VERMETAL SALAS ELÉCTRICAS -GABINETES METÁLICOS-ESCALERILLAS CORTEPLEGADO- INGENIERÍA ESTRUCTURAL MEMORIA DE CÁLCULO VER
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VERMETAL SALAS ELÉCTRICAS -GABINETES METÁLICOS-ESCALERILLAS CORTEPLEGADO- INGENIERÍA ESTRUCTURAL
MEMORIA DE CÁLCULO VERMETAL-MC-006123
PROYECTO SUBESTACIONES UNITARIAS SGO WP4 PL0316
PROPIETARIO Y/O CLIENTE SIEMENS Preparado por:
INGENIERÍA ESTRUCTURAL APROBACIONES TÉCNICAS: Jefe del proyecto Gerente de operaciones Gerente General Cliente Revisión
Por
Ingeniero Civil Estructural Ingeniero Civil Ingeniero Mecánico Siemens Emisión
J.C Para cliente C J.C Para cliente D J.C Entrega final 0 J.C Ajuste de perfiles 1 J.C Ajuste de perfiles 2 COMENTARIOS DEL CLIENTE:
Jorge Calfil Carlos Hidalgo V. Carlos Hidalgo F. A definir
Fecha
Revisado por
Aprobación Técnica
03-12-19 16-12-19 19.12.19 25.02.20 16.03.20
J.C J.C J.C J.C J.C
C.H C.H C.H C.H C.H
Vermetal-Parque Industrial Sant iago Norte, María Josefina #989, Lampa, Sant iago Fono: 0229642040 E-mail: [email protected] www.vermetal.cl
AGUSTI
Titulo:
Memoria de Cálculo Proyecto Subestaciones unitarias SGO WP4
Pag: 2
De: 47
INDICE 1
INTRODUCCIÓN............................................................................................................ 5
2
OBJETIVOS ..................................................................................................................... 5
3
4
5
6
7
2.1
OBJETIVO GENERAL ................................................................................................ 5
2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................ 5
REFERENCIAS ............................................................................................................... 6 3.1
DOCUMENTOS ........................................................................................................... 6
3.2
PLANOS ....................................................................................................................... 6
LISTADO DE NORMAS, CÓDIGOS Y/O CRITERIOS DE DISEÑO ..................... 6 4.1
CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS ......................................................... 6
4.2
ESTRUCTURAS DE ACERO ...................................................................................... 7
MATERIALES ................................................................................................................. 8 5.1
ACERO ESTRUCTURAL DE PERFILES Y PLANCHAS. ........................................ 8
5.2
ACERO PARA PERNOS DE CONEXIÓN.................................................................. 8
5.3
SOLDADURA .............................................................................................................. 8
DEFORMACIONES ADMISIBLES .............................................................................. 9 6.1
DEFORMACIONES ESTÁTICA ................................................................................ 9
6.2
DEFORMACIONES SÍSMICAS ................................................................................. 9
ANÁLISIS ....................................................................................................................... 10 7.1
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL .................................................. 10
7.2
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS SÍSMICO ...................................... 14
7.3
PARÁMETROS DEL DISEÑO SÍSMICO................................................................. 14
7.3.1 CARACTERIZACIÓN DEL SUELO.................................................................... 14 7.3.2 CLASIFICACIÓN SÍSMICA DEL SUELO: ........................................................ 14 7.3.3 ZONIFICACIÓN SÍSMICA: ................................................................................. 15 7.3.4 ACELERACIÓN EFECTIVA (AO):..................................................................... 15 7.4
CARGAS DE DISEÑO ............................................................................................... 16
7.4.2 CARGA ESTÁTICA DE EQUIPOS (DEQUIPOS) .............................................. 16 7.4.3 CARGA ESTÁTICA DE PAREDES (DPAREDES) ............................................ 16 7.4.4 CARGA ESTÁTICA DE TECHO (DTECHO) ..................................................... 16 7.4.5 SOBRECARGA DE TECHO (SCT) ..................................................................... 17
Calc.: J.C
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7.4.6 SOBRECARGA DE PISO (SC) ............................................................................ 17 7.4.7 CARGA DE VIENTO (VX, VY) .......................................................................... 17 7.4.8 CARGA SÍSMICA (SISMO X, SISMO Y, SISMO Z) ......................................... 17 7.4.9 IZAJE (I.BASE SKID) ......................................................................................... 18 7.4.10 IZAJE TECHO (IZ.TECHO) ................................................................................ 18 7.4.11 IZAJE ENVOLVENTE (IZ.ENV)........................................................................ 19 7.4.12 ARRASTRE (A)..................................................................................................... 19 7.5
COMBINACIONES DE CARGA .............................................................................. 20
7.5.2 CONDICIÓN POR ESTADO ............................................................................... 20 7.5.3 CONDICIÓN DE IZAJE ....................................................................................... 21 7.5.4 CONDICIÓN DE ARRASTRE............................................................................. 21 8
RESUMEN RESULTADOS .......................................................................................... 22 8.4
ESTRUCTURA METALICA ..................................................................................... 22
8.5
VERIFICACIÓN DE PERNOS DE CONEXIÓN ...................................................... 23
8.6
VERIFICACIÓN DE PLANCHAS ............................................................................. 23
8.7
VERIFICACIÓN DE OREJAS DE IZAJE .................................................................. 24
8.8
VERIFICACIÓN DE OREJAS DE IZAJE EN TECHUMBRE .................................. 25
8.9
VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES ............................................................... 26
8.10 CENTRO DE MASAS PARA CONDICIÓN DE IZAJE ............................................ 26 8.11 ESTABILIDAD .......................................................................................................... 27 9
CONCLUSIONES .......................................................................................................... 34
10
ANEXO: CÁLCULOS ................................................................................................... 36
10.4 GEOMETRIA DEL MODELO COMPUTACIONAL ............................................... 36 10.5 CARGAS EN EL MODELO....................................................................................... 37 10.5.2 PESO PROPIO (PP) .............................................................................................. 37 10.5.3 CARGA ESTÁTICA DE EQUIPOS (DEQUIPOS) .............................................. 37 10.5.4 CARGA ESTÁTICA TECHO (DTECHO) ........................................................... 38 10.5.5 CARGA ESTÁTICA PAREDES (DPARED) ...................................................... 39 10.5.6 SOBRECARGA DE TECHO (SCT) ..................................................................... 40 10.5.7 SOBRECARGA DE PISO (SC) ............................................................................ 41 10.5.8 CARGA SÍSMICA HORIZONTAL(SISMO X, SISMO Y) ................................ 42 10.5.9 SISMO VERTICAL (SISMO Z) ........................................................................... 43
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10.5.10
VIENTO (VX, VY) ....................................................................................... 44
10.5.11
IZAJE (IZ) ..................................................................................................... 47
10.6 PLANILLAS DE CÁLCULO ..................................................................................... 47
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INTRODUCCIÓN
Siemens Chile, solicita a Vermetal Metalúrgica Verdugo Gallegos Ltda, realizar el estudio estructural del proyecto de “Subestaciones unitarias SGO WP4”, el cual se basa en diseñar estructuralmente un envigado de piso tipo base Skid mas el diseño estructural de 2 envolventes, que estarán apoyadas sobre la base Skid, finalmente se contempla el diseño de todas las conexiones requeridas para dar estabilidad al diseño del proyecto. Las estructuras a diseñar se encuentran materializadas en acero estructural tanto para perfiles y planchas. En base a los requerimientos del cliente, este presente contempla el diseño de la base skid con tag de identificación de cliente: 66OP12013-SSA-GOL-ME-PL0316 El diseño de la estructura requerida por cliente es en base a la planimetría de dimensiones generales y de ingeniería entregada por Vermetal. 2
OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL El presente documento tiene por objetivo diseñar los perfiles, planchas, sistemas de anclajes, sistema de izado, sistema de tiro y las respectivas conexiones de acero necesarios para proyectar la base skid más las respectivas envolventes, cuyo diseño debe cumplir con todas las normativas de diseño que rigen estos tipos de estructuras y con todos los requerimientos adicionales que exige el cliente, de manera de validar con este presente, la construcción de estas estructuras en las instalaciones de Vermetal Ltda. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Verificación de dimensiones y espesores de perfiles Verificación de conexiones. Verificación de condición de arrastre. Verificación de pernos de conexión y de cáncamos de izaje. Planimetría estructural y de construcción.
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REFERENCIAS
Se ha elaborado la presente memoria de cálculo con la siguiente información que se enumera a continuación: 3.1 DOCUMENTOS A la fecha del presente se poseen los siguientes documentos para la realización del proyecto de ingeniería estructural; a- Planilla de consideraciones de diseño y de dimensiones generales de las estructuras. Formato Excel. b- Documento de criterio de diseño 4-V4-2630-ST-DES-000001. c- Documento de diseño civil para infraestructura de procesos 4-V4-2640-CL-TRE0000003. 3.2 PLANOS Los planos que se poseen a la fecha del presente, relevantes para el diseño estructural son los siguientes: a- Plano de requerimientos del cliente con tag de identificación: 66OP12013-SSAGOL-ME-PL0316, laminas 1 a 3. Formato PDF.
4
LISTADO DE NORMAS, CÓDIGOS Y/O CRITERIOS DE DISEÑO El diseño estructural se realiza en conformidad con lo establecido en las siguientes
normas, código y/o criterios de diseño indicados a continuación: 4.1 CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS -
NCh 1537.Of2009 (NCh1537) “Diseño estructural – Cargas permanentes y cargas de uso”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
-
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NCH 433.OF1996MODIFICADA EN 2009 (NCH433)
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“Diseño sísmico de edificios”, Instituto Nacional de Normalización, Chile. -
NCH 2369.OF2003 (NCH2369) “Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
-
NCH 432.OF2010 (NCH432) “Diseño estructural-Carga de viento”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
-
NCH 431.OF2010 (NCH431) “Diseño estructural-Sobrecarga de nieve”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
-
DS Nº 61,(V. Y U.), DE 2011 (DS N° 61) “Reglamento que fija el diseño sísmico de edificios y deroga decreto N° 117, de 2010”.
-
NCH 3171.OF2017 (NCH3171) “Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de cargas”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
4.2 ESTRUCTURAS DE ACERO -
NCh 203.Of2006 (NCh203) “Acero para uso estructural - Requisitos”, Instituto Nacional de Normalización, Chile.
-
ANSI/AISC 360-10 (AISC) “Specification for Structural Steel Buildings”, American Institute of Steel Construction.
