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CALCULO ESTRUCTURAL
ACTIVIDAD
ANALISIS ESTRUCTURAL DE TECHO DE COBERTIZO DE TIJERALES
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAL
1. Descripción
El proyecto contempla la construcción de un techo de tijeral de madera destinado para
cobertizos de un piso.
2. Elección del sistema estructural
En la elección del sistema estructural de emplear es de madera.
3. Normas aplicadas
 Norma utilizada:
Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de
Edificación E-010 "Madera”.
Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de
Edificación E-020 "Cargas”.
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
 Tipo de madera utilizada
La madera elegida son las maderas del Grupo “C” especificado en la norma E-
010
 Método de cálculo:
Estática lineal
Cálculo y diseño por elementos finitos
4. Materiales:de función del material en el programa robot estructural
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
La madera elegida son las maderas del Grupo “C” especificado en la norma E-010
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
5. Cargas:
5.1. Cargas verticales
Los pesos muertos de la madera del tijeral se estimaron teniendo en cuenta el
peso específico de la madera.
 Las cargas vivas
Cálculo de carga de nieve sobre techos inclinados
Los datos son tomados según la N.T.P. E 020 Articulo 11.
Angulo de inclinación del techo 23 grados
Para techos a una o dos aguas con inclinaciones comprendidas entre 15° y 30°
la carga de diseño (Qt), sobre la proyección horizontal, será:
valor mínimo de la carga de nieve con un espesor de 0.40m por lo que QS es
igual a 40kgf/m²
Qt = 0,80 QS
Qt = 0,80 x 40kgf/m²
Qt = 32 kgf/m²
 Cálculo de sobrecarga
Los datos son tomados según la N.T.P. E 020
Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas,
calaminas, fibrocemento, material plástico, etc., cualquiera sea su pendiente,
Qs= 0,30 kPa (30 kgf/m²), excepto cuando en el techo pueda haber
acumulación de nieve, en cuyo caso se aplicará lo indicado en el Artículo 11.
Cálculo de carga.
Qv = (Qs+Qt) *Area
Qv = 62 kgf
NOTA: Según el artículo 11 de la N.T.P. E020
En zonas en la cuales exista posibilidad de nevadas importantes, deberá
prestarse especial atención en la selección apropiada de las pendientes de los
techos. La carga de nieve debe considerarse como carga viva. No será
necesario incluir en el diseño el efecto simultáneo de viento y carga de nieve.
no se considerará la carga de viento en la estructura.
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
DIMENSIONAMIENTO DE LAARMADURA
APLICANDO LA SOBRECARGAEN EL PROGRAMA
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
APLICACIÓN DE LA COMBINACIÓN DE CARGAS A LA ESTRUCTURA
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
RESULTADOS DEL ANALISIS ESTATICO DE LAESTRUCTURA
Reacciones en las direcciones xx, zz, y My
Esfuerzo en la dirección xx, zz, y m
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
Deformación de la estructura es de 2.1mm
Según la norma técnica de madera E010 EL DESPLAZAMIENTO PERMISIBLE ES
IGUAL A L/200
L es la luz de la armadura 6m
= 0.03m
Por lo tanto 2.1 mm m es menor que el desplazamiento admisible de 3cm
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PERNO Y PLETINA
Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de Edificación E-090
“ESTRUCTURAS METALICAS”
Se considera pernos de alta resistencia los que cumplenlas Normas ASTM A325 y ASTM
A490.
El tornillo a utilizar será ASTM A325 TIPO 1 (acero de medio carbono templado y
revenido)
Diámetro nominal del perno = 3/8”
Diámetro nominal de la pletina = 2 mm
Resistencia ultima ala tracción del tornillo tipo 1 = 63KG/mm2
Cálculo de la resistencia a cortante (Fv,Rd):Si el plano de corte pasa por la parte
roscada del tornillo, la resistencia a cortante Fv,Rd viene dada por la expresión
siguiente, según la calidad del tornillo:
donde,
As = es el área resistente a tracción del tornillo (69.98mm2)
fub = es la tensión última a tracción del tornillo (63kg/mm2);
γMb = es el coeficiente parcial de seguridad (1.5).
