sábado, 25 de febrero de 2017

Morfología estructural

Para poder diseñar una estructura de armaduras tomaremos como ejemplo una nave industrial con medidas de 20m x 75m. Le reducimos cinco centímetros al perímetro, excepto el lado del acceso, estos cinco centímetros representan la junta constructiva en las colindancias. 
Las columnas de acero que utilizaremos son de 30cm x 30cm, pero le serán agregados 5cm a cada lado por motivo de la placa base que se les soldará para anclarlas al concreto. Quedando entonces de 40cm x 40cm.


Lo primero que se debe hacer es colocar las columnas en la esquina.
La perfilaría que se utilizará para las armaduras se produce con longitudes de 6 metros, en ocasiones especiales en longitudes de 8 metros, y en casos extraordinarios 12 metros. No es recomendable usar elementos de doce metros debido a su debilidad estructural, dificultad de producción y elevado costo.

Para poder determinar la cantidad de armaduras que usaremos para cubrir el área de la nave industrial se hace con sencillas operaciones. Las medidas que se deben tomar es a los ejes de las columnas, por lo que la medida longitudinal de la nave es de:

75.00 - 0.05 - 0.20 - 0.50 =  74.55
(Medida total - junta constructiva, - 1/2 columna - 1/2 columna) =distancia entre ejes

Esta medida la dividiremos entre la longitud máxima de las piezas a utilizar. Usaremos el entero inmediato superior que nos de como resultado. 
L= 74.55/6 = 12.42 = 13.00

Volveremos a dividir la medida entre ejes entre el resultado de la operación anterior. 
L= 74.55/13 = 5.73

5.73m es la distancia que habrá entre cada columna y armadura.



Para determinar el peralte de la armadura tomaremos en cuenta el mayor beneficio estructural y económico. 
Según las NTC del RCDF 30° <(m) < 5% por lo que si nuestra cubierta tuviese una inclinacion de 30° la altura de la armadura sería de 5.62m. Esto lo sabemos tomando la medida media entre ejes (9.75m). 

tan=co/ca
tan30° = co / 9.75
tan30° (9.75) = 5.62

Si lo hacemos segun diseño de armaduras con ayuda del manual de estructuras metálicas de AHMSA (Altos Hornos de Méxiso SA) , nos dice que la relación L/H (largo entre altura) puede ser de 4, 5 o 6.

L/H=4     9.75/H=4    9.75/4=H   =2.43m
L/H=5     9.75/H=5    9.75/5=H   =1.95m
L/H=6     9.75/H=6    9.75/6=H   =1.63m

Nosotros usaremos 1.95 como el peralte de nuestra armadura.




Diseño de la armadura
Determinación de áreas tributarias
Las armaduras cuentan con dos áreas tributarias, una plana que corresponde a la parte inferior de la que normalmente se cuelgan instalaciones y/o falsos plafones y una segunda, que se encentra en la parte superior, la parte inclinada de la armadura que soporta las cargas de las personas cuando están haciendo la instalación y mantenimiento de la misma, así como soportar cargas por viento, lluvias, granizo y en su caso, nieve.

Área tributaria plana= 19.5m (2.865m + 2.865m) = 111.74m2
longitud total de la armadura (1/2 distancia entre ejes + 1/2 distancia entre ejes)

Área tributaria cubierta= (9.99m (2)) (2.865m + 2.865m) = 114.48m2

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