-
AISI S100-2007 (AISI) “North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members”, American Iron and Steel Institute.
-
AWS D1.1:2004 (AWS) “Structural Welding Code-Steel”, American Welding Society.
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MATERIALES
Los materiales a proyectar en la estructura de base skid y de las envolventes, son en base a la oferta de materiales entregadas por Vermetal a su cliente. 5.1 ACERO ESTRUCTURAL DE PERFILES Y PLANCHAS. -
Calidad
:
ASTM A-36
-
Resistencia a fluencia
:
2.500 kgf/cm2
-
Resistencia a rotura
:
4.100 kgf/cm2
-
Módulo de elasticidad
:
2.100.000 kgf/cm2
5.2 ACERO PARA PERNOS DE CONEXIÓN -
Calidad
:
ASTM A-325
-
Resistencia a fluencia
:
5.700 kgf/cm2
-
Resistencia a rotura
:
8.100 kgf/cm2
-
Módulo de elasticidad
:
2.100.000 kgf/cm2
5.3 SOLDADURA -
Tipo
:
GMAW (MIG)
-
Clasificación
:
ASME IIC SFA 5.18/AWS A5.18
-
Electrodo
:
70S-6
-
Resistencia fluencia
:
4150 kgf/cm2
-
Resistencia rotura
:
5300 kgf/cm2
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DEFORMACIONES ADMISIBLES
Las deformaciones a verificarse en el diseño por servicio, han sido adoptadas en base a lo establecido por la NCh2369 y el código de diseño AISC 360. 6.1 DEFORMACIONES ESTÁTICA Todos los elementos estructurales, se verifican con la siguiente expresión: -
Vigas Piso principales y secundarias
:
L/300
6.2 DEFORMACIONES SÍSMICAS -
Las deformaciones se verificarán según punto 6.3.d de norma sísmica NCH2369, aplicando para las verificaciones horizontales;
Con una deformación máxima admisible por nivel de 5,25 mm.
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ANÁLISIS
7.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL El proyecto se basa en una base Skid y de dos envolventes eléctricas, estructuras proyectadas perfiles y planchas de acero en calidad ASTM A-36 y el uso de pernos de conexión en calidad ASTM A-325. En lo que se refiere a las dimensiones, la base Skid posee una dimensión de 15000mm de largo y 2600mm de ancho, en cuya superficie se apoyaran dos envolventes de dimensiones; 2680 de largo, 2000 de ancho y 3480 de alto la primera envolvente, mientras que las segunda posee 4350mm de largo, 2000mm de ancho y 3150mm de alto. Cabe mencionar que la primera envolvente poseerá plataforma de acceso debido a la altura operativa de esta. En términos de estructuración, la base skid se proyecta en perfiles UPN300 para conformar el sistema de patín de arrastre de la base, mientras que en su interior se distribuyen perfiles UPN200 como vigas secundarias. Sobre este envigado de piso se proyecta una plancha de piso lisa de 6mm. En lo que se refiere a las envolventes, estas no poseen una estructura de piso, bajo lo cual su piso, es el piso de la base skid ante mencionada. En lo referente a las paredes, estas se proyectan a través de 4 marcos conformados por pilares conformados en base a una plancha plegada de 2,5mm que forma un esquinero plegado y a vigas de coronas conformadas de igual manera en plancha de 2,5mm, finalmente sobre estas vigas se proyecta una pletina de 80x6mm, la cual cumple la finalidad de conectar las paredes y envigados con la estructura de techumbre mediante pernos de conexión. Por requerimiento del cliente, la estructura de paredes debe ser desmontable con respecto a la base skid, y a su vez la techumbre debe desmontable con respecto a las paredes, pero mencionando que, para el izaje de la envolvente, este se realizará a través de la techumbre, la cual posee los cáncamos de izajes, diseñados tanto para el izaje de la techumbre como para el conjunto techumbre y paredes. En lo que se refiere a la estructuración de la techumbre, esta se proyecta mediante dos frontones y cerchas de repartición en planchas acero de 2,5mm más las respectivas planchas de techo.
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Para el izaje de las envolventes, se proyectan 4 orejas verticales, ubicadas en la parte superior de las cerchas que conforman la techumbre, de manera de realizar maniobras de izaje en forma vertical. En el punto de conexión de la techumbre con el cuerpo de las envolventes, esta se realizará mediante una serie de pernos de conexión, rigidizados mediante una pletina de acero de 80x6mm, dicha conexión ha sido diseñada para resistir el izaje de la techumbre por si sola como el izaje de la estructura completa de las envolventes. Cabe mencionar que las paredes de las envolventes no poseen izaje por temas de espacio. Para cumplir con el requerimiento del cliente de que ambas envolventes sean desmontables a base skid, se proyecta una pletina de 50x2,5mm soldada inferiormente en ambos lados transversales de la envolvente. La finalidad esta pletina es dar rigidez a las paredes transversales en el proceso de izaje, de manera impedir deformaciones excesivas que pudiesen producir daños a la estructura genera. Cabe mencionar que esta medida de reforzamiento es solo aplicable a la envolvente N°1 que alberga a los equipos CCM, debido a que esta es la más susceptible a daños por presentar las mayores dimensiones a diferencia de la envolvente N°2 que no requiere reforzamientos por sus dimensiones. En ambas envolventes se proyectan zócalos estructuradas en perfiles angular 65x65x4, dimensionados en base a los requerimientos de los equipos. Adicionalmente a las estructuras principales, se proyectan estructuras secundarias destinadas a dar soporte de equipos livianos y a letreros de señaléticas, dichas estructuras se proyectan en perfiles tubulares 50/50/3. Finalmente, a lo requerido por el cliente para los movimientos de arrastre, se proyecta para cada extremo de viga UPN300 perforaciones de 70mm reforzadas con planchas de acero de 6mm en ambos lados, de manera de permitir que en dicha zona se realice el arrastre de la base con todo su conjunto de equipos eléctricos, de igual manera de proyectaron 4 puntos de izaje por lado de la base skid, destinados a los movimientos de transporte de la base a su ubicación final. Todas las conexiones de perfiles, entre perfiles y planchas son consideradas del tipo soldadas (rígidas), utilizando para las conexiones uniones de tope, bajo lo cual se utilizan soldaduras del
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tipo filete, excepto para los casos de los cáncamos de izaje, los cuales utilizan soldadura de penetración completa. Finalmente, por requerimiento del cliente, la base skid se apoyará en una obra civil basada en una losa de hormigón armado, distribuyendo para el anclaje 5 apoyos por sentido de la base. Cabe mencionar que no es alcance del presente, el diseño de dichas placas base, solo siendo alcance la entrega de las reacciones para el diseño por parte del cliente. El diseño y verificaciones de los elementos que estructuran la base skid, las envolventes y las estructuras secundarias se realizarán a través del código AISC utilizando el método LRFD y el sistema de análisis OCBF. A través de la siguiente imagen se detalla la estructuración de cada módulo, extraída del software estructural SAP2000, el cual a través del uso de frames se modelaron los perfiles principales y secundarios y Shell para la modelación de planchas de piso, mientras que el resto de planchas de la sala no se modelo y solo agregando su aporte de rigidez y su peso propio.
Figura 1. Elevación de equipos.
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Figura 2. Modelación 3D.
Figura 3. Envigado de piso
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7.2 DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS SÍSMICO
Se realiza un análisis estático según la norma NCh2369 utilizando un modelo tridimensional representativo de la estructura de la base skid y de las envolventes, no considerando en la modelación las estructuras secundarias. Se considera un factor de modificación de la respuesta R igual a 5, de acuerdo a lo indicado en la Tabla 5.6 de la norma NCh2369, para sistema de marcos de acero. Para determinar los desplazamientos y esfuerzos sísmicos de la estructura, se aplican las fuerzas sísmicas y se combinan según el acápite 5.0 del documento. 7.3 PARÁMETROS DEL DISEÑO SÍSMICO 7.3.1 CARACTERIZACIÓN DEL SUELO Los parámetros del suelo utilizados para la estimación de las cargas sísmica han sido adoptados en base a las especificaciones técnicas y en forma conservadora en algunos parámetros al no existir mayor información, los cuales son los siguientes: 7.3.2 Clasificación sísmica del suelo: Suelo tipo II, según lo establecido en los criterios de diseño.
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7.3.3 Zonificación sísmica: En base a la ubicación del proyecto, se considera usar una zona sísmica II, según NCh 2369. 7.3.4 Aceleración efectiva (Ao): En base a una zona sísmica II del proyecto, la estructura de sala debe ser diseñada con una aceleración efectiva de 0.3 g.
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7.4 CARGAS DE DISEÑO
7.4.1 Carga Muerta (D) Peso de toda la estructura y la sobrecarga permanente
proveniente
de
todos
los
perfiles y planchas que conforman la base skid y las envolventes, dicho peso es considerado en la modelación computacional. Peso unitario acero S = 7.85 ton/m3 7.4.2
Carga estática de equipos (Dequipos)
Se considera el peso permanente de todos los equipos eléctricos que se instalarán sobre la base skid y en el interior de las envolventes y cuyo peso en la modelación estructural ha sido considerada como una carga puntal, respectando sus respectivos centros de gravedad de cada equipo. 7.4.3
Carga estática de paredes (Dparedes)
Se considera un peso permanente de todas las planchas que constituyen las paredes de las envolventes, las cuales no fueron modeladas en el modelo estructural. Se considera una carga de paredes de 12 kg/m2, la cual considera las planchas de paredes Exteriores que tiene las envolventes.
7.4.4
Carga estática de techo (Dtecho)
Se considera un peso permanente de todas las planchas que constituyen la techumbre de las envolventes, las cuales al igual que las planchas de paredes no fueron modeladas en el software computacional. Se considera una carga de techo de 36 kg/m2, que considera el peso de la plancha de acero y la posible aglomeración de polvo sobre la superficie de techumbre.
Calc.: J.C
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Sobrecarga de Techo (SCT)
Según NCh 1537.Of2009: Cargas permanentes y cargas de uso y en base a no existir requerimientos especiales para las sobrecargas de techo se aplicar lo citado en la normativa de diseño. Se considera una sobrecarga de techo de 100 kg/m2 proyectada en la techumbre de las envolventes sin reducción por área tributaria y pendiente de inclinación.
