memoria de cálculo calculo de estructura de hormigón armado nave de tres cuerpos

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MEMORIA DE CÁLCULO
CALCULO DE ESTRUCTURA
DE HORMIGÓN ARMADO
N AV E DE T RES CUER POS
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Córdoba, 12 de Noviembre de 2009
MEMORIA DE CÁLCULO
ESTRUCTURA DE HORMIGÓN ARMADO NAVE DE TRES CUERPOS
1. Descripción:
El trabajo que se detalla a continuación corresponde a cálculo de la estructura de hormigón armado de
una nave industrial de tres cuerpos. La estructura hasta los cuatro metros es de Hormigón Armado con
cerramientos de mampostería, las columnas centrales son de hormigón armado hasta los 4.00m de altura
y de 4.00m hasta los 10.00m son columnas armadas metálicas reticuladas. Las columnas medianeras son
de hormigón armado hasta los 10.00m. El cerramiento superior de las naves se realiza con estructura en
arco auto portante de chapa perfil MIC-120, K-01(KSPAN).
El galpón tiene una dimensión general de 55.85m x 58.75m por 14.87.00m de altura máxima. Las naves
laterales miden 16.82mx58.75m por 13.78m de altura y la nave central mide 22.21mx58.75m por 14.87m
de altura.
El galpón se encuentra ubicado, Tortuguitas, Buenos Aires.
El objeto de este trabajo es determinar las solicitaciones y dimensionar las secciones de la estructura de
fundación (pozos, vigas, columnas, tensores y contrapiso armado)
Se utilizaron las normas IMPRES-CIRSOC.
El proceso de cálculo abarca el planteo de los estados de carga al que estarán sometidos los arcos auto
portante y la estructura de hormigón y mampostería, obtención de las solicitaciones y dimensionado
estructural de la fundación.
VerAnexo I (morfología de la nave)
2. Antecedentes.
Integran la documentación disponible:
Planta y vista de la nave

3. Materiales:
Hormigón
Acero ADN-420 Acero F-24
H-17
Tensión admisible
140 kg./cm² 2.400 kg./cm² 1.840 kg./cm²
(σ )
adm
Pesos específicos
2400 Kg/m3 7800 Kg/m3 7800 Kg/m3
(γ )
H
Módulo de Elasticidad
300.000 kg./cm² 2.100.000 kg./cm² 2.100.000 kg./cm²
(E)
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El techo autoportante se realiza con chapa perfil MIC-120, K-01(KSPAN).
Figura Nº1: Perfil chapa tipo
4. Modelos de cálculo
Se realiza un modelo matemático de elementos finitos, conformado con vigas, columnas y pozos de
hormigón armado, vigas y columnas de metálicas. También se simulo la estructura del techo con
características geométricas y mecánicas similares a las de las chapas plegadas KSPAN.
Figura Nº2: Modelo de calculo
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Figura Nº3: Vista frontal del modelo

