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Calculo porton
1. MEMORIA DE CÁLCULO
I. INFORMACION GENERAL
1.1 Objetivo
Verificar la resistencia de portón metálico batiente de dos hojas.
1.2 Ubicación
Departamento: La Libertad
Provincia:
Distrito:
Dirección:
1.3 Estructuración
Marco principal y transversal.
Verticales
Columnas de soporte
Tensor
1.4 Materiales
• Acero estructural A36, Fy = 2530 Kg/cm2
1.5 Reglamentos de diseño.
ReglamentoNacional de Construcciones. NormaTécnica de
Edificación E-020 "Cargas". Lima, 2003
ReglamentoNacional de Construcciones. NormaTécnica de
Edificación E-030 "Diseño Sismo Resistente". Lima, 2003.
ReglamentoNacional de Construcciones. NormaTécnica de
Edificación E-090 “Estructuras Metálicas”, Lima, 2003
AISC - LRFD. Manual of Steel Construction
2. 1.6 Programas de computación.
Autodesk Inventor 2017
Autocad V. 2015
Excel 2007
1.7 Información proporcionada
1. Esquema de dimensiones.
2. Ubicación.
3. Acero estructural A36 (Fy = 2530 Kg/cm2)
II. ANÁLISIS DE CARGAS
En este caso cada hoja del portón soportara su propio peso, por lo que
solo se considerara esta carga para verificar la resistencia.
2.1 CARGA MUERTA
Peso propio portón
Esquema de Portón
3. III ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA
Diagrama de cuerpolibre.
Mayorando lacarga (LRFD)
1.4D =1.4(720) = 1008 kg
𝑅1𝑥 = 0, (En este caso el tensormantendrálacarga horizontal sinpermitirdeflexiónenel
extremodel portón,de tal maneraque laBisagra superiorsoloejerzafuerzavertical para
sostenerlahoja,lareacciónR1x bajo estacondiciónescasi despreciable,portal motivo
simplificamosusandocero)
∑ 𝐹𝑥 = 0 = 𝑅𝑥2 − 𝑇. 𝑐𝑜𝑠 9 ……. (1)
∑ 𝐹𝑦 = 0 = 𝑅 + 𝑇.𝑠𝑒𝑛9 − 1008 …….(2)
∑ 𝑀2 = 0 = −1008(4) + 𝑇𝑐𝑜𝑠9 (2.37) + 𝑇𝑠𝑒𝑛9(8) ……(3)
De laecuación(3)
𝑇 = 1122.4 𝑘𝑔
En (2)
𝑅 = 832.417 𝑘𝑔
9°
4. Diagrama de cuerpolibre de Columna.
Diseñode columna metálica
El análisis se hará por la carga de 1108.58, que es la carga crítica y la cual
obliga tener una columna suficientemente rígida para soportar el peso del
portón.
Análisis por flexión.
Se propone usar una columna de 8”x8”x1/4”.
Para esta columna tenemos las siguientes propiedades geométricas.
Ix= 2923.34 cm^3
Zx=338.832cm^3
9°
1108.58
175.58
832.417
1008
1108.58
5. Sx= 994.3 cm^3
Ag=46.56 cm^2
Recordando que el momento plástico tiene la siguiente expresión:
𝑀𝑝 = 𝐹𝑦. 𝑍𝑥
Para acero A36 Fy= 2530 kg/cm^2
Por lo tanto
𝑀𝑝 = 2530𝑥338.832 = 857244.96 𝑘𝑔 − 𝑐𝑚
Ahora la carga última que soportara la columna viene dada por la siguiente
expresión:
𝑃𝑢 = ∅. 𝑀𝑝/𝐿
∅ = 0.9 Diseño por flexión.
Por lo tanto
𝑃𝑢 = 0.9(857244.96)/380
𝑃𝑢 = 2030.31 𝑘𝑔 Carga que puede soportar la columna.
Carga actuante 1108.58 kg
Por lo tanto:
1108.58 kg < Pu=2030.31 kg OK
La columna es adecuada.
Análisis por pandeo
K=2.1
L= 3.8 m
r=7.923 cm
𝜆 =
𝑘.𝑙
𝜋.𝑟
. √𝐹𝑦/𝐸
8. 𝐴 =
𝜋𝑑2
4
= 0.3056
𝑑 = 0.623 𝑐𝑚
𝑑 = 1/2" Mejorando el diámetro.
Comprobando mediante Análisis de elementos finitos a través del programa
Autodesk Inventor.
Debe quedar claro, que la inclusión del tensor es para controlar la deflexión del
extremo del portón. Como se muestra en el siguiente análisis sin tensor, se puede
observar que la deflexión máxima es de 24.03 mm
Sin embargo el esfuerzo máximo es de 66.12 MPa, por debajo del esfuerzo de
fluencia del acero (250 Mpa)
9. Ahora se incluye el tensor y se observa lo siguiente, esfuerzo máximo en el tensor
es 217.6 MPa , por debajo del esfuerzo de fluencia del acero que es de 250Mpa,
esto debido a que el tensor controla la deflexión del extremo del portón.
10. IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La configuración del portón propuesto es más que suficiente para trabajar
sin problemas.
Se recomienda colocar el tensor de ½” para controlar la deflexión en el
extremo del portón (24.3 mm), esto debido a la longitud de portón (8m).