7.4.6
Sobrecarga de Piso (SC)
Según NCh 1537.Of2009: Cargas permanentes y cargas de uso y según los criterios de diseño del cliente, se aplica una sobrecarga de piso con un valor de 1000 kg/m2 distribuidas en la superficie de planchas de piso no ocupadas por equipos. 7.4.7
Carga de Viento (Vx, Vy)
Según NCh 432.Of1977 y 2010: Cálculo de la Acción del Viento sobre las construcciones y según las condiciones de sitio del proyecto, se considera una presión básica de viento correspondiente a una velocidad de viento de 132km/hr. 7.4.8
Carga Sísmica (Sismo X, Sismo Y, Sismo Z)
Sismo horizontal y vertical a través del análisis estático según lo establecido en la Nch 2369 tomando en consideración los siguientes parámetros: -
Zona sísmica:
2.
‐
Aceleración efectiva (Ao):
0.3g
‐
Coeficiente de importancia (C):
1.0
-
Factor de modificación (R):
5
-
Razón de amortiguamiento (e):
0.02
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7.4.9
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De: 47
Izaje (I.Base skid)
Se considera una solicitación de izaje destinada a abarcar el proceso de montaje de la estructura completa de base skid en su ubicación de obra. En esta condición se considera un factor de impacto de 2 veces el peso total de perfiles y planchas del nivel más todos los pesos permanentes de los equipos enunciados anteriormente.
7.4.10 Izaje techo (IZ.techo) Se considera una solicitación de izaje destinada a abarcar el proceso de montaje de la estructura de techo sobre las paredes de la envolvente, bajo lo cual se realizó una modelación de la techumbre considerando un factor de impacto de 2 del peso propio y cargas permanentes de la estructura. Se proyectan 4 orejas de izaje y el sistema de usar, será mediante un izaje con eslingas en forma vertical tal cual, se detalla en la siguiente imagen:
Calc.: J.C
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7.4.11 Izaje envolvente (IZ.env) Se considera una solicitación de izaje destinada a abarcar el proceso de montaje de la envolvente completa sobre la base skid, bajo lo cual se realizó una modelación de la techumbre considerando un factor de impacto de 2 del peso propio y cargas permanentes de la estructura. Al igual que el proceso de izaje de la techumbre, este se deberá realizar con las eslingas en forma vertical.
7.4.12 Arrastre (A) Se considera una solicitación de arrastre, de manera de abarcar las posibles aceleraciones de impactos que se puedan presentar en los procesos de arrastre de la base skid en obra. Se considera una carga lateral correspondiente a 2 veces el peso total de perfiles y planchas del nivel más todos los pesos permanentes de los equipos enunciados anteriormente.
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7.5 COMBINACIONES DE CARGA En base a lo señalado en el punto 7 de estructuración, se adopta el criterio de diseño de la estructura a través del método en Base a factores de carga y resistencia (LRFD) tomando en consideración los siguientes estados de cargas y combinaciones de cargas extraídas de la NCh 3171.Of 2010. Tabla 1: Estado de cargas. D
Peso propio de estructura metálica y equipos.
L
Sobrecarga de Piso
Lr
Sobrecarga de techo
W
Carga de viento
Ex
Solicitación sísmica de la estructura en dirección X
Ey
Solicitación sísmica de la estructura en dirección Y.
Ez
Solicitación sísmica de la estructura en dirección Z.
IZ
Solicitación de izaje (carga independiente en el diseño).
A
Solicitación de arrastre (carga independiente en el diseño).
7.5.2
Condición por estado
Las combinaciones de carga a considerar para el diseño de la estructura son las señaladas en las normativas NCh 3171, tomando las combinaciones para el diseño por método LRFD que son las siguientes: •
U1= 1.4(D+T)
•
U2= 1.2(D+T)+1.6(L)+0.5(Lr)
•
U3= 1.2(D+T)+1.6(Lr)+(L o 0.8W)
•
U4= 1.2(D+T)+1.6W+L+0.5(Lr )
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•
U5= 1.2(D+T)+1.4E+L
•
U6= 0.9D+1.6W
•
U7= 0.9(D+T)+1.4E
7.5.3
Condición de Izaje
Pag: 21
De: 47
Para la condición de izaje, la combinación a considerar es: •
IZAJE= 2D
El sistema de izaje para la base skid es a través de 4 puntos de izaje por sentido longitudinal, mientras que el izaje de las envolventes y de las techumbres de estas es a través de 4 puntos de izaje totales, ubicados en las cerchas de techumbre de la envolvente. 7.5.4
Condición de arrastre.
Para la condición de arrastre, la combinación a considerar es: •
ARRASTRE= 2D, aplicada en forma lateral en la estructura.
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RESUMEN RESULTADOS
Para el diseño y verificación edificio en análisis, se realizó un modelo tridimensional, utilizando para ello el software computacional SAP2000, estructurando a través de elementos frames para pilares y vigas, y elementos Shell para la modelación de las planchas de piso. Con esta modelación se obtienen los esfuerzos máximos de cada elemento y de cada conexión para posteriormente diseñar y verificar a través de planillas de diseño. No se considera para el diseño el aporte de rigidez de las planchas que envuelven las envolventes. Se verifica que la estructura general es capaz de resistir las cargas combinadas según el ítem 6.5, sin sobrepasar su resistencia y servicialidad de cada elemento que la estructuran. 8.4 ESTRUCTURA METALICA Para la verificación de la estructura metálica de perfiles se usaron las solicitaciones máximas registradas para las combinaciones de carga establecidas. Verificación Perfiles a cargas axiales y flexión: Sección
Axial [kg]
Momento X [kg m]
Momento Y [kg m]
FU
441,3
0,94
Esquinero plegado y nervado
-348,5
441,5
UPN 200 Viga secundaria
6175
1234,6
-233,6
0,51
UPN 300 Viga principal
-2973,3
-2271,9
-550,9
0,41
Corte Y [kg ]
FU
Verif. Ok Ok Ok
Verificación Perfiles a cargas de corte y torsión: Sección
Torsión [kg-m]
Corte X [kg ]
Esquinero plegado y nervado
-12,53
241,9
UPN 200 Viga secundaria
0
1017,9
-387,5
0,51
UPN 300 Viga principal
4,65
-3924,2
-2083,4
0,41
Calc.: J.C
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458,2
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0,94
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Verif. Ok Ok Ok
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De: 47
8.5 VERIFICACIÓN DE PERNOS DE CONEXIÓN Esfuerzos máximos 2
F.U
(kgf/cm2)
(kgf/cm ) Pernos
Esfuerzos Admisibles
Ver.
Corte
Tracción
Corte
Tracción
Corte
Tracción
1783
678
2010
4021
0,86
0,17
OK
346,7
775
2010
4021
0.40
0,25
OK
25mm Anclaje de cáncamos 16mm Anclaje de equipos
8.6 VERIFICACIÓN DE PLANCHAS A continuación, se resume la verificación realizada para las planchas utilizadas en los forros exteriores, de piso y de techumbre Esfuerzo Corte
Esfuerzo Momento
(kg/cm2)
(kg/cm2)
Zona
Plancha de
F.U
Verificación
Solicitado
Admisible
Solicitado
Admisible
677
1000
677
1500
309,9
1000
201
1500
0,30
OK
356,7
1000
411
1500
0,36
OK
piso e=6mm
0,67
OK
Plancha de paredes exteriores e=2,0mm Plancha de techumbre e=2,0mm
Calc.: J.C
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8.7 VERIFICACIÓN DE OREJAS DE IZAJE A continuación, se resume la verificación de orejas de izaje realizada en la base skid con todos sus equipos sobre ella, distribuyéndose 4 orejas de izaje por cada lado longitudinal de la base. Diseñando la oreja de izaje que presenta las mayores solicitaciones, siendo esta, el punto 34 de tabla de reacciones en condición de izaje.
Joint OutputCase 34 izaje
Reacciones en estado de izaje CaseType F1 F2 Combination ‐5368,26 343,5
F3 M1 M2 M3 15844,93 0 0 0
Verificación de oreja de izaje Apoyo 32
Calc.: J.C
Dimensión (mm) 240/240/20
Espesor calculado Espesor asumido (mm) (mm) 12,4
20
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FU
Verif.
0,62
Ok
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8.8 VERIFICACIÓN DE OREJAS DE IZAJE EN TECHUMBRE A continuación, se resume la verificación de las orejas de izaje dispuestas en la techumbre, de manera de abarcar el proceso de montaje de esta sobre las paredes de la envolvente y del izaje de la envolvente completa. Diseñando la oreja de izaje que presenta las mayores solicitaciones, siendo esta, el punto 9 y 12 de tabla de reacciones en condición de izaje de techumbre. Joint OutputCase Text Text 9 Izaje 12 Izaje
Reacciones de izaje para techumbre CaseType F1 F2 F3 Text Kgf Kgf Kgf Combination 22,3 ‐222,1 92,2 Combination ‐12.98 201.9 453,2
M1 M2 Kgf‐m Kgf‐m 0 0 0 0
M3 Kgf‐m 0 0
Verificación de oreja de izaje en techumbre Apoyo 9 y 12
Calc.: J.C
Dimensión (mm) 150/150/10
Espesor calculado Espesor asumido (mm) (mm) 1
10
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FU
Verif.
0,10
Ok
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8.9 VERIFICACIÓN DE DEFORMACIONES Deformación
Deformación Admisible (mm)
Deformación calculada (mm)
Ver.
Horizontal X
0.0015H=5,3
5,01
OK
Producida en techumbre de envolvente Horizontal Y
0.0015H=5,3
5,21
OK
Producida en techumbre de envolvente Vertical Z
L/300=8,66
6,55, producido en luz media
OK
de viga UPN200.
