las Fibras Ft = Modulo de Elasticidad de la Madera =

145 145 95000

Kg/cm^2 Kg/cm^2 Kg/cm^2

Para trabajar con Seguridad se debe Minorar los esfuerzos en un: Fc =

96.6667

Kg/cm^2

C K  0.7025 *

Ft =

E min Fc //



96.6667

22.0227

Según la Clasificacion tenemos: Barra Corta si:

  10

Barra Intermedia si: 10 Barra Larga si: CK

N adm  Fc // * A

   C K

   50

 N ad m  FC // * A *  1  

N a d m  0.3 2 9*

En nuestro Caso tenemos: De acuerdo a la Clasificacion es una :

Barra Larga

Por lo tanto la Fuerza Admisible sera:

N adm



1231.65

kg

E

N adm



Debemos Hacer Cumplir:

1231.65

>=

DISEÑO A COMPRESION DE LAS BARRA INCLINADA DE MADERA: Elegiremos las Barra a Compresion mas Critica por lo tanto tenemos: Longitud de la Ba 0.8514 m Fuerza Interna de la Barr 489.98 kg Primero partimos asumiendo una Seccion transversal de la barra es decir:

b*h  Aarea sec cion 

i n n *1.5i

1.5

2.25

in^2

esbeltez 

Lbarra



Lb  h  menor  dim ension

Madera del Grupo "A"

Tipo de Madera:Lapacho Grupo Madera A B C

22.346

Fcompresion (kg/cm^2)

Ftraccion (Kg/cm^2)

Emin (kg/cm^2)

145 110 80

145 105 75

95000 75000 55000

En funcion al tipo de madera obtenemos los siguientes datos: Compresion Paralela a las Fibras Fc = Traccion Paralela a las Fibras Ft = Modulo de Elasticidad de la Madera =

145 145 95000

Kg/cm^2 Kg/cm^2 Kg/cm^2

Para trabajar con Seguridad se debe Minorar los esfuerzos en un: Fc =

96.6667

Kg/cm^2

C K  0.7025 *

Ft =

E min Fc //



96 2/3

22.0227

Según la Clasificacion tenemos: Barra Corta si:

  10

Barra Intermedia si: 10 Barra Larga si: CK

N adm  Fc // * A

   C K

   50

 N ad m  FC // * A *  1  

N a d m  0.3 2 9*

En nuestro Caso tenemos: De acuerdo a la Clasificacion es una :

Barra Larga

Por lo tanto la Fuerza Admisible sera:

N adm



908.56

kg

E

Debemos Hacer Cumplir:

908.56

>=

DISEÑO A COMPRESION DE LAS BARRA DE MADERA DIAGONAL: Elegiremos las Barra a Compresion mas Critica por lo tanto tenemos: Longitud de la Ba 2.1487 m Fuerza Inter 662.01 kg Primero partimos asumiendo una Seccion transversal de la barra es decir:

b*h 

2.5

Aarea sec cion 

6.25

esbeltez 

i n n *2.5i in^2

Lbarra



Lb  h  menor  dim ension

Madera del Grupo "A"

Tipo de Madera:Lapacho Grupo Madera A B C

33.838

Fcompresion (kg/cm^2)

Ftraccion (Kg/cm^2)

Emin (kg/cm^2)

145 110 80

145 105 75

95000 75000 55000

En funcion al tipo de madera obtenemos los siguientes datos: Compresion Paralela a las Fibras Fc = Traccion Paralela a las Fibras Ft = Modulo de Elasticidad de la Madera =

145 145 95000

Kg/cm^2 Kg/cm^2 Kg/cm^2

Para trabajar con Seguridad se debe Minorar los esfuerzos en un: Fc =

96.6667

Kg/cm^2

C K  0.7025 *

E min Fc //

Ft =



96 2/3

22.0227

Según la Clasificacion tenemos: Barra Corta si:

  10

N adm  Fc // * A

10    C K

 N ad m  FC // * A *  1  

Barra Intermedia si: 10 Barra Larga si: CK

 N ad m  FC // * A *  1  

   C K

   50

N a d m  0.3 2 9*

En nuestro Caso tenemos: De acuerdo a la Clasificacion es una :

Barra Larga

Por lo tanto la Fuerza Admisible sera:

N adm



Debemos Hacer Cumplir:

1100.68 1100.68

kg >=

TABLA DE RESUMEN DE LAS SECCIONES Barra Vertical Horizontal Inclinada Diagonal Correa

Seccion (in) 3" X 3" 2" X 2" 1,5" X 1,5" 2,5" X 2,5" 2" X 3"

