MEMORIA DE CALCULO 1

MEMORIA DE CÁLCULO

ESTANTE RACK

JUNIO 2013

MEMORIA DE CALCULO 2

INDICE 1. GENERALIDADES ............................................................................................................................... 3

1.1. OBJETIVO: ..................................................................................................................................... 3 1.2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA:................................................................................................ 3 1.3. NORMATIVIDAD .............................................................................................................................. 3

2. PROCEDIMIENTO DE CALCULO ...................................................................................................... 3

2.1. ANÁLISIS ESTRUCTURAL:............................................................................................................... 3 2.2. OBTENCIÓN DE MÁXIMAS REACCIONES EN LOS ELEMENTOS: ......................................................... 3 2.3. REVISIÓN DE ESFUERZOS MÁXIMOS ................................................................................................ 3

3. ESTADOS DE CARGA ........................................................................................................................ 3

3.1. CARGAS POR PESO PROPIO: .......................................................................................................... 3 3.2. CARGAS DE VIENTO ....................................................................................................................... 3

4. COMBINACIONES DE CARGAS ....................................................................................................... 4

5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL................................................................................................................. 4

5.1. MODELO ESTRUCTURAL ADOPTADO .............................................................................................. 5 5.2. INTRODUCCIÓN GRÁFICA DE CARGAS AL SAP 2000 V.14: ............................................................ 6

6. MEMORIA DE CÁLCULO ................................................................................................................... 8

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................................... 12

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Proyecto : RACK ALMACEN Dirección : Lima-Perú

1. GENERALIDADES 1.1. Objetivo:

La finalidad del presente documento es realizar el diseño estructural de la estructura metálica que se instalara para uso de almacén.

1.2. Descripción de la Estructura:

Esta estructura se compone de columnas metálicas y vigas para el sostenimiento de cargas estáticas.

1.3. Normatividad

Se considera en la DISEÑO ESTRUCTURAL la normatividad: o RNE 2009, Capítulo E020 Cargas. o RNE 2009, Capítulo E090 Estructuras Metálicas (AISC-LRFD)

2. PROCEDIMIENTO DE CALCULO

2.1. Análisis Estructural:

Se realizara el análisis estructural considerando las cargas estáticas descritas en los siguientes párrafos. Para facilitar el cálculo se usara un modelo matemático en el entorno SAP2000 V 15.0.0

2.2. Obtención de máximas reacciones en los elementos:

Entre los parámetros que intervienen en la DISEÑO ESTRUCTURAL se encuentran las fuerzas de tracción, compresión y flexión en los diferentes elementos de la estructura metálica principalmente en columnas y vigas.

2.3. Revisión de esfuerzos máximos Es la etapa de diseño en al cual de acuerdo al RNE 2009, Capítulo E090 Estructuras Metálicas, la cual hace referencia al AISC - LRFD, se realiza una revisión de los esfuerzos de demanda con los esfuerzos de capacidad del elemento, dando por aceptado el elemento cuando se verifica el ratio de interacción.

3. ESTADOS DE CARGA

3.1. Cargas Muertas (D) Son cargas provenientes del peso de los materiales y otros elementos que forman parte de la estructura y/o se consideran permanentes.

3.2. Cargas Vivas (L) Son cargas que se consideran temporales o no permanentes en la estructura de los racks.

3.3. Cargas de Sismo (S) Son cargas considerando la incidencia de las masas que componen la estructura.

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4. COMBINACIONES DE CARGAS Las combinaciones de cargas usadas para realizar el cálculo de la estructura porticada se rigen por la norma E-090 Estructuras Metálicas del Reglamento Nacional de Edificaciones como a continuación se detalla: COMB1 : 1.4 D COMB2 : 1.2 D + 1.6 L COMB3 : 1.2 D + 0.5 L COMB4 : 1.2 D + 0.5 L + SX COMB5 : 1.2 D + 0.5 L + SY COMB6 : 1.2 D + 0.5 L - SX COMB7 : 1.2 D + 0.5 L - SY COMB8 : 0.9 D + SX COMB9 : 0.9 D + SY COMB10 : 0.9 D - SX COMB11 : 0.9 D - SY ENVOLVENTE : COMB1+ COMB2 + … + COMB11

5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL Se creara un modelo matemático en base al trazo de ejes y los perfiles planteados para esta estructura.

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La calidad de los materiales es la siguiente:

o Acero Estructural SS400 § Fy= 205-245 MPa § Fu= 400-510 MPa

5.1. Modelo Estructural Adoptado

El modelo estructural adoptado involucra los elementos estructurales, es así que habiendo mostrado previamente las secciones de interés se elabora el modelo SAP 2000.