8.10 CENTRO DE MASAS PARA CONDICIÓN DE IZAJE A continuación, se muestran los centros de masas obtenidos para la base skid, considerando para ello las ubicaciones y pesos de cada uno de los equipos que albergará esta estructura. Los pesos han sido obtenidos a través de la modelación estructural realizada en SAP2000, mientras que los centros de masas han sido obtenidos a través de planillas de diseño. Tabla de Centro de masas base skid. Centros de masas
Calc.: J.C
Dirección X (mm)
8923
Dirección Y (mm)
1277
Peso neto (kg)
25413
Peso neto envolvente 1(kg)
1800
Peso neto envolvente 2(kg)
1600
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8.11 ESTABILIDAD
Tensiones de Trabajo
Apoyo continuo
Calc.: J.C
Estática
Sísmica
[kg/cm2]
[kg/cm2]
0,89
0.91
FSD
FSV
Área
Verifica
[%] 1,90
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2,50
100
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OK
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8.12 REACCIONES PARA PLACAS BASES A continuación, se detallan las reacciones de estados de cargas puras obtenidas en la base skid, las cuales han sido solicitadas por cliente para el posterior diseño del sistema de anclaje de la base. Se ha considerado 5 apoyos por cada lado longitudinal de la base skid, cuya nomenclatura de apoyo se detalla en imagen 4:
Las direcciones y nomenclatura de las reacciones son las siguientes: Nomenclatura de reacciones
Calc.: J.C
Reacción y Momento en dirección X
F1
M11
Reacción y Momento en dirección Y
F2
M22
Reacción y Torsión en dirección Z
F3
M33
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Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
OutputCase DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Calc.: J.C
OutputCase Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos Dequipos
OutputCase Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared Dpared
Pag: 29
De: 47
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic ‐56,58 ‐188,17 LinStatic ‐45,97 193,6 LinStatic 127,45 ‐141,34 LinStatic 150,84 128,8 LinStatic ‐21,34 ‐112,91 LinStatic ‐13,32 131,28 LinStatic ‐43,59 ‐149,5 LinStatic ‐23,2 124,07 LinStatic ‐10,46 ‐192,9 LinStatic ‐63,82 207,08 Sumatoria 0,01 0,01
F3 M1 M2 M3 338,28 0 0 0 340,42 0 0 0 659,61 0 0 0 689,05 0 0 0 680,62 0 0 0 704,93 0 0 0 641,46 0 0 0 664,82 0 0 0 385,76 0 0 0 401,92 0 0 0 5506,87
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic 316,7 25,86 LinStatic 342,21 ‐10,48 LinStatic 276,77 ‐1357,29 LinStatic 415,86 1294,87 LinStatic ‐533,85 ‐10227,61 LinStatic ‐772,54 10361,46 LinStatic ‐331,99 ‐4487,74 LinStatic ‐340,01 4364,42 LinStatic 304,2 160,63 LinStatic 322,64 ‐124,11 Sumatoria ‐0,01 0,01
F3 M1 M2 M3 ‐17,74 0 0 0 ‐18,03 0 0 0 502,73 0 0 0 611,7 0 0 0 3616,75 0 0 0 4706,09 0 0 0 3904,51 0 0 0 4999,57 0 0 0 257,98 0 0 0 316,43 0 0 0 18879,99
Estado de cargas puras CaseType F1 LinStatic 8,67 LinStatic 16,26 LinStatic 76,5 LinStatic 109,87 LinStatic ‐10,65 LinStatic 7,42 LinStatic 7,63 LinStatic 37,23 LinStatic ‐78,98 LinStatic ‐173,95 Sumatoria 0
F2 15,47 2,07 ‐1,38 ‐25,47 42,46 ‐12,92 ‐11,94 ‐36,26 ‐0,42 28,4 0,01
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F3
M1 M2 M3 13 0 0 0 18,34 0 0 0 85,38 0 0 0 126,28 0 0 0 78,65 0 0 0 112,75 0 0 0 78,38 0 0 0 117,96 0 0 0 40,59 0 0 0 61,63 0 0 0 732,96
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Titulo:
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Calc.: J.C
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OutputCase Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho Dtecho
OutputCase SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho SCtecho
OutputCase SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso SCuso
Estado de cargas puras CaseType F1 LinStatic ‐9,43 LinStatic ‐15,31 LinStatic 21,81 LinStatic 29,69 LinStatic ‐7,51 LinStatic ‐5,83 LinStatic ‐3,34 LinStatic 2,28 LinStatic ‐4,07 LinStatic ‐8,28 Sumatoria 0,01
Pag: 30
F2 4,34 ‐1,44 5,05 ‐9,62 11,13 ‐8,63 3,14 ‐8 ‐5,14 9,16 ‐0,01
De: 47
F3 M1 M2 M3 7,12 0 0 0 10,48 0 0 0 41,46 0 0 0 61,22 0 0 0 32,34 0 0 0 47,5 0 0 0 22,34 0 0 0 32,99 0 0 0 15,47 0 0 0 23,08 0 0 0 294
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic ‐23,5 10,95 LinStatic ‐38,4 ‐3,65 LinStatic 58,63 12,79 LinStatic 79,31 ‐23,82 LinStatic ‐25,08 29,32 LinStatic ‐23,59 ‐22,77 LinStatic ‐4,83 8,5 LinStatic 11,71 ‐22,46 LinStatic ‐11,17 ‐14,35 LinStatic ‐23,07 25,49 Sumatoria 0,01 0
F3 M1 M2 M3 17,9 0 0 0 26,34 0 0 0 102,92 0 0 0 151,95 0 0 0 85,28 0 0 0 125,21 0 0 0 62,79 0 0 0 92,76 0 0 0 42,88 0 0 0 63,97 0 0 0 772
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic ‐850,06 ‐2226,08 LinStatic ‐773,02 2155,11 LinStatic 1214,64 ‐33,92 LinStatic 1403,41 57,16 LinStatic ‐406,1 ‐1987,92 LinStatic ‐432,04 2044,52 LinStatic ‐78,09 ‐49,54 LinStatic 158,1 89,62 LinStatic 37,36 ‐2163,4 LinStatic ‐274,21 2114,44 Sumatoria ‐0,01 ‐0,01
F3 M1 M2 M3 2485,71 0 0 0 2482,08 0 0 0 3236,4 0 0 0 2512,04 0 0 0 4612,26 0 0 0 4451,73 0 0 0 2790,29 0 0 0 1851,57 0 0 0 2312,06 0 0 0 2204,41 0 0 0 28938,55
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Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
OutputCase Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X Sismo X
Estado de cargas puras CaseType F1 LinStatic ‐195,66 LinStatic ‐69,71 LinStatic ‐1198,11 LinStatic ‐1496,59 LinStatic 29,66 LinStatic 328,98 LinStatic ‐996,53 LinStatic ‐1144,56 LinStatic ‐418,46 LinStatic ‐507,01 Sumatoria ‐5667,99
F2 ‐40,29 32,36 17,01 ‐17,24 19,08 ‐8,77 ‐47,51 12,55 ‐22,3 55,1 ‐0,01
F3 M1 M2 M3 ‐93,68 0 0 0 ‐140,39 0 0 0 ‐28,99 0 0 0 ‐43,94 0 0 0 52,37 0 0 0 72,84 0 0 0 ‐78,13 0 0 0 ‐109,94 0 0 0 148,44 0 0 0 221,43 0 0 0 0,01
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
OutputCase Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y Sismo Y
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic 103,21 ‐466,54 LinStatic ‐99,35 ‐451,4 LinStatic ‐217,04 ‐647,16 LinStatic 207,33 ‐678,56 LinStatic 114,84 ‐607,3 LinStatic ‐59,77 ‐575,29 LinStatic ‐150,71 ‐672,94 LinStatic 190,9 ‐653,45 LinStatic 43,25 ‐406,05 LinStatic ‐132,67 ‐509,31 Sumatoria ‐0,01 ‐5668
F3 M1 M2 M3 ‐74,19 0 0 0 70,94 0 0 0 ‐436,87 0 0 0 440,24 0 0 0 ‐394,62 0 0 0 392,1 0 0 0 ‐318,04 0 0 0 326,46 0 0 0 ‐202,58 0 0 0 196,57 0 0 0 0,01
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Calc.: J.C
OutputCase Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X Viento X
Pag: 31
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic 69,31 ‐14,71 LinStatic 113,94 11,22 LinStatic ‐271,07 1,07 LinStatic ‐369,49 ‐7,23 LinStatic 76,81 14,68 LinStatic 132,8 ‐10,36 LinStatic ‐108,55 ‐3,24 LinStatic ‐133,74 3,51 LinStatic ‐7,39 ‐0,89 LinStatic ‐20,34 5,95 Sumatoria ‐517,72 0
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F3 M1 M2 M3 ‐30,68 0 0 0 ‐46,52 0 0 0 ‐12,41 0 0 0 ‐18,19 0 0 0 39,94 0 0 0 59,47 0 0 0 ‐14,55 0 0 0 ‐21,24 0 0 0 17,7 0 0 0 26,49 0 0 0 0,01
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16.03.20
Titulo:
Memoria de Cálculo Proyecto Subestaciones unitarias SGO WP4
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
OutputCase Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X Viento ‐X
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
OutputCase Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y Viento Y
Joint 5 6 15 16 27 28 39 40 49 50
Calc.: J.C
OutputCase Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y Viento ‐Y
Pag: 32
De: 47
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic ‐13,2 4,08 LinStatic ‐22,59 ‐2,39 LinStatic 80,97 ‐0,59 LinStatic 107,97 1,9 LinStatic ‐41,98 4,71 LinStatic ‐81,2 ‐5,37 LinStatic 130,53 8,29 LinStatic 161,61 ‐2,79 LinStatic 5,5 5,62 LinStatic 25,75 ‐13,47 Sumatoria 353,36 ‐0,01
F3 M1 M2 M3 7,12 0 0 0 10,73 0 0 0 ‐0,52 0 0 0 ‐0,75 0 0 0 12,73 0 0 0 20,09 0 0 0 14,89 0 0 0 20,94 0 0 0 ‐34,22 0 0 0 ‐51,02 0 0 0 ‐0,01
Estado de cargas puras CaseType F1 F2 LinStatic 43,03 ‐54,71 LinStatic ‐41,87 ‐44,63 LinStatic ‐186,13 ‐255,83 LinStatic 181,96 ‐271,48 LinStatic 121,56 ‐238,9 LinStatic ‐76,51 ‐213,94 LinStatic ‐123,35 ‐289,33 LinStatic 149,91 ‐271,88 LinStatic 82,97 ‐63,89 LinStatic ‐151,57 ‐130,99 Sumatoria 0 ‐1835,58
F3 M1 M2 M3 ‐54,11 0 0 0 52,01 0 0 0 ‐310,04 0 0 0 311,98 0 0 0 ‐314,11 0 0 0 312,22 0 0 0 ‐273,9 0 0 0 280,68 0 0 0 ‐170,73 0 0 0 166 0 0 0 0
CaseType LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic Sumatoria
F1 ‐40,04 47,51 191,68 ‐175,96 ‐124,23 75,87 118,33 ‐156,11 ‐83,79 146,74 0
F2 56,05 43,43 254,12 272,98 242,02 210,48 292,77 269,43 47,59 146,75 1835,62
F3 M1 M2 M3 54,17 0 0 0 ‐52,01 0 0 0 310,04 0 0 0 ‐312,03 0 0 0 314,1 0 0 0 ‐312,17 0 0 0 273,69 0 0 0 ‐280,7 0 0 0 170,91 0 0 0 ‐166,01 0 0 0 ‐0,01
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8.9.10 REACCIONES PARA CONDICIÓN DE IZAJE A continuación, se detallan las reacciones obtenidas para el estado de izaje de la base skid para el posterior diseño de las orejas de izaje:
Joint Text 7 8 19 20 33 34 47 48
OutputCase Text izaje izaje izaje izaje izaje izaje izaje izaje
Calc.: J.C
Reacciones en estado de izaje CaseType F1 F2 Text Kgf Kgf Combination 2298,56 ‐124,03 Combination 2469,37 343,56 Combination ‐958,13 431,81 Combination ‐2073,39 ‐551 Combination ‐5753,73 ‐904,57 Combination ‐5368,26 343,5 Combination 4124,44 270,87 Combination 5261,13 189,86 Sumatoria ‐0,01 0
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F3 M1 M2 M3 Kgf Kgf‐m Kgf‐m Kgf‐m 972,56 0 0 0 990,71 0 0 0 5161,1 0 0 0 6285,98 0 0 0 12540 0 0 0 15844,93 0 0 0 4095,72 0 0 0 4936,64 0 0 0 50827,64
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Titulo:
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CONCLUSIONES
Luego de haber realizado el análisis y los cálculos correspondientes se presentan las siguientes conclusiones:
Las deformaciones verticales y horizontales en los perfiles y ´planchas que configuran la estructura, se encuentran bajos de los valores máximos indicados por la normativa tanto para las solicitaciones sísmicas como las solicitaciones combinadas, predominando el diseño por servicio las deformaciones verticales inducidas por las solicitaciones de peso propio de equipos y de las sobrecargas de piso.