Figura Nº4: Modelo de diseño
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5. Estados de Carga
La estructura esta sometida a tres estados de carga diferentes: cargas permanentes, sobrecarga de
servicio y viento.
5.1. Estado: Cargas Permanentes
Peso propio de la cubierta
Se plantea como estado de carga permanente de la estructura a la suma de las siguientes solicitaciones:
Peso propio: 12 Kg/m2, (el programa de cálculo tiene en cuenta el peso de la estructura, ingresando las
características geométricas de la sección y el material).
Peso de instalaciones 10 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.
Peso propio de la estructura metálica
Vigas 350mmx800mm 65Kg/m
Columnas 350mmx450mm 40Kg/m
Peso propio de la mampostería 480 Kg/m2
Peso propio de Hormigón 2400 Kg/m3
Columnas 40cmx60cm 580 Kg/m
Columnas 40cmx70cm 675 Kg/m
Vigas 30cmx70cm 570 Kg/m
Vigas 30cmx50cm 360 Kg/m
Vigas 30cmx30cm 215 Kg/m
Vigas T 150x55cm 675 Kg/m
Pozos diam. 60cm 680Kg/m
Pozos diam. 80cm 1210 Kg/m
5.2. Estado: Viento
Las solicitaciones del viento en la dirección X-X se realizan bajo la Hipótesis de cubiertas múltiples según
lo indica el CIRSOC 102. Considerando la acción del viento en la primer y en la última cúpula para el
viento en la dirección X - X. Para el viento en Y – Y se considera la acción actuando en toda la cara frontal.
5.2.1. Esquema de cálculo
α
x a
b
y
Figura Nº5: Vista lateral Figura Nº6: Vista en planta
5
5.2.2. Velocidad básica
Vo=Cp x β
Cp= 1,45
β= 27,5 m/s
Vo= 39,875 m/s
5.2.3. Presión dinámica básica
qo=0.0613 x Vo2
qo= 97,47 Kg/m2
5.2.4. Presión dinámica de cálculo
qz=qo x cz x cd
Rugosidad: II
Cz: 0,86 20m de altura
5.2.4.1. Coeficiente de forma γo
h= 15 m altura de la nave
a= 58.75 m largo
b= 55.85 m ancho
b/a= 0,95
λa= h/a= 0,26 γo= 0.85 para viento normal al lado a (viento en X)
λb= h/b= 0,27 γo= 0,85 para viento normal al lado b (viento en Y)
5.2.4.2. Coeficiente de reducción por dimensiones Cd,
h/Vo= 0,38
a/h= 3.92
b/h= 3.72
Cda= 0,75
Cdb= 0,75
5.2.4.3. Presiones dinámicas de calculo qz
qzx=qo*cz*cd= 62.87 Kg/m2
qzy=qo*cz*cd= 62.87 Kg/m2
6
5.2.4. Acciones Exteriores
5.2.4.1. Coeficiente Ce en muros
5.2.4.1.1. Coeficiente ce para viento X-X
Cem: 0,8
-
Cem: 0,305
5.2.4.1.2. Coeficiente ce para viento Y-Y
Cem: 0,8
-
Cem: 0,305
5.2.4.2. Coeficientes ce en techo
5.2.5.2.1. Coeficiente ce para viento X-X
α ce ce adoptado
80 0,8 0,8
70 0,65 0,8
o 60 0,45 0,8
nt 50 0,3 0,8
e
v 40 0,1 0,8
o
arl 35 0 -0,32
b
30 -0,05 -0,32
20 -0,2 -0,32
10 -0,28 -0,32
0 -0,32 -0,32
10 -0,3 -0,32
20 -0,2 -0,32
o 30 -0,15 -0,32
nt
e 40 -0,15 -0,32
v
a 50 -0,2 -0,32
ot
s 60 -0,25 -0,32
70 -0,28 -0,32
80 -0,3 -0,32
5.2.5.2.2. Coeficiente ce para viento Y-Y
ce= -0,32
5.2.6. Acciones interiores
5.2.6.1. Coeficientes ci
7
5.2.6.1.1. Coeficiente ce para viento X-X
ci 0,417 Barlovento
-
ci 0,183 Sotavento
5.2.6.1.2. Coeficiente ce para viento Y-Y
ci 0,417 Barlovento
-
ci 0,183 Sotavento
5.2.7. Acciones finales de viento
w=qz*(ce-ci)
5.2.7.1. Viento en los muros
wx= 24,08 Barlovento wx= -45,39 Barlovento
wx= 61,80 Sotavento wx= -7,67 Sotavento
wy= 24,08 Barlovento wy= -45,39 Barlovento
wy= 61,80 Sotavento wy= -7,67 Sotavento
5.3. Estado: Sobrecarga de servicio
Sobrecarga: 30 Kg/m2, distribuido en un ancho de chapa de 30.5cm.
Figura Nº7: Carga de Sobrecarga sobre la placa
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6. Hipótesis de cálculo
Las combinaciones de cálculo cargadas al modelo son 6, las mismas se detallan a continuación:
PP: (pesos propio de la nave)
SOB: (sobrecarga de servicio)
Vx: (viento lateral)
Vx: (viento frontal)
H1: PP
H2: PP + SOB
H3: PP + Vx
H4: PP - Vx
H5: PP + Vy
H6: PP - Vy
7. Cálculo de Vigas
7.1. Calculo de las vigas a Flexión
Ver Calculo Anexo II
8. Cálculo de Columnas
8.1. COLUMNA C1 - C2 – C4
Tramo inferior hasta los 4.00m
Momento X =12000Kgm
Momento Y=12000Kgm
Normal=36000Kg
Altura de columna 4.00m
Sección 40cmx60cm
Esbeltez X = 35
Esbeltez Y = 23
Deflexión X =2.7 cm
Deflexión Y =1.2 cm
GRAVITATORIO GRAVITATORIO+/- LATERAL
N est Mest. A/µ N M A/µ N M A/µ
X 36000Kg 13000Kgm 10.1cm2 24000Kg 8000Kgm 5.8cm2 16000Kg 5200Kgm 3.7cm2
0.84 0.48 0.31
Y 12400Kgm 4.6cm2 24000Kg 8000Kgm 2.9cm2 16000Kg 5200Kgm 1.9cm2
0.39 0.24 0.1
9
8.2. COLUMNA C3
Tramo inferior hasta los 4.00m
Momento X =2000Kgm
Momento Y=53000Kgm
Normal=33000Kg
Altura de columna 4.00m
Sección 40cmx70cm
Esbeltez X = 35
Esbeltez Y = 20
Deflexión X =2.9 cm
Deflexión Y =0.0 cm
GRAVITATORIO GRAVITATORIO+/- LATERAL
N est Mest. A/µ N M A/µ N M A/µ
X 33000Kg 3000Kgm 2.6cm2 22000Kg 1300Kgm 0.1cm2 9000Kg 900Kgm 0.1cm2
0.19 0.01 0.01
Y 53000Kgm 29.7cm2 22000Kg 35400Kgm 19.8cm2 9000Kg 23200Kgm 12.8cm2
2.12 1.41 0.92
Tramo superior desde 4.00m hasta los 10.00m
Momento X =21000Kgm
Momento Y=31000Kgm
Normal=53000Kg
Altura de columna 6.00m
Sección 40cmx70cm
Esbeltez X = 35
Esbeltez Y = 20
Deflexión X =2.9 cm
Deflexión Y =0.0 cm
GRAVITATORIO GRAVITATORIO+/- LATERAL
N est Mest. A/µ N M A/µ N M A/µ
X 53000Kg 25000Kgm 22.6cm2 35000Kg 14000Kgm 11.0cm2 23000Kg 9200Kgm 7.2cm2
1.61 0.78 0.51
Y 33000Kgm 13.0cm2 35000Kg 20700Kgm 7.6cm2 23000Kg 13600Kgm 5.0cm2
0.93 0.55 0.36
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