Proyecto, cancha techada

DISEÑO DE LA ARMADURA 

Dado ya un proyecto que utiliza armaduras tipo Pratt, realice el diseño y calculo de la armadura.

Separación entre columnas

Columnas 30 x 30

Placa base 40 x 40

L= 30/6 = 5.00

5 espacios entre las columnas 

L= 30/5 = 6.00m 

6 metros de espacio entre columnas

Determinación del peralte de la armadura

L/H=4 10.90/H=4 = 2.730

L/H=5 10.90/H=5 = 2.18

L/H=6 10.90/H=6 = 1.82

Se utilizará L/H=5 para tener un peralte de 2.18m en la armadura

Área tributaria plana

Atp= 21.80m (6.00m) = 130.80m2

Área tributaria inclinada

Ati= 11.12m (2) (6.00m) = 133.44m2

DISEÑO DE LA ARMADURA

 BAJADA DE CARGAS

Peso de la cubierta

Lámina galvanizada R-72 Calibre 20

Peso por m2

P= (1.00)(1.00)(1.40)(9.70kg) = 13.58kg

Ati= (133.44m2)(13.58)= 1812.12kg

Peso de los polines

m= wl^2/8

w= (L)(A)(FT)(peso)

W= (1.00)(2.25)(1.40)(9.70kg)=30.55kg/m

m=30.55kg (6.00m2) / 8 = 137.48kg

Determinando el área de acero

ʃy = m/fs

fs= 4200kg/cm2 (0.6) = 2520kg/cm3

ʃy=137.48 (100) / 2520 = 4.40
ʃy= 5.46cm2

Se puede determinar el canal a utilizar con la ayuda del área de acero, en éste caso se utilizara un canal con dimensiones bxd = 6" x 2 1/2", As=5.73cm2, Peso de 4.53kg/m

Peso Canal= P(l)(# Pzas.)
Peso Canal= 4.53kg (6.00m) (12) = 325.16 kg

Peso Propio

Pp = longitud total de todas las piezas (Peso de la pieza por ml)

Pp = 74.26ml (55.66kg) = 4,133.31kg

Peso falso plafón

Se utiliza el área tributaria plana, Atp = 130.80m2

Peso por m2 segun reglamento para falso plafón = 40.00kg

Pfp= (130.80m2)(40kg)= 5232kg

Peso Instalaciones

Pero por m2 según reglamento para instalaciones = 40.00kg

Pi = (130.80m2)(40kg) = 5232 kg

Carga viva

Se utilizará el área tributaria inclinada, Ati = 133.44m2

Pero por m2 segín reglamento para cargas vivas 40kg, pero por experiencia = 100.00kg

Cv= 133.44m2 (100) = 13,344kg

Cargas por viento

Cv= 0.00555(C)(A)(V^2)

Donde:

C= constante de empuje

A= área expuesta

V= velocidad del viento

C= 1.00

A=66.72m2

V= 85km/h

Cv = 0.00555(1.00)(66.72m2)(85km/h^2)

Cv= 2,675.39

Pero la carga opuesta por el viento llega de manera perpendicular a la cara inclinada, por lo que la fuerza resultante se compone de dos cargas, una vertical y una horizontal, nosotros dolo necesitamos la componente vertical.

Cvy = sen78.69 (2675.39)= 2623.44kg

Cvx = cos78.69 (2675.39)= 524.69kg

Carga Total

1.- Peso de la cubierta                  = 1812.12 kg
2.- Peso de Polines                      = 326.16 kg
3.- Peso propio de la armadura      = 4,133.31 kg
4.- Peso falso plafón                     = 5,232 kg
5.- Peso instalaciones                   = 5,232 kg
6.- Carga viva                               = 13,344 kg
7.- Cargas por viento                     = 2,623.44 kg

Carga Total = 32,703.03

P= carga total / numero de nodos

P= 32.70ton / 10 

P= 3.27ton

P= carga total / numero de nodos

P= 0.52ton / 5 

P= 0.105ton

Coeficientes

Cumbreras

Una Cumbrera (denominado también caballete o gallur) es el remate de un tejado que suele solapar a la última teja de la limatesa. Se emplea para unir dos líneas de elevada cota, es decir que se encuentre en la cumbre. por ejemplo en las casa con tejados cubiertos de tejas de dos aguas (techo). La cumbrera, de esta forma, ocupa las aristas de la cubierta.