En todos los perfiles que estructuran la base skid, envolventes y estructuras secundarias, se han obtenidos factores de uso
para los distintos esfuerzos que se
presentaron, valores inferiores a 1.0, obteniendo en cierto perfiles que la servicialidad de estos, predomina sobre la resistencia, bajo estos dos criterios la estructuración de perfiles se encuentra acorde a las solicitaciones combinadas del punto 7.5 del presente.
Las planchas que cubren paredes externas de la envolvente, envigado de piso y techumbre, han sido verificadas en base a lo dispuesto a tablas de esfuerzos, las cuales señalan las cargas máximas admisibles que ha soportar por cada plancha y cuya solicitación se ha comparado con las solicitaciones mayoradas y combinadas que se presentan en el diseño.
En término de las verificaciones por servicialidad de la envolvente, se concluye que la estructura no se volteará o deslizará frente a las solicitaciones que se presentan y a su vez, el suelo en el cual se apoya cumplen en términos de su capacidad de soporte.
Para la verificación de los pernos de unión de cáncamos, zona de arrastre y las orejas de izajes que conforman el sistema de transporte y arrastre de la estructura, se concluye que lo propuesto por Vermetal cumple en términos de factores de utilización y de factores de seguridad.
Calc.: J.C
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Para el tema sísmico, se menciona que la estructuración de perfiles propuesta es capaz de resistir las cargas y esfuerzos sísmicos, sin producción fallas por resistencias en los perfiles o fallas por servicio a raíz de las deformaciones.
En términos generales la propuesta de módulo de Vermetal a su cliente Siemens cumple con todos los requerimientos de las normativas de diseño en términos de resistencia y servicialidad.
En síntesis, general, se satisface con el objetivo del proyecto
Suscribe:
________________________________ JORGE FRANCISCO CALFIL Ingeniero Civil Estructural
Calc.: J.C
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10 ANEXO: CÁLCULOS 10.4 GEOMETRIA DEL MODELO COMPUTACIONAL Para el análisis de la estructura se construyeron modelos 3D en el software SAP2000 v14, en los que se incorporaron los perfiles, vigas, pilares y y planchas de piso, no modelando planchas de pared y de techumbre de las envolventes. Los elementos uniaxiales se modelan como elementos frame, los cuales llevan 6 grados de libertad por nodo, los muros se modelan como elementos tipo shell, los cuales tienen 24 grados de libertad ( 6 grados de libertad por nodo) esto convalida la compatibilidad de los elementos. Kilogramos (kg) y centímetro (m) son las unidades empleadas en el cálculo y en la modelación computacional kilogramos (kg) y metros (m). Para los resultados se utilizan unidades convencionales que se aclaran respectivamente en cada caso. En la siguiente figura se nota el modelo realizado:
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10.5 CARGAS EN EL MODELO. Se consideran los siguientes estados de carga: 10.5.2 PESO PROPIO (PP) Peso propio de la estructura, considerando un peso unitario del acero s=7.85ton/m3, un peso unitario del hormigón h=2.5 ton/m3. Incluidos automáticamente por SAP2000.
10.5.3 Carga estática de equipos (Dequipos) A continuación, se detalla la aplicación de la carga de los pesos de los equipos sobre la base skid:
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10.5.4 Carga estática techo (Dtecho) Peso estático de la techumbre que se instalará para cubrir la estructura de cerchas el cual no es considerado en forma automática en la modelación por lo cual se debe ingresar, según las especificaciones se debe considerar planchas de 2.0 mm. Se considera una carga de superficie en techumbre de 36 kg/m2 la cual se distribuye a la estructura de techumbre mediante el ancho tributario entre las cerchas que conforma dicha techumbre.
Ancho tributario entre cercha
:
0.75 mts.
Carga de superficie en techumbre
:
36 kg/m2.
Carga lineal de techumbre
:
30 kg/ml.
Calc.: J.C
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10.5.5 Carga estática paredes (Dpared) Peso estático de las planchas de acero de 2,0mm que recubrirán todas las paredes de las envolventes. Se considera una carga de superficie de 12 kg/m2, esta carga se distribuye linealmente al perímetro de apoyo de la envolvente en el envigado de piso.
Altura de paredes
:
3.0 mts.
Carga de superficie de paredes
:
12 kg/m2.
Carga lineal de paredes
:
36 kg/ml.
Calc.: J.C
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10.5.6 Sobrecarga de Techo (SCT) Según NCh 1537.Of2009: Cargas permanentes y cargas de uso. Y según lo ofertado por Vermetal a su cliente la techumbre debe soportar una carga mayor a lo señalado en NCh 1537 debido a las condiciones de uso de la sala. Se considera una sobrecarga de techo de 100 kg/m2 proyectada en la techumbre, la cual es distribuida linealmente a las cercha de techumbre mediante el ancho tributario que existe entre ellos.
Ancho tributario promedio
:
0.75mts.
Carga de superficie de techo
:
100 kg/m2.
Carga lineal de techo
:
75 kg/ml.
Calc.: J.C
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10.5.7 Sobrecarga de Piso (SC) Según NCh 1537.Of2009: Cargas permanentes y cargas de uso. Y según lo ofertado por Vermetal a su cliente la estructura debe soportar una sobrecarga de uso que es aparte de las cargas permanentes de equipos. Se considera una sobrecarga de piso de 1000 kg/m2 distribuida en el envigado de vigas UPN200 y UPN300 mediante ancho tributario.
Ancho tributario promedio
:
0.61mts.
Carga de superficie de piso
:
1000 kg/m2.
Calc.: J.C
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10.5.8 Carga Sísmica Horizontal(Sismo X, Sismo Y) Sismo horizontal y vertical a través del análisis estático según lo establecido en la Nch.433 y Nch 2369 tomando en consideración los siguientes parámetros: ‐
Zona sísmica:
2.
‐
Aceleración efectiva (Ao):
0.3g
‐
Coeficiente de importancia (C):
1.0
‐
Factor de modificación (R):
5
‐
Razón de amortiguamiento (e):
0.02
La carga sísmica se considerada es aplicada en las dos direcciones de análisis principales y las cuales son modeladas en los apoyos de cada cercha que constituyen la estructura de techumbre.
Aplicación sismo X.
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Aplicación sismo Y.
10.5.9 SISMO VERTICAL (Sismo Z) Según lo descrito en el punto 5.5.1 letra d y 5.1.1 de la NCh 2369, la fuerza sísmica vertical se deberá calcular a través de la siguiente expresión:
Ao *I *P g 2 0.3 * g * 1.0 * P Ez * 3 g Ez 0.20 * P Ez
La fuerza sísmica vertical será cargada en la estructura a través de un porcentaje del peso estático permanente según lo detallado en el cálculo de Ez en el programa SAP a través de su opción de “load cases”.
Calc.: J.C
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10.5.10Viento (Vx, Vy)
Según indicaciones de propuesta, la estructura debe resistir una velocidad de viento de 132 km/hr que a través de los siguientes cálculos se obtiene la carga a distribuir en la techumbre y las paredes: Según la nch432 la presión básica del viento a través de la velocidad es la siguiente:
u 2 36.6m / s 83.7kg / m 2 16 16 2
q
Se asume conservadoramente una presión básica de viento de 83,7 kg/m2, y aplicando los factores de reducción de carga según NCh432 para superficies inclinadas de
(1.2 * sen( ) 0.4) * Pbasica para el caso de presión y de 0.4 para succión, de esta forma con un ángulo de 5.7º de inclinación de la techumbre se obtienen las cargas aplicadas en la techumbre que son las siguientes:
-
Carga de presión : (1.2 * sen(5.7) 0.4) * 83,7
-
Carga de succión: 0.4 * 83,7
kg kg 88.8 2 2 m m
kg kg 33.5 2 2 m m
La carga de viento para las paredes verticales son las siguientes: -
Carga de presión: 0.8 * 83,7
kg kg 66.9 2 2 m m
-
Carga de succión: 0.4 * 83.7
kg kg 33.5 2 2 m m
A través de las siguientes imágenes se muestras los dos estados de vientos cargados en el modelación tanto para Vx , V-x, y en dirección Vy y V-y a través de los anchos tributarios entre pilares que conforman las envolventes: En la siguiente imagen se detalla la aplicación de la carga en la modelación estructural:
Calc.: J.C
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Titulo:
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Carga de viento Vx.
Carga de viento -Vx.