N = es número de tornillos (1 )
la resistencia a cortante (Fv,Rd) = 1469.58kgf
Fd ≤ Fv,Rd
758.82kgf ≤ 1469.58kgf
Ok cumple
calculo de numero de tornillos (N):
𝑵 =
𝑭𝒅
𝐅𝐯, 𝐑𝐝
donde,
N = número de tornillos
Fv,Rd =
N*0,5 * fub * As
γMb
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
Fd = fuerza interna mayor ejercida en la barra de madera es de (758.82kgf)
(Fv,Rd) = resistencia a cortante = 1469.58kgf
𝑵 =
𝑭𝒅
𝐅𝐯, 𝐑𝐝
El número de tornillos será = 0.51 = 1
Aplastamiento union de la pletinas metálicas (Fb,Rd) : La resistencia a
aplastamiento de la pieza en la zona contigua al tornillo, Fb,Rd viene dada por la
siguiente expresión:
Fb,Rd =
2,5 * α * fu * d * t
γMb
siendo α el menor valor de:
e1
, ó bien
3 * d0
p1
-
1
, ó bien
—
3 * d0 4
fub
, ó bien 1,0
fu
Donde al α = 0.64
donde:
d : diámetro del tornillo=9.525mm
t : espesor de la pletina=2mm
e1 : distancia al extremo frontal;=25mm
d0 : diámetro del agujero;=13mm
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
p1 : separación entre tornillos;=40mm
fu : es la resistencia última del acero de la pletina = 1121kgf
fub es la resistencia última a tracción del tornillo = 63kgf
Fb,Rd =
2,5 * α * fu * d * t
γMb
El aplastamiento unión de la pletinas metálicas (Fb,Rd) = 1280kgf
Fd ≤ Fb,Rd
758.82kgf ≤ 1280kgf
Ok cumple
Las dimensiones del perno y pletina son las siguientes
 Diámetro nominal del perno = 3/8”
 Diámetro nominal de la pletina = 2 mm
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA COLUMNA DE MADERA
DIMENSIONAMIENTO DE LACOLUMNAY LACARGA´PERMANENTE
longitud de la columna de madera L= 2.10m
Área de la madera A= 6''pug x 6''pug
FORMULA DE ESTABILIDAD DE COLUMNAS
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
Se considerar el apoyo empotrado en un extremo y libre en el otro donde el factor
K=2
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
Utilizando las fórmulas de carga critica de Euler y el coeficiente critico de pandeo en el
programa robot estructural los resultados son los siguientes:
Se utilizó dos modos de cálculo en la columna:
= 4227.83 kgf
= 54729.09 kgf
=1.056
= 1.368
1.056 > 1
1.368 > 1
Por lo tanto, las dimensiones de la columna son aceptables en el cálculo estructural:
longitud de la columna de madera L= 2.10m
Área de la madera A= 6''pug x 6''pug
EL DESPLAZAMIENTO EN TODA LA STRUCTURA ES 0.0mm
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
CANTIDAD DE MADERA PARA EL TIJERAL
DESCRIPCIÓN
CANT.
Piezas
DIMENSIONES
Espesor Ancho Longitud
Pulg Pulg. Pies
1 TIJERAL A 6 2 3 10
2 TIJERAL B 10 2 4 12
3 TIJERAL C 6 2 5 10
4 CORREAS 40 2 3 12
5 VIGA COLLARIN 8 4 4 12
TOTAL: 70
MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL
CONCLUCION
se podrá emplear cualquier tipo de madera del GRUPO C establecido en la Norma E010
del Reglamento Nacional de Edificaciones.