Tipo Madera Grupo A Grupo A Grupo A Grupo A Grupo A

Em

DERA

adoptara:

cha

3

m

5

cerchas

cerchas



cerchas

cerchas



4.10

m^2



5.20

m^2

5.20

m^2

A3 

cerchas



4.550

m^2

cerchas



2.100

m^2

cerchas



0.30

m^2

 Pcorrea



e tenemos:

ento



n viento



40.0

Kg/m^2

n viento



48.0

Kg/m^2

viento



28.0

Kg/m^2

viento



y el otro lado se suspende por

do Derecho - Sotavento 114.8 145.6 145.6 127.4 58.8 8.4

* Ainf luencia

Sotavento 90.2 114.4 114.4 100.1 46.2

kg kg kg kg kg

peso por mantenimiento debido

enim iento

es Solicitaciones en las barras:

ARRAS Tipo de Fuerza TRACCION TRACCION TRACCION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION TRACCION TRACCION TRACCION Tipo de Fuerza COMPRESION

COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION Tipo de Fuerza COMPRESION TRACCION TRACCION TRACCION TRACCION TRACCION TRACCION COMPRESION Tipo de Fuerza COMPRESION COMPRESION

COMPRESION COMPRESION TRACCION TRACCION COMPRESION COMPRESION COMPRESION COMPRESION

445.13

DE MADERA

tenemos:

barra es decir:

kg

2/3 Kg/cm^2

Fc // * A  4 N a d m  FC // * A *  1  4  3 * CK 

N a d m  0.3 2 9*

1789.57

tenemos:

barra es decir:

   

Emin * A

2

Ok Si cumple ¡¡

2/3 Kg/cm^2

Fc // * A  4 N a d m  FC // * A *  1  4 3 * CK 

N a d m  0.3 2 9*

Emin * A

2









680.07

tenemos:

barra es decir:

Ok Si cumple ¡¡

2/3 Kg/cm^2

Fc // * A  4 N a d m  FC // * A *  1  4 3 * CK 

N a d m  0.3 2 9*

Emin * A

2









489.98

Ok Si cumple ¡¡

tenemos:

barra es decir:

2/3 Kg/cm^2

Fc // * A  4 N a d m  FC // * A *  1  4 3 * CK  







 4 N a d m  FC // * A *  1  4 3 * CK 

N a d m  0.3 2 9*

CIONES

662.01

   

E min * A

2

Ok Si cumple ¡¡

Cargas B1 B2 B3 B4 B5

(kg) -70.82 -129.83 -129.83 -129.83 -64.92

Cargas S1 S2 S3 S4 S5

Cargas

(kg)

Cargas

B1 B2 B3 B4

S1 S2 S3 S4 S4 S5

-68.020 -124.698 -124.698 -124.698 -58.300 -106.881 -106.881 -106.881 -106.881 -53.440 -981.378 CM

SC

Cargas

(kg)

(kg)

P1

80.69

120

P2

152.98

240

P3

152.98

240

P4

152.98

240

P5 P1

152.98 80.69

240 120

P2 P3 P4

152.98 152.98 152.98

240 240 240

P5

152.98

240

P5

161.38

240

1546.6 1546.6

2400 2400

#REF!

cumple ¡¡

cumple ¡¡

cumple ¡¡

cambiar dibujos

(kg) -60.7 -111.28 -111.28 -111.28 -55.64 (kg)

-981.378

DISEÑO DE CORREAS

DETERMINACION DE LA CARGA DE DISEÑO: Peso Propio de las placas: 12 Kg/m^2 Según la Especificacion del tipo de placas de asbesto cemento Peso Por Mantenimiento: 35 Kg/m^2 Tipo de Madera: Lapacho

Madera del Grupo

Peso Especifico de la Madera Tipo "A": 850 Modulo de Elasticidad de la Madera: 95000 Primero partimos asumiendo una Seccion transversal de la barra es dec

b*h 

2

Aarea sec cion 

6

3 i i n* n in^2 Qdiseño

De acuerdo a la especificacion de la Calamina tenemos: Luz Efectiva: 1.733 m Traslapo Min En funcion a la Grafica tenemos:

Lcorrea 

Lefectiva  2

Lcorrea 

Lefectiva 2



0.792 m

Es la distancia entre Apoyos Realizando Calculos tenemos las siguientes cargas:

q peso  Pr opio Correa   madera * Asec cion 

q peso  Pr opio Correa   madera * Asec cion  ������� �� �������=�������∗�������=

q mantenimie nto  Qmantenimie nto * Lcorrea 

qdiseño correa   qi  qcorrea  qcala min a  qmantenimie nto  40.499

Separacion Cerchas =

2.8

CALCULO DE LAS SOLICITACIONES MAXIMAS:

M max

q * L2   8

39.689

q*L  2

56.698

Vmax 

I Inercia correa 

b*h3  187.304 12

S mod ulo s ec cion 

b*h2  49.161 6

Ymax

5 q * L4  *  1.82155 384 E*I

Verificaciones: En la siguiente tabla tenemos los Esfuerzos Admisibles: GRUPO A B C Esfuerzo de Flexion fm = Esfuerzo de corte fv =

Flexion Fm 210 150 100 210 15

Corte Fv 15 12 8 Kg/cm^2 Kg/cm^2

S adm Y adm



M max fm

 18.899

L 1 5 0

 1.8667



56.6981 Kg

Vy

0.0762 m 2.8

m

Por relacion de Triangulos tenemos:

Vy  Vmax

 calculado 

 calculado

 L2 h*L    *   4 2   3 Vy *  4.0718 2 A

 f v

4.0718

Yadm  Ycalculado

1.8667

S c a lc u la d o  S a d m

18.899

Por lo Tanto el Peso Real de la Correa sera: Longitud de las Correas: 12 m

Pcorrea   madera * Asec cion * Lcorrea 

# de Correas que Colocaremos en el Plano de la Cercha Desdoblada ma

Llongitudinal

14.000

m

Ltransversal

PTotal correas  # correas *Pcorrea  q peso pr opio correa 

Ptotal  corr eas  AD esdoblada

2.58525

Por lo Tanto el Peso Real de la Cercha se lo obtendra iterando la seccion Tranvers Barras de Madera es decir:

L

longitudes barras



49.40

Aarea transversa

l  barras



8

Pcercha   madera * Abarra transversa l *  Lbarras  # de Cerchas que se tiene para el Galpon:

qcercha 

5

# cerchas *Pcercha  Aarea  Galpon

RREAS

besto cemento

era del Grupo "A"

kg/m^3 kg/cm^2 transversal de la barra es decir:

i n

ina tenemos: 15

cm

s cargas:

Asec cion 

3.290

Kg/m

Asec cion  9.500

Kg/m

27.708

Kg/m

 qcala min a  qmantenimie nto  40.499

Kg/m

40.499

m

Kg*m

kg

cm^4

cm^3

cm

s Admisibles: Compresion Perpendicular 40 28 15

cm^3 cm

*L   2 

105.0797

kg

kg/cm^2

≤

15

Ok Cumple ¡¡

≥

1.822

Ok Cumple ¡¡

≤

49.161

Ok Cumple ¡¡

Asec cion * Lcorrea 

39.4838

kg

de la Cercha Desdoblada mas los al11

Pcorrea 

12

m

434.322

kg

kg/m^2

ndra iterando la seccion Tranversal de las

m

in^2

nsversa l

ercha

pon

*  Lbarras 

216.706

cerchas



7.52453

kg/m^2

kg

DISEÑO DE LA CALAMINA DE LA CERCHA

Longitud = 12 m Para el diseño del galpon se realizara mediante El manual de diseño del grupo andino y basandonos en la figura 11 del manual las Proporciones y luces recomendables en armaduras de ma por lo q elegimos una cercha del tipo "W" donde la luz recomendable es de 6m-12m o mas con una relacion de h/l igual a 5/12

 adoptado 

20

°

Mediante Trigonometria obtenemos:

hcercha 

Lcercha * tan g  2

Por Fines Constructivos adoptaremos una altura de:

2.18

m

2.2

m

6.39

m

CALCULO DE EL NUMERO DE PANELES EN LA CERCHA

Linclinada

 





L  2

2

 hcercha

2



Por fines Constructivos y de acuerdo a especificaciones se adoptara: Longitud de la Cumbrera: 10 cm Longitud del Alero : 51.5 cm 6.291 m El espacio Disponible sera: Según Especificaciones Tecnicas para placas de asbesto cemento tenemos que la Luz efectiva o espaciamiento ��=0.4∗(�1+�2)

Lefectiva =

# paneles 

Linclinada Lefectiva

En conclusion tenemos: Por lo tanto el espacio-Sobrante sera:



1.70 3.750

m Aberturas

# paneles  # espacios 

3.0

esobrante   # paneles  # paneles  redondeado  * Lefectiva  # espacios 

4.0

1.278

Aberturas

El numero de Correas sera:

# Correas  # espacios  redondeado 1correa extremo  1correa  Lumbrera 

A

es en armaduras de madera 12m o mas

fectiva o espaciamiento sera:

Aberturas

Lumbrera

m



5.0