Calc.: J.C
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16.03.20
De: 47
Titulo:
Memoria de Cálculo Proyecto Subestaciones unitarias SGO WP4
Pag: 46
Carga de viento Vy
Carga de viento -Vy
Calc.: J.C
VERMETAL-MC-00613-REV-2
Fecha:
Vermetal-Parque Industrial Sant iago Norte, María Josefina #989, Lampa, Sant iago Fono: 0229642040 E-mail: [email protected] www.vermetal.cl
16.03.20
De: 47
Titulo:
Memoria de Cálculo Proyecto Subestaciones unitarias SGO WP4
Pag: 47
De: 47
10.5.11Izaje (IZ)
Se considera una solicitación de izaje destinada a abarcar el proceso de montaje tanto de la base skid completa, como las envolventes y techumbre de estas en forma separada. De manera de considerar el aspecto del impacto que se pudiesen presentar en el proceso de izaje se ha considerado tomar dos veces el peso estático permanente presente en cada una de las estructuras.
10.6 PLANILLAS DE CÁLCULO
Calc.: J.C
VERMETAL-MC-00613-REV-2
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DISEÑO DE PERILES
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AGUSTI
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, m, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 46 Length: 3,250 Loc : 0,000
X Mid: 13,150 Y Mid: 0,600 Z Mid: 1,625
Combo: ENV. LRFD Design Type: Column Shape: Tubular 100/100/3Frame Type: OCBF Class: Non-Compact Princpl Rot: 0,000 degrees
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,012
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,010 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=0,001 J=2,738E-06 E=2,039E+10 RLLF=1,000
I33=1,827E-06 I22=1,827E-06 fy=25000000,00 Fu=40000000,0
r33=0,040 r22=0,040 Ry=1,000
S33=3,654E-05 S22=3,654E-05 z33=4,235E-05 z22=4,235E-05
HSS Welding: ERW
Reduce HSS Thickness? No
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 0,000 -348,502 441,557 442,528
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 241,947
Av3=6,000E-04 Av2=6,000E-04
Vu3 458,864
Tu -12,275
B2 1,000 1,000
Cm 0,635 1,000
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1-1b) D/C Ratio: 0,942 = 0,009 + 0,463 + 0,469 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1-1b) Factor L K1 Major Bending 1,000 1,000 Minor Bending 1,000 1,000
K2 1,000 1,000
Lltb 1,000
Kltb 1,000
Cb 2,503
Pu Force -348,502
phi*Pnc Capacity 18457,523
phi*Pnt Capacity 26190,000
Major Moment Minor Moment
Mu Moment 441,557 447,003
phi*Mn Capacity 952,965 952,965
phi*Mn No LTB 952,965
Torsion
Tu Moment -12,275
Tn Capacity 845,246
phi*Tn Capacity 760,721
Vu Force 241,947 458,864
phi*Vn Capacity 7614,000 7614,000
Stress Ratio 0,032 0,060
LTB
Axial
B1 1,000 1,010
phi*Mn Cb=1 952,965
SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
Status Check OK OK
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\base 16-12-2019 17:09 skid 316.sdb
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, cm, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 17 Length: 265,000 Loc : 265,000
X Mid: 0,000 Y Mid: 0,000 Z Mid: 132,500
Combo: ENV. LRFD Shape: Pilar P4 Class: Non-Compact
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,009
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,003 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=9,963 J=0,209 E=2038901,916 RLLF=1,000
I33=465,212 I22=228,695 fy=2500,000 Fu=4000,000
r33=6,833 r22=4,791 Ry=1,000
S33=40,265 S22=25,260 z33=59,237 z22=36,028
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 265,000 -226,399 29893,193 -24870,239
Design Type: Column Frame Type: OCBF Princpl Rot: 0,000 degrees
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 -279,883
Av3=3,413 Av2=4,563
Vu3 196,440
Tu -1,389
B2 1,000 1,000
Cm 1,000 1,000
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1-1b) D/C Ratio: 0,776 = 0,006 + 0,331 + 0,439 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1-1b) Factor L K1 Major Bending 1,000 1,000 Minor Bending 1,000 1,000
LTB
Axial
Major Moment Minor Moment
K2 1,000 1,000
B1 1,002 1,003
Lltb 1,000
Kltb 1,000
Cb 2,213
Pu Force -226,399
phi*Pnc Capacity 19119,059
phi*Pnt Capacity 22415,625
Mu Moment 29944,048 -24956,457
phi*Mn Capacity 90596,935 56834,789
phi*Mn No LTB 90596,935
phi*Mn Cb=1 90596,935
Vu Force 279,883 199,413
phi*Vn Capacity 6160,581 4607,098
Stress Ratio 0,045 0,043
Status Check OK OK
SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\Envolvente 02-03-2020 13:02 312.sdb
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, cm, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 6 Length: 200,000 Loc : 0,000
X Mid: 100,000 Y Mid: 0,000 Z Mid: 265,000
Combo: ENV. LRFD Shape: corona plegada Class: Non-Compact
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,004
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,002 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=8,563 J=0,791 E=2038901,916 RLLF=1,000
I33=86,918 I22=73,149 fy=2500,000 Fu=4000,000
r33=3,186 r22=2,923 Ry=1,000
S33=13,836 S22=12,246 z33=19,695 z22=20,737
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 0,000 -90,370 -9561,980 -1819,420
Design Type: Beam Frame Type: OCBF Princpl Rot: 0,000 degrees
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 -200,018
Av3=5,252 Av2=2,426
Vu3 -13,172
Tu -7,119
B2 1,000 1,000
Cm 1,000 0,834
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1-1b) D/C Ratio: 0,377 = 0,003 + 0,308 + 0,066 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1-1b) Factor L K1 Major Bending 1,000 1,000 Minor Bending 1,000 1,000
LTB
Axial
Major Moment Minor Moment
K2 1,000 1,000
B1 1,002 1,000
Lltb 1,000
Kltb 1,000
Cb 2,493
Pu Force -90,370
phi*Pnc Capacity 15102,408
phi*Pnt Capacity 19265,625
Mu Moment -9581,782 -1819,420
phi*Mn Capacity 31129,965 27553,152
phi*Mn No LTB 31129,965
phi*Mn Cb=1 31129,965
Vu Force 200,018 13,172
phi*Vn Capacity 3274,919 7090,579
Stress Ratio 0,061 0,002
Status Check OK OK
SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
CONNECTION SHEAR FORCES FOR BEAMS VMajor VMajor Left Right Major (V2) 200,018 200,480
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\Envolvente 02-03-2020 13:03 312.sdb
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, m, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 7 Length: 2,480 Loc : 1,488
X Mid: 1,875 Y Mid: 1,240 Z Mid: 0,860
Combo: ENV. LRFD Shape: Canal 150/50/3 Class: Slender
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,000
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,000 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=7,320E-04 J=0,000 E=2,039E+10 RLLF=1,000
I33=2,367E-06 I22=0,000 fy=25000000,00 Fu=40000000,0
r33=0,057 r22=0,015 Ry=1,000
S33=3,157E-05 S22=4,132E-06 z33=3,760E-05 z22=7,255E-06
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 1,488 2,031 226,503 0,309
Design Type: Beam Frame Type: OCBF Princpl Rot: 0,000 degrees
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 73,006
Av3=3,000E-04 Av2=4,500E-04 Cw=0,000
Vu3 0,259
Tu 1,866
B2 1,000 1,000
Cm 1,000 1,000
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1.2,H1-1b) D/C Ratio: 0,507 = 0,000 + 0,505 + 0,003 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1.2,H1-1b) Factor L K1 K2 Major Bending 1,000 1,000 1,000 Minor Bending 1,000 1,000 1,000
B1 1,000 1,000
LTB
Lltb 1,000
Kltb 1,000
Cb 1,130
Axial
Pu Force 2,031
phi*Pnc Capacity 4147,427
phi*Pnt Capacity 16470,000
Mu Moment 226,503 0,309
phi*Mn Capacity 448,932 113,458
phi*Mn No LTB 698,900
phi*Mn Cb=1 397,254
Vu Force 73,006 1,056
phi*Vn Capacity 6075,000 4050,000
Stress Ratio 0,012 0,000
Status Check OK OK
Major Moment Minor Moment SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
CONNECTION SHEAR FORCES FOR BEAMS VMajor VMajor Left Right Major (V2) 365,053 365,046
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\Envolvente 19-12-2019 15:51 312.sdb
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, cm, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 2 Length: 1500,000 Loc : 747,600
X Mid: 750,000 Y Mid: 0,000 Z Mid: 0,000
Combo: ENV. LRFD Shape: UPN300 Class: Slender
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,020
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,041 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=58,740 J=36,240 E=2038901,916 RLLF=1,000
I33=8022,000 I22=494,000 fy=2500,000 Fu=4000,000
r33=11,686 r22=2,900 Ry=1,000
S33=534,800 S22=67,551 z33=646,900 z22=144,600
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 747,600 -2973,792 -227194,965 -55097,290
Design Type: Beam Frame Type: OCBF Princpl Rot: 0,000 degrees
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 -3924,681
Av3=26,670 Av2=30,000 Cw=78723,965
Vu3 -2083,445
Tu 465,019
B2 1,000 1,000
Cm 1,000 1,000
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1-1b) D/C Ratio: 0,416 = 0,027 + 0,163 + 0,227 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1-1b) Factor L K1 Major Bending 1,000 1,000 Minor Bending 0,045 1,000
LTB
Axial
K2 1,000 1,000
Lltb 0,045
Kltb 1,000
Cb 1,143
Pu Force -2973,792
phi*Pnc Capacity 55768,860
phi*Pnt Capacity 132165,000
B1 1,043 1,001
Mu phi*Mn phi*Mn phi*Mn Moment Capacity No LTB Cb=1 Major Moment -237019,181 1455525,000 1455525,000 1455525,000 Minor Moment -55171,600 243183,375 SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
Vu Force 3924,681 2083,445
phi*Vn Capacity 40500,000 43200,000
Stress Ratio 0,097 0,048
Status Check OK OK
CONNECTION SHEAR FORCES FOR BEAMS VMajor VMajor Left Right Major (V2) 673,126 698,280
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\base 16-12-2019 17:12 skid 316.sdb
Project Job Number Engineer
SAP2000 AISC 360-16 STEEL SECTION CHECK Units : Kgf, cm, C
(Summary for Combo and Station)
Frame : 23 Length: 260,000 Loc : 145,000
X Mid: 1183,700 Y Mid: 130,000 Z Mid: 0,000
Combo: ENV. LRFD Shape: UPN200 Class: Slender
Provision: LRFD D/C Limit=0,950 AlphaPr/Py=0,077
Analysis: Direct Analysis 2nd Order: Amplified 1st Order AlphaPr/Pe=0,140 Tau_b=1,000
PhiB=0,900 PhiS=0,900
PhiC=0,900 PhiS-RI=1,000
PhiTY=0,900 PhiST=0,900
PhiTF=0,750
A=32,190 J=11,230 E=2038901,916 RLLF=1,000
I33=1911,000 I22=148,300 fy=2500,000 Fu=4000,000
r33=7,705 r22=2,146 Ry=1,000
S33=191,100 S22=26,998 z33=233,500 z22=58,040
STRESS CHECK FORCES & MOMENTS (Combo ENV. LRFD) Location Pu Mu33 Mu22 145,000 6175,014 123469,635 -23310,156
Design Type: Beam Frame Type: OCBF Princpl Rot: 0,000 degrees
Reduction: Tau-b Fixed EA factor=0,800 EI factor=0,800
Vu2 1017,199
Av3=14,380 Av2=17,000 Cw=10436,180
Vu3 -387,551
Tu 909,342
B2 1,000 1,000
Cm 1,000 1,000
PMM DEMAND/CAPACITY RATIO (H1.2,H1-1b) D/C Ratio: 0,517 = 0,043 + 0,235 + 0,240 = (1/2)(Pr/Pc) + (Mr33/Mc33) + (Mr22/Mc22) AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN (H1.2,H1-1b) Factor L K1 K2 Major Bending 1,000 1,000 1,000 Minor Bending 1,000 1,000 1,000
LTB
Axial
Major Moment Minor Moment
B1 1,000 1,000
Lltb 1,000
Kltb 1,000
Cb 1,315
Pu Force 6175,014
phi*Pnc Capacity 33770,825
phi*Pnt Capacity 72427,500
Mu Moment 123469,635 -23310,156
phi*Mn Capacity 525375,000 97192,790
phi*Mn No LTB 525375,000
phi*Mn Cb=1 439892,988
Vu Force 1583,852 604,153
phi*Vn Capacity 22950,000 23287,500
Stress Ratio 0,069 0,026
Status Check OK OK
SHEAR CHECK Major Shear Minor Shear
CONNECTION SHEAR FORCES FOR BEAMS VMajor VMajor Left Right Major (V2) 1539,447 1645,450
C:\Users\jorge\Desktop\Jorge 2018\Proyectos 2019\49- Proyecto base SKIP siemens\1- Modelos Estructurales\rev.A\base 16-12-2019 17:10 skid 316.sdb
DISEÑO DE OREJA DE IZAJE
Vermetal-Parque Industrial Sant iago Norte, María Josefina #989, Lampa, Sant iago Fono: 0229642040 E-mail: [email protected] www.vermetal.cl
AGUSTI
Verificacion de oreja de izaje techumbre A continuacion se verifica la oreja de izaje, mediante el metodo de resistencia ultima de la norma AISC 360-10, el cual es concordante con las combinaciones de carga realizadas en el analisis de la estructura.