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Analisis estructural de techo de cobertizo de tijerales

  • 1. CALCULO ESTRUCTURAL ACTIVIDAD ANALISIS ESTRUCTURAL DE TECHO DE COBERTIZO DE TIJERALES
  • 2. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL MEMORIA DE CÁLCULO DE ESTRUCTURAL 1. Descripción El proyecto contempla la construcción de un techo de tijeral de madera destinado para cobertizos de un piso. 2. Elección del sistema estructural En la elección del sistema estructural de emplear es de madera. 3. Normas aplicadas  Norma utilizada: Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de Edificación E-010 "Madera”. Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de Edificación E-020 "Cargas”.
  • 3. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL  Tipo de madera utilizada La madera elegida son las maderas del Grupo “C” especificado en la norma E- 010  Método de cálculo: Estática lineal Cálculo y diseño por elementos finitos 4. Materiales:de función del material en el programa robot estructural
  • 4. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL La madera elegida son las maderas del Grupo “C” especificado en la norma E-010
  • 5. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL 5. Cargas: 5.1. Cargas verticales Los pesos muertos de la madera del tijeral se estimaron teniendo en cuenta el peso específico de la madera.  Las cargas vivas Cálculo de carga de nieve sobre techos inclinados Los datos son tomados según la N.T.P. E 020 Articulo 11. Angulo de inclinación del techo 23 grados Para techos a una o dos aguas con inclinaciones comprendidas entre 15° y 30° la carga de diseño (Qt), sobre la proyección horizontal, será: valor mínimo de la carga de nieve con un espesor de 0.40m por lo que QS es igual a 40kgf/m² Qt = 0,80 QS Qt = 0,80 x 40kgf/m² Qt = 32 kgf/m²  Cálculo de sobrecarga Los datos son tomados según la N.T.P. E 020 Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas, calaminas, fibrocemento, material plástico, etc., cualquiera sea su pendiente, Qs= 0,30 kPa (30 kgf/m²), excepto cuando en el techo pueda haber acumulación de nieve, en cuyo caso se aplicará lo indicado en el Artículo 11. Cálculo de carga. Qv = (Qs+Qt) *Area Qv = 62 kgf NOTA: Según el artículo 11 de la N.T.P. E020 En zonas en la cuales exista posibilidad de nevadas importantes, deberá prestarse especial atención en la selección apropiada de las pendientes de los techos. La carga de nieve debe considerarse como carga viva. No será necesario incluir en el diseño el efecto simultáneo de viento y carga de nieve. no se considerará la carga de viento en la estructura.
  • 6. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL DIMENSIONAMIENTO DE LAARMADURA APLICANDO LA SOBRECARGAEN EL PROGRAMA
  • 7. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL APLICACIÓN DE LA COMBINACIÓN DE CARGAS A LA ESTRUCTURA
  • 8. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL RESULTADOS DEL ANALISIS ESTATICO DE LAESTRUCTURA Reacciones en las direcciones xx, zz, y My Esfuerzo en la dirección xx, zz, y m
  • 9. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL Deformación de la estructura es de 2.1mm Según la norma técnica de madera E010 EL DESPLAZAMIENTO PERMISIBLE ES IGUAL A L/200 L es la luz de la armadura 6m = 0.03m Por lo tanto 2.1 mm m es menor que el desplazamiento admisible de 3cm