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5.2. Introducción Gráfica de Cargas al SAP 2000 v.14:

Con el programa SAP definimos cada uno de los elementos de la estructura con sus respectivas características modelándolo con el Acero Estructural SS400 (fy=205-245 MPa). Diseñándolo con el AISC – LRFD93.

Carga Viva

Cargas Vivas

Peso de PALLET + CARGA= 1.000 Ton

Longitud Viga= 2.300 m

CARGA VIVA DISTRIBUIDA EN

VIGAS= 0.435 Ton/m

Calculo de Fuerzas de Sismo

Z= 0.4 U= 1.3 S= 1

C= 2.5 R= 6

P= 89.124 Ton

V= 19.310 Ton

�= (����/�)*(�)

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Carga de Sismo X-X: SX

Carga de Sismo Y-Y: SY

N° PISOALTURA PISO

(m)Hi acumulado

(m)CARGA MUERTA

(Ton)50% CARGA VIVA

(Ton)Pi (Ton) Pi*Hi acumulado ��∗� �/∑(��∗� �)

CARGA SISMICA (Ton)

PISO 1 1.639 1.639 0.854 14.000 14.854 24.346 0.048 0.935PiSO 2 1.600 3.239 0.854 14.000 14.854 48.112 0.096 1.849PISO 3 1.600 4.839 0.854 14.000 14.854 71.879 0.143 2.762PISO 4 1.600 6.439 0.854 14.000 14.854 95.645 0.190 3.675PISO 5 1.600 8.039 0.854 14.000 14.854 119.411 0.238 4.588PISO 6 1.600 9.639 0.854 14.000 14.854 143.178 0.285 5.501

∑ 9.639 5.124 84.000 89.124 502.570 1.000 19.310

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6. MEMORIA DE CÁLCULO

EVALUACION POR RIGIDEZ Se evalúan los desplazamientos laterales Desplazamientos X-X Cuadro de Desplazamientos Máximos Cuadro de Limites de Distorsiones

TABLE: Joint DisplacementsJoint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2 R3Text Text Text mm mm mm Radians Radians Radians

10 SX LinStatic 13.742798 -0.002977 -0.695573 0.000001353 0.001396 1.593E-0798 SX LinStatic 13.742164 0.002588 -0.69553 -9.694E-07 0.001396 -2.166E-072 SX LinStatic 13.741792 -0.002986 -0.695505 0.000001375 0.001396 1.599E-0712 SX LinStatic 13.736867 0.003275 0.690641 -0.000001521 0.001394 2.053E-07100 SX LinStatic 13.736233 -0.002893 0.690598 0.000001163 0.001394 -0.0000002594 SX LinStatic 13.735861 0.003283 0.690574 -0.000001542 0.001394 2.056E-0774 SX LinStatic 13.735033 0.002608 -0.695077 -0.00000102 0.001394 -2.183E-0782 SX LinStatic 13.734404 -0.000186 -0.695026 1.016E-07 0.001394 -4.027E-0826 SX LinStatic 13.734402 -0.000229 -0.695026 3.439E-07 0.001394 -1.396E-0834 SX LinStatic 13.729494 -0.003021 -0.694731 0.000001462 0.001392 1.632E-0776 SX LinStatic 13.729101 -0.002913 0.690146 0.000001212 0.001392 -0.0000002684 SX LinStatic 13.72847 0.000179 0.690094 -8.583E-08 0.001391 -3.912E-0828 SX LinStatic 13.728468 0.000229 0.690094 -3.325E-07 0.001391 -1.234E-0842 SX LinStatic 13.72789 -0.001591 -0.694615 6.835E-07 0.001392 4.935E-0866 SX LinStatic 13.727344 0.001184 -0.694578 -2.566E-07 0.001392 -1.043E-0736 SX LinStatic 13.723561 0.003318 0.6898 -0.000001627 0.00139 2.079E-0744 SX LinStatic 13.721955 0.001732 0.689684 -7.552E-07 0.00139 7.161E-08

Joint OutputCase CaseType U1Text Text Text mm Δ (mm) H (mm) Δ/H 0.75*R*Δ/H Limite ESTADO

625 SX LinStatic 1.675751 1.675751 1639 0.00102242 0.005 0.010 OK633 SX LinStatic 3.697339 2.021588 1600 0.00126349 0.006 0.010 OK641 SX LinStatic 5.968255 2.270916 1600 0.00141932 0.006 0.010 OK649 SX LinStatic 8.403932 2.435677 1600 0.0015223 0.007 0.010 OK657 SX LinStatic 10.837103 2.433171 1600 0.00152073 0.007 0.010 OK665 SX LinStatic 13.227101 2.389998 1600 0.00149375 0.007 0.010 OK