Materiales Acero ASTM A-36 Fy 2500
kgf cm
Fu 4100
kgf cm
2
2
Limite de fluencia
Limite de rotura
Geometria de la placa de izaje. t 10mm
Espesor de la placa de izaje
Lb 50mm
Longitud traccionada
Lc 75mm
Longitud de corte
D 50mm
Diametro del orificio
H 150mm
Altura de placa
L 150mm
Longitud de placa
d 0mm c 0mm
Distancia entre pernos, no aplica ver.. Distancia al borde cortado, no aplica
Esfuerzo de diseño. T 453 kgf
Solicitación vertical máxima
V 222 kgf
Solicitación axial máxima
Momento por traccion en el centro de los pernos M T ( L Lb ) 4530 kgf cm Traccion maxima de calculo Tmax
2
2
V T 504.473 kgf
Calculos AISC D-5.2 Verificaciones de geometria D
b Lb
2
25 mm
a Lc
D 2
50 mm
Longitud de calculo normal a la fuerza b e min( 2 t 16mm b ) 25 mm
Controla b distancia al borde
Verificacion longitud paralela a la fuerza amin
4 3
b e 33.333 mm
Verificacion
if amin a "OK" "MAL" "OK" Verificacion ancho total normal a la fuerza Lmin 2 b D 100 mm Verificacion
if Lmin L "OK" "MAL" "OK"
Verificacion distancia a los bordes y aplastamiento en el area de apoyo del pasador
Rotura por traccion en el area neta efectiva AISC D5.1 Pn1 2 t b e Fu 20500 kgf Rotura por corte en el area efectiva (AISC J.4.2, AISC D5.1) 2
Asf2 2 t Lc 1500 mm
Pn2 0.6 Fu Asf2 36900 kgf Aplastamiento en el area proyectada del pasador (AISC J7) 2
Asf D t 500 mm
Pn3 1.8 Fy Asf 22500 kgf
Resistencia de la seccion analizada, es la minima de las anteriores analizadas. ϕ 0.75
Factor de reduccion LRFD
Pn ϕ min Pn1 Pn2 Pn3 15375 kgf Tmax 504.473 kgf Fups
Tmax Pn
0.033
Factor de utilización de oreja de izaje
Verificacion de oreja de izaje apoyo 34 A continuacion se verifica la oreja de izaje, mediante el metodo de resistencia ultima de la norma AISC 360-10, el cual es concordante con las combinaciones de carga realizadas en el analisis de la estructura.
Materiales Acero ASTM A-36 Fy 2500
kgf 2
Limite de fluencia
cm Fu 4100
kgf 2
Limite de rotura
cm
Geometria de la placa de izaje. t 20mm
Espesor de la placa de izaje
Lb 50mm
Longitud traccionada
Lc 100mm
Longitud de corte
D 40mm
Diametro del orificio
H 125mm
Altura de placa
L 200mm
Longitud de placa
d 125mm c 30mm
Distancia entre pernos. Distancia al borde cortado
Esfuerzo de diseño. T 15844 kgf
Solicitación vertical máxima
V 5368 kgf
Solicitación axial máxima
Momento por traccion en el centro de los pernos M T ( L Lb ) 237660 kgf cm Traccion maxima de calculo Tmax
2
2
V T 16728.651 kgf
Calculos AISC D-5.2 Verificaciones de geometria D
b Lb
2
30 mm
a Lc
D 2
80 mm
Longitud de calculo normal a la fuerza b e min( 2 t 16mm b ) 30 mm
Controla b distancia al borde
Verificacion longitud paralela a la fuerza amin
4 3
b e 40 mm
Verificacion
if amin a "OK" "MAL" "OK" Verificacion ancho total normal a la fuerza Lmin 2 b D 100 mm Verificacion
if Lmin L "OK" "MAL" "OK"
Verificacion distancia a los bordes y aplastamiento en el area de apoyo del pasador
Rotura por traccion en el area neta efectiva AISC D5.1 Pn1 2 t b e Fu 49200 kgf Rotura por corte en el area efectiva (AISC J.4.2, AISC D5.1) 2
Asf2 2 t Lc 4000 mm
Pn2 0.6 Fu Asf2 98400 kgf Aplastamiento en el area proyectada del pasador (AISC J7) 2
Asf D t 800 mm
Pn3 1.8 Fy Asf 36000 kgf
Resistencia de la seccion analizada, es la minima de las anteriores analizadas. ϕ 0.75
Factor de reduccion LRFD
Pn ϕ min Pn1 Pn2 Pn3 27000 kgf Tmax 16728.651 kgf Fups
Tmax Pn
0.62
Factor de utilización de oreja de izaje
CALCULO DE ESTABILIDAD
Vermetal-Parque Industrial Sant iago Norte, María Josefina #989, Lampa, Sant iago Fono: 0229642040 E-mail: [email protected] www.vermetal.cl
AGUSTI
analisis de estabilidad Df Profundidad de fundacion Carga admisible estatico Cargas admisible sismico Angulo de friccion de la fundacion Coeficiente de balasto K30 estatico Coeficiente de balasto K30 sismico % Compresion minima (Normativa) ZAPATA B L a b d Ht Peso esp hormigon Calculos Preliminares Xcg Ycg Ixx Iyy Ixx*Iyy Ixx/A Iyy/A B/6 L/6 Solicitaciones Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
fr 1,5
1,9
Tipo de carga D L Lr F R S T Ex Ey Wx W-x Wy W-y H
Carga muerta Total considerando Pp
0,5 1,8 2,5 30 4 8 80 100 100 20 20 50 50 2500 0,5 0,5 0,08333 0,08333 0,00694 0,08333 0,08333 0,17 0,17
‐0,3237
γ relleno
A A' h Vol_zap Vol_cab Ppz+c Vol relleno pprell Pp
m m m4 m4 m8 m2 m2 m m
1 0,04 0 0,500 0 1,25 0,000 0 1,25
cm cm cm kg/m3
m2 m2 cm m3 m3 tonf m3 tonf tonf
4,4442
7,07
0
0
0
Tens max kg/cm²
Ok! Tension
0,89
OK Cumple % de Compresion
CONTROL DE ASENTAMIENTO Kv kg/cm3 cimientacion corrida cm Asentamiento metodo rapido Distancia desfaborable a otro pilar Distorcion de zapata Limite de distorcion maxima L/600 OK! Cumple distorcion
TA1=D+F TA2=D+H+F+L+T TA3=D+H+F+ (Lr ) TA3=D+H+F+ (S) TA3=D+H+F+ (R) TA4=D+H+F+0.75(L+T)+0.75 (Lr) TA4=D+H+F+0.75(L+T)+0.75 (S) TA4=D+H+F+0.75(L+T)+0.75 (R) TA5=D+H+F+(Wx) TA5=D+H+F+(W-x) TA5=D+H+F+(Wy) TA5=D+H+F+(W-y) TA5=D+H+F+(Ex) TA5=D+H+F+(E-x) TA5=D+H+F+(Ey) TA5=D+H+F+(E-y) TA6=D+H+F+0.75(Wx)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(W-x)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(Wy)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(W-y)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(Wx)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(W-x)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(Wy)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(W-y)+0.75L+0.75(S)
CABEZAL 20 20 0 Relleno 1800
a1 b1 c
cm cm cm cm cm cm kg/m3
ANALISIS DE DESLIZAMIENTO EN LA BASE 0,3640 Factor de seguridad requerido Factor de seguridad de la zapata
COMBINACIONES DE CARGA
Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
apoyo supuesto 30x50
Qx Qy N Mx My T Tonf Tonf Tonf Tonf‐m Tonf‐m Tonf‐m ‐0,3237 4,4442 5,8153 0 0 0 0,1581 0,0896 1,8516 0 0 0 0,0117 ‐0,0225 0,0928 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ‐1,1446 0,0125 ‐0,1099 0 0 0 0,1909 ‐0,6535 0,3265 0 0 0 ‐0,1337 0,0035 ‐0,0212 0 0 0 0,1616 ‐0,0028 0,0209 0 0 0 0,1499 ‐0,2719 0,2807 0 0 0 ‐0,1561 0,2694 ‐0,2807 0 0 0
Ok! Cumple Deslizamiento 1,06 0,844 280 0,0030 0,4667
m Kg/cm2 Kg/cm2 º Kg/cm3 Kg/cm3 %
1,5
2 3 4 5
‐0,2 0
100,0
N max 1
Volcamiento 2,50
σ14
‐0,4
Comb 2 Area comprimida
Comb
x
‐0,6
0,2
1 2 31 0,6 4 ‐1 5 0,4