  • 10. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PERNO Y PLETINA Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma técnica de Edificación E-090 “ESTRUCTURAS METALICAS” Se considera pernos de alta resistencia los que cumplenlas Normas ASTM A325 y ASTM A490. El tornillo a utilizar será ASTM A325 TIPO 1 (acero de medio carbono templado y revenido) Diámetro nominal del perno = 3/8” Diámetro nominal de la pletina = 2 mm Resistencia ultima ala tracción del tornillo tipo 1 = 63KG/mm2 Cálculo de la resistencia a cortante (Fv,Rd):Si el plano de corte pasa por la parte roscada del tornillo, la resistencia a cortante Fv,Rd viene dada por la expresión siguiente, según la calidad del tornillo: donde, As = es el área resistente a tracción del tornillo (69.98mm2) fub = es la tensión última a tracción del tornillo (63kg/mm2); γMb = es el coeficiente parcial de seguridad (1.5). N = es número de tornillos (1 ) la resistencia a cortante (Fv,Rd) = 1469.58kgf Fd ≤ Fv,Rd 758.82kgf ≤ 1469.58kgf Ok cumple calculo de numero de tornillos (N): 𝑵 = 𝑭𝒅 𝐅𝐯, 𝐑𝐝 donde, N = número de tornillos Fv,Rd = N*0,5 * fub * As γMb
  • 11. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL Fd = fuerza interna mayor ejercida en la barra de madera es de (758.82kgf) (Fv,Rd) = resistencia a cortante = 1469.58kgf 𝑵 = 𝑭𝒅 𝐅𝐯, 𝐑𝐝 El número de tornillos será = 0.51 = 1 Aplastamiento union de la pletinas metálicas (Fb,Rd) : La resistencia a aplastamiento de la pieza en la zona contigua al tornillo, Fb,Rd viene dada por la siguiente expresión: Fb,Rd = 2,5 * α * fu * d * t γMb siendo α el menor valor de: e1 , ó bien 3 * d0 p1 - 1 , ó bien — 3 * d0 4 fub , ó bien 1,0 fu Donde al α = 0.64 donde: d : diámetro del tornillo=9.525mm t : espesor de la pletina=2mm e1 : distancia al extremo frontal;=25mm d0 : diámetro del agujero;=13mm
  • 12. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL p1 : separación entre tornillos;=40mm fu : es la resistencia última del acero de la pletina = 1121kgf fub es la resistencia última a tracción del tornillo = 63kgf Fb,Rd = 2,5 * α * fu * d * t γMb El aplastamiento unión de la pletinas metálicas (Fb,Rd) = 1280kgf Fd ≤ Fb,Rd 758.82kgf ≤ 1280kgf Ok cumple Las dimensiones del perno y pletina son las siguientes  Diámetro nominal del perno = 3/8”  Diámetro nominal de la pletina = 2 mm
  • 13. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA COLUMNA DE MADERA DIMENSIONAMIENTO DE LACOLUMNAY LACARGA´PERMANENTE longitud de la columna de madera L= 2.10m Área de la madera A= 6''pug x 6''pug FORMULA DE ESTABILIDAD DE COLUMNAS
  • 14. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL Se considerar el apoyo empotrado en un extremo y libre en el otro donde el factor K=2
  • 15. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL Utilizando las fórmulas de carga critica de Euler y el coeficiente critico de pandeo en el programa robot estructural los resultados son los siguientes: Se utilizó dos modos de cálculo en la columna: = 4227.83 kgf = 54729.09 kgf =1.056 = 1.368 1.056 > 1 1.368 > 1 Por lo tanto, las dimensiones de la columna son aceptables en el cálculo estructural: longitud de la columna de madera L= 2.10m Área de la madera A= 6''pug x 6''pug EL DESPLAZAMIENTO EN TODA LA STRUCTURA ES 0.0mm
  • 17. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL CANTIDAD DE MADERA PARA EL TIJERAL DESCRIPCIÓN CANT. Piezas DIMENSIONES Espesor Ancho Longitud Pulg Pulg. Pies 1 TIJERAL A 6 2 3 10 2 TIJERAL B 10 2 4 12 3 TIJERAL C 6 2 5 10 4 CORREAS 40 2 3 12 5 VIGA COLLARIN 8 4 4 12 TOTAL: 70
  • 18. MEMORIA DE CALCULOESGTRUCTURAL CONCLUCION se podrá emplear cualquier tipo de madera del GRUPO C establecido en la Norma E010 del Reglamento Nacional de Edificaciones.