Características

Cuando se tienen luces mayores a las anteriores es necesario colocar otro elemento de soporte en el centro, el cual se construye colocando una solera o tirante montada sobre los listones de apoyo, un puntal pendolón o rey, 2 alfardas que forman la pendiente llamadas pares y dos diagonales cortas llamadas tornapuntales conformando en conjunto que comúnmente se conoce como una cercha.
Las cumbreras aparecen, de forma natural, en las cubiertas inclinadas. En la construcción de estas suele emplearse el mismo material colocado en la propia cubierta, de esta forma en los de teja, la cumbrera se emplea de tejas, en la de pizarras de pizarras, con bandas metálicas, etc. Es costumbre que la cumbrera que forma la intersección de dos faldones opuestos, o bien la línea de la cubierta, no toque al alero.

Cumbreras en estructuras de madera

Esta se coloca en la parte superior donde se encuentran las pendientes de la culata y se amarra con tornillos dejados previamente cuando se construyó la cinta de culata esta cumbrera generalmente es de 4"x6" para luces menores de 3.50 m y de 4"x8" para luces no mayores de 4.50 m

 Partes de una armadura 

 Una armadura esta compuesta por las cuerdas superiores e inferiores y por los miembros del alma. 7.4.1 Cuerda superior. 

7.4.2 Cuerda inferior. 

7.4.3 Miembros del alma. 

7.4.4 Tirantes.  

7.4.5 Puntales.

7.4.6 Junta de talón y Cumbrera. 

7.4.7 Nudos.

Bajada de Cargas

Para continuar con el calculo de la estructura metálica realizaremos la bajada de cargas, se determinarán como factores:

1.- Peso de la cubierta
2.- Peso de Polines
3.- Peso propio de la armadura
4.- Peso falso plafón
5.- Peso instalaciones
6.- Carga viva
7.- Cargas por viento

1.-Peso de la cubierta

El peso de la cubierta de lamina se determina por m2.
(1.00)(1.00)(1.40)(9.70kg/m) = 13.58kg
1.540 = Factor de Trabajo = FT

13.58kg (114.48m2) = 1554.63
Peso lamina (área tributaria inclinada)

2.- Peso polines

Se determinan los momentos
m=wl^2/8

Determianando w:

w=(L)(A)(FT) (peso de la lamina)
W= 2.25(1)(1.4)(9.70)= 30.55kg/m

m=30.55kg (5.73^2)/8 = 135.38kg

Determinando el área de acero

ʃy = m/fs

fs= 4200kg/cm2 (0.6) = 2520kg/cm3

ʃy=138.38 (100) / 2520 = 4.40
ʃy= 4.40cm2

Se puede determinar el canal a utilizar con la ayuda del area de acero, en éste caso se utilizara un canal con dimensiones bxd = 6" x 2 1/2", As=4.53cm2, Peso de 3.58kg/m

Peso Canal= P(l)(# Pzas.)
Peso Canal= 3.58kg (5.73) (12) = 246.16 kg

3.- Peso Propio

Pp = longitud total de todas las piezas (Peso de la pieza por ml)

Pp = 66.44ml (55.66kg) = 3,698.05

4.- Peso falso plafón

Se utiliza el área tributaria plana, Atp = 111.73 m2

Peso por m2 segun reglamento para falso plafón = 40.00kg

Pfp= (111.72m2)(40kg) = 4469.20kg

5.- Peso Instalaciones

Pero por m2 según reglamento para instalaciones = 40.00kg

Pi = (111.72m2)(40kg) = 4469.20kg 

6.- Carga viva

Se utilizará el área tributaria inclinada, Ati = 114.48m2

Pero por m2 segín reglamento para cargas vivas 40kg, pero por experiencia = 100.00kg

Cv= 114.48m2 (100kg) = 11,448kg

7.- Cargas por viento

Cv= 0.00555(C)(A)(V^2)

Donde:

C= constante de empuje

A= área expuesta

V= velocidad del viento

C= 1.00

A=114.48m2/2 = 57.24m2

V= 85km/h

Cv = 0.00555(1.00)(57.24m2)(85km/h^2)

Cv= 2,295.25

Pero la carga opuesta por el viento llega de manera perpendicular a la cara inclinada, por lo que la fuerza resultante se compone de dos cargas, una vertical y una horizontal, nosotros dolo necesitamos la componente vertical.

Cvy = sen79 (2295.25)= 2253.07kg

Cvx = cos79 (2295.25)= 437.95kg

Carga Total

1.- Peso de la cubierta                   = 1,554.63 kg
2.- Peso de Polines                        = 246.16 kg
3.- Peso propio de la armadura      = 3,648.05 kg
4.- Peso falso plafón                      = 4,464.20 kg
5.- Peso instalaciones                    = 4,464.20 kg
6.- Carga viva                                = 11,448 kg
7.- Cargas por viento                     = 2,253.07 kg
 
Carga Total = 28,138.31 kg