Factor de seguridad requerido Factor de seguridad de la zapata
Ok! Cumple volcamiento
σ
y ‐0,5 0,5 0,5 ‐0,5 ‐0,5 0,00 0,17 0 ‐0,17 0 ‐0,5 0,17
N
Qx
Qy
Mx
My
T
ey
ex
Tonf 7,07 8,92 7,16 7,07 7,07 8,52 8,45 8,45 7,04 7,09 7,35 6,78 6,96 6,96 7,39 7,39 8,45 8,48 8,67 8,25 8,44 8,47 8,66 8,24
Tonf ‐0,32 ‐0,17 ‐0,31 ‐0,32 ‐0,32 ‐0,20 ‐0,21 ‐0,21 ‐0,46 ‐0,16 ‐0,17 ‐0,48 ‐1,47 0,82 ‐0,13 ‐0,51 ‐0,30 ‐0,08 ‐0,09 ‐0,32 ‐0,31 ‐0,08 ‐0,09 ‐0,32
Tonf 4,44 4,53 4,42 4,44 4,44 4,49 4,51 4,51 4,45 4,44 4,17 4,71 4,46 4,43 3,79 5,10 4,51 4,51 4,31 4,71 4,51 4,51 4,31 4,71
Tonf‐m 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tonf‐m 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tonf‐m 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
m
m 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0
0,5 0,5 ‐0,5 ‐0,5 0,5 0,00 0 ‐0,17 0 0,17 00,5
σ3
σ2 1
Tipo de distribucion x y Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
TA6=D+H+F+0.75(Wx)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(W-x)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(Wy)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(W-y)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(Ex)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(E-x)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(Ey)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(E-y)+0.75L+0.75(Lr) TA6=D+H+F+0.75(Ex)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(E-x)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(Ey)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(E-y)+0.75L+0.75(S) TA6=D+H+F+0.75(Ex)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(E-x)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(Ey)+0.75L+0.75(R) TA6=D+H+F+0.75(E-y)+0.75L+0.75(R) TA7=0.6D+Wx+H TA7=0.6D+W-x+H TA7=0.6D+Wy+H TA7=0.6D+W-y+H TA8=0.6D+Ex+H TA8=0.6D+E-x+H TA8=0.6D+Ey+H TA8=0.6D+E-y+H
Maximo Minimo Mayor absoluto DISEÑO ENV ADM
8,44 8,47 8,66 8,24 8,38 8,38 8,71 8,71 8,37 8,37 8,70 8,70 8,37 8,37 8,70 8,70 4,22 4,26 4,52 3,96 4,13 4,13 4,57 4,57 N Tonf 8,92 3,96 8,9169
‐0,31 ‐0,08 ‐0,09 ‐0,32 ‐1,06 0,65 ‐0,06 ‐0,35 ‐1,06 0,65 ‐0,06 ‐0,35 ‐1,06 0,65 ‐0,06 ‐0,35 ‐0,33 ‐0,03 ‐0,04 ‐0,35 ‐1,34 0,95 0,00 ‐0,39 Qx Tonf 0,95 ‐1,47 ‐1,4683
4,51 0,00 0,00 0,00 4,51 0,00 0,00 0,00 4,31 0,00 0,00 0,00 4,71 0,00 0,00 0,00 4,52 0,00 0,00 0,00 4,50 0,00 0,00 0,00 4,02 0,00 0,00 0,00 5,00 0,00 0,00 0,00 4,52 0,00 0,00 0,00 4,50 0,00 0,00 0,00 4,02 0,00 0,00 0,00 5,00 0,00 0,00 0,00 4,52 0,00 0,00 0,00 4,50 0,00 0,00 0,00 4,02 0,00 0,00 0,00 5,00 0,00 0,00 0,00 2,67 0,00 0,00 0,00 2,66 0,00 0,00 0,00 2,39 0,00 0,00 0,00 2,94 0,00 0,00 0,00 2,68 0,00 0,00 0,00 2,65 0,00 0,00 0,00 2,01 0,00 0,00 0,00 3,32 0,00 0,00 0,00 Qy Mx My T Tonf Tonf‐m Tonf‐m Tonf‐m 5,10 0,00 0,00 0,00 2,01 0,00 0,00 0,00 5,0977 0 0 0
COMBINACIONES DE CARGA PARA VERIFICACIONES DE RESISTENCIA ULTIMA Qx Qy N Mx My T COMBINACIONES DE CARGA Nº Tonf Tonf Tonf Tonf‐m Tonf‐m Tonf‐m 1 U1=1.4 (D+F) ‐0,45 6,22 9,89 0,00 0,00 0,00 U2=1.2 (D+F+T)+1.6 (L+H)+0.5 (Lr) 2 ‐0,13 5,47 11,49 0,00 0,00 0,00 U2=1.2 (D+F+T)+1.6 (L+H)+0.5 (S) 3 ‐0,14 5,48 11,44 0,00 0,00 0,00 U2=1.2 (D+F+T)+1.6 (L+H)+0.5 (R) 4 ‐0,14 5,48 11,44 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (Lr) + (1L ) 5 ‐0,21 5,39 10,48 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (S) + (1L) 6 ‐0,23 5,42 10,33 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (R) + (1L) 7 ‐0,23 5,42 10,33 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (Lr) + (0.8Wx) 8 ‐0,48 5,30 8,61 0,00 0,00 0,00 9 U3=1.2D+1.6 (Lr) + (0.8W-x) ‐0,24 5,29 8,64 0,00 0,00 0,00 10 U3=1.2D+1.6 (Lr) + (0.8Wy) ‐0,25 5,08 8,85 0,00 0,00 0,00 11 U3=1.2D+1.6 (Lr) + (0.8W-y) ‐0,49 5,51 8,40 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (S) + (0.8Wx) 12 ‐0,50 5,34 8,46 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (S) + (0.8W-x) 13 ‐0,26 5,33 8,50 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (S) + (0.8Wy) 14 ‐0,27 5,12 8,70 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (S) + (0.8W-y) 15 ‐0,51 5,55 8,25 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (R) + (0.8Wx) 16 ‐0,50 5,34 8,46 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (R) + (0.8W-x) 17 ‐0,26 5,33 8,50 0,00 0,00 0,00 U3=1.2D+1.6 (R) + (0.8Wy) 18 ‐0,27 5,12 8,70 0,00 0,00 0,00 19 U3=1.2D+1.6 (R) + (0.8W-y) ‐0,51 5,55 8,25 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6Wx + 1L+0.5 (Lr) 20 ‐0,44 5,42 10,34 0,00 0,00 0,00 21 U4=1.2D + 1.6W-x + 1L+0.5 (Lr) 0,03 5,41 10,41 0,00 0,00 0,00 22 U4=1.2D + 1.6Wy + 1L+0.5 (Lr) 0,02 4,98 10,83 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6W-y + 1L+0.5 (Lr) 23 ‐0,47 5,84 9,93 0,00 0,00 0,00 24 U4=1.2D + 1.6Wx + 1L+0.5 (S) ‐0,44 5,43 10,30 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6W-x + 1L+0.5 (S) 25 0,03 5,42 10,36 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6Wy + 1L+0.5 (S) 26 0,01 4,99 10,78 0,00 0,00 0,00 27 U4=1.2D + 1.6W-y + 1L+0.5 (S) ‐0,48 5,85 9,88 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6Wx + 1L+0.5 (R) 28 ‐0,44 5,43 10,30 0,00 0,00 0,00 U4=1.2D + 1.6W-x + 1L+0.5 (R) 29 0,03 5,42 10,36 0,00 0,00 0,00 30 U4=1.2D + 1.6Wy + 1L+0.5 (R) 0,01 4,99 10,78 0,00 0,00 0,00 31 U4=1.2D + 1.6W-y + 1L+0.5 (R) ‐0,48 5,85 9,88 0,00 0,00 0,00 32 U5=1.2D+1.4Ex+1L+0.2S ‐1,83 5,44 10,18 0,00 0,00 0,00 U5=1.2D+1.4E-x+1L+0.2S 33 1,37 5,41 10,48 0,00 0,00 0,00 U5=1.2D+1.4Ey+1L+0.2S 34 0,04 4,51 10,79 0,00 0,00 0,00 U5=1.2D+1.4E-y+1L+0.2S 35 ‐0,50 6,34 9,87 0,00 0,00 0,00 36 U6=0.9D+1.6Wx+1.6H ‐0,51 4,01 6,32 0,00 0,00 0,00 U6=0.9D+1.6W-x+1.6H 37 ‐0,03 4,00 6,39 0,00 0,00 0,00 U6=0.9D+1.6Wy+1.6H 38 ‐0,05 3,56 6,81 0,00 0,00 0,00 39 U6=0.9D+1.6W-y+1.6H ‐0,54 4,43 5,91 0,00 0,00 0,00 U7=0.9D+1.4Ex+1.6H 40 ‐1,89 4,02 6,20 0,00 0,00 0,00 U7=0.9D+1.4E-x+1.6H 41 1,31 3,98 6,51 0,00 0,00 0,00 U7=0.9D+1.4Ey+1.6H 42 ‐0,02 3,08 6,82 0,00 0,00 0,00 U7=0.9D+1.4E-y+1.6H 43 ‐0,56 4,91 5,90 0,00 0,00 0,00 Maximo 1,37 6,34 11,49 0,00 0,00 0,00 Minimo ‐1,89 3,08 5,90 0,00 0,00 0,00 Mayor absoluto DISEÑO ENV MAYORA ‐1,8938 6,33754 11,4873 0 0 0
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular
Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular Rectangular