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Desplazamientos Y-Y Cuadro de Desplazamientos Máximos Cuadro de Limites de Distorsiones

TABLE: Joint DisplacementsJoint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2 R3Text Text Text mm mm mm Radians Radians Radians

834 SY LinStatic -0.055514 9.850501 0.371636 -0.000733 -0.000017 0.000384899 SY LinStatic 0.055472 9.850261 -0.371697 -0.000732 0.000017 0.000383858 SY LinStatic -0.000001039 9.850076 -0.00000212 -0.000731 -7.493E-09 0.000373810 SY LinStatic 0.055953 9.850021 -0.372998 -0.00073 0.000017 0.000382756 SY LinStatic -0.000934 9.849756 -0.000664 -0.00073 -0.00000211 0.000372755 SY LinStatic 0.000947 9.849601 0.000674 -0.000728 0.000002151 0.000371786 SY LinStatic 0.000057 9.849448 0.000066 -0.000726 2.371E-07 0.00037707 SY LinStatic -0.055005 9.849422 0.373919 -0.000725 -0.000015 0.00038900 SY LinStatic 0.001003 9.849163 0.000742 -0.000727 0.00000239 0.000371836 SY LinStatic -0.026647 9.848962 0.577466 -0.001118 0.000022 0.000379708 SY LinStatic -0.001794 9.848744 -0.001238 -0.000722 -0.000003911 0.000368930 SY LinStatic 0.000074 9.848628 0.000087 -0.000725 3.131E-07 0.00037660 SY LinStatic -0.000116 9.847882 -0.000123 -0.000717 -4.343E-07 0.000366903 SY LinStatic 0.026726 9.847835 -0.577548 -0.001121 -0.000021 0.000379659 SY LinStatic -0.000017 9.847669 -0.000026 -0.000716 -9.574E-08 0.000366812 SY LinStatic 0.026409 9.847465 -0.579681 -0.001106 -0.000022 0.000378860 SY LinStatic -0.00000206 9.847434 0.000001918 -0.000836 1.883E-08 0.000386760 SY LinStatic -0.001331 9.846562 0.000608 -0.000835 0.000002369 0.000385

OutputCase CaseType U2Text Text mm Δ (mm) H (mm) Δ/H 0.75*R*Δ/H Limite ESTADO

SY LinStatic 0.818952 0.818952 1639 0.00049967 0.002 0.010 OKSY LinStatic 2.32309 1.504138 1600 0.00094009 0.004 0.010 OKSY LinStatic 3.941529 1.618439 1600 0.00101152 0.005 0.010 OKSY LinStatic 6.321238 2.379709 1600 0.00148732 0.007 0.010 OKSY LinStatic 9.850501 3.529263 1600 0.00220579 0.010 0.010 OKSY LinStatic 7.47929 -2.371211 1600 -0.00148201 -0.007 0.010 OK

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EVALUACION POR RESISTENCIA De los resultados que nos proporciona el análisis estructural, obtenemos los reportes de diseño:

Diagrama de Fuerzas Axiales en Columnas

Diagrama de Momento Flector en Columnas

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Con las fuerzas calculadas y los valores nominales de resistencia procedemos a calcular los ratios de interacción en los elementos de la estructura.

Verificación de Interacción Axial-Momento Flector (P-M-M)

Cuadro de Ratios de Interacción Axial-Momento Flector (P-M-M)

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Verificación de Interacción Axial-Momento Flector (P-M-M)

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ü El diseño estructural se ha realizado en el marco técnico del Reglamento Nacional de

Construcciones vigente a la fecha, el cual contempla la NTE-E090-“Estructuras Metálicas”, la cual se basa en la Norma Americana AISC-LRFD

ü Los elementos verifican los ratios de interacción establecidos por Norma.

ü Las secciones de la estructura satisfacen las cargas asignadas adecuadamente.

ü Se ha calculado las columnas con sección doble desde el primer nivel hasta el cuarto de los

racks.

Por lo tanto se concluye que la estructura cumple con los requerimientos de resistencia y sismoresistencia consignados en RNE. Adicionales: ü Se indica que cualquier variación en las normas actuales o anomalías respecto a la calidad de

los materiales descrita en el presente informe dejan sin validez las conclusiones aquí presentadas.

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ANEXOS