INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD PROFESIONAL TECAMACHALCO

SEMINARIO DE TITULACION: “METODOS DE ANALISIS Y DISEÑO AVANZADO DE ESTRUCTURAS, ASISTIDO POR COMPUTADORA”

“ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON” TESINA QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO ARQUITECTO

PRESENTA:

ANTONIO MARTINEZ ROSALES REVISÓ: OSCAR BONILLA MANTEROLA

MEXICO, D.F., SEPTIEMBRE 2015

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CONTENIDO

1. DESCRIPCION DEL PROYECTO ARQUITECTONICO 1.1 LOCALIZACION 1.2 DESCRIPCION ARQUITECTONICA 1.3 PLANOS GENERALES DE PROYECTO

3 4 6 8

2. SISTEMAS CONSTRUCTIVOS 2.1 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN CUBIERTA 2.2 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EN MUROS

12 13 20

3. VALORES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL 3.1 CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA SEGÚN SU DESTINO 3.2 CLASIFICACION DE LA CONSTRUCCION SEGÚN SU ESTRUCTURACION 3.3 CLASIFICACION POR SU UBICACIÓN GEOGRAFICA 3.4 COEFICIENTE SISMICO 3.5 FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO 3.6 MATERIALES A EMPLEAR Y SUS CARACTERISTICAS 3.7 REGLAMENTOS, CÓDIGOS Y MANUALES

21 22 22 23 24 25 26 27

4. DISEÑO ESTRUCTURAL 4.1 CARGAS DE DISEÑO 4.2 ANALISIS DE CARGAS 4.3 PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS 4.4 GEOMETRIA 4.5 PROPIEDADES 4.6 GRUPOS Y CARGAS

28 29 29 38 40 41 44

5. ANALISIS

47

6. DISEÑO 6.1 PARAMETROS, AREAS A DISEÑAR 6.2 COLUMNAS 6.3 VIGAS 6.4 ARMADURAS 6.5 CONTRAVENTEOS 6.6 ZAPATAS AISLADAS 6.7 DADOS DE CIMENTACION

52 53 54 56 57 59 61 67

pág. 2

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

DESCRIPCION DEL PROYECTO ARQUITECTONICO

pág. 3

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

1.1- LOCALIZACION El edificio se encuentra en un predio de carácter industrial cerca del área urbana, en el Boulevard Díaz Ordaz No. 339, en la colonia Los Treviño, en el municipio de Santa Catarina, Nuevo León.

Ubicación del estado de Nuevo León en la República Mexicana

Ubicación del municipio de Santa Catarina en el estado de Nuevo León

pág. 4

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Más del 80% del municipio es ocupado por la Sierra Madre Oriental y gran parte del Parque Nacional Cumbres de Monterrey

Ubicación del predio en el municipio de Santa Catarina

oz o mo c Tez ero

it z il

Turin

Grecia

d a rida

Solid

Pilastra

C MO TÉ

aridad

H AU

So lid

Hu

CU

Vale n tí n

H ue rta

Estuco

ihu itl Ac am a p ic hitli

Potr e ro C hic o Ro deo iend a

Ha c

Cacama Izcó at l

Paler mo

G. R iv

Silla

ue la

L az o La

Cariá tid e

Ch a rro

E sp

Pilastra Arc ada

Rie nda

L ie n zo

Montaña Jarip eo

NATALE S

Chaparr al

G ar go O la be li en sco te lló C er n c C ap ha ite l D

Um b ra l

C ort ijo

Abrev ad ero

o eñ arr

PU ER TO

oC

Puert o Gu aqui

t ra da

H err a du ra C orr al Ca pora l

ert Pu

Ba lau s

G. Rivero Valen tín

SITIO SA LT I LL O

Vía a México

BULEVARD GUSTAVO DÍAZ ORDAZ

DÍAZ ORDAZ

Tr ev Lo s

tra da

ien to

Ob re ro

Es

LO ST RA NG O

Dic iembre

Gu

DU

25 de

ille rm o Altamirano

Lerdo de Tejada

ov im

iño s

Fra nc

Re for ma

is c

o I.

RE

VIÑ

Ma de ro

OS

MANUEL ORDOÑEZ

M

RE Y

Monterrey Sa

lt illo

MO NT ER

La tienda se genera en un lugar cuyas adyacencias son las áreas industriales, urbanas y de gran transición vehicular debido al gran número de habitantes y por la importancia de la carretera ya que comunica a Monterrey y Saltillo.

pág. 5

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

1.2- DESCRIPCION ARQUITECTONICA Es un edificio destinado al comercio de autoservicio al mayoreo y menudeo de abarrotes, electrónica, electrodomésticos, vinos y licores, ropa, farmacia, congelados, carnes, panadería, repostería, herramientas, artículos para el hogar y papelería; además de contar con una área de comida rápida y postres. Dichos servicios son la mayor demanda de esta zona urbana, porque cuentan con pocas tiendas de esta magnitud, la más cercana hacia el sur se encuentra hasta monterrey o en el lado Norte el más próximo se encuentra hasta Saltillo. El edificio consta de 5 cuerpos de las cuales solo uno es la nave principal y el resto son edificaciones secundarias que dan servicio a la nave principal:     

1 Nave de piso de ventas (la cual se realizara el análisis) 2 Cafetería 3 Recibo 4 Planta de emergencia 5 Casa de bombas

15

32

3 3 12

2

SANTA CATARINA NUEVO LEON

EDIFICIO 1

5

04

PLANTA DE CONJUNTO

Está conformado en una sola planta, en una nave industrial, con desniveles entre cuerpos adyacentes no mayor a 1.50 m. Las dimensiones de la nave principal son:  Largo 108.56 m x 76.70 m de ancho  Dando un área de 8,326.55 m2  Cuenta con una altura libre en su interior de 6.30 m en la parte más baja y  8.20 m en la parte más alta.

pág. 6

4

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

El acceso se encuentra en el lado Este, y habrá que pasar por el área de cafetería de acuerdo al proyecto, dentro de la nave principal se encuentra una estructura independiente a base de marcos de acero denominado “mezzanine” que concentra los siguientes espacios:         

Oficinas Sala de juntas Sanitarios del personal Atención a clientes Ventas por internet Sanitarios clientes Cuarto de tableros eléctricos de media y baja tensión Comedor Farmacia

La nave principal se divide de la siguiente forma, sin el uso de muros, solo por ubicación de departamentos:                  

Kiosco de facturación Zona de cajas Mezzanine Piso de ventas Panadería Rosticería Servicio de carnes Frutas y verduras Sala de capacitación Mantenimiento Área de compactadora de cartón Tableros eléctricos de baja tensión Pasillos de servicios Isla de Deli Isla de Congelados Tren de cámara de refrigeración Tren de cámara de congelación Salida a recibo.

Por la ubicación en la región en la que se encuentra el edificio, será necesario la colocación de unidades tipo paquete en la techumbre para controlar la temperatura de la tienda, contara con domos para aprovechar la mayor entrada de luz natural; como el edificio es considerado “bodega” contara con un sistema de protección contra incendios por medio de rociadores automáticos además de contar con hidrantes y extintores de acuerdo a protección civil, cuenta con 7 salidas de emergencia, la alimentación eléctrica será proveída desde otro edificio, contara con una planta de tratamiento prefabricada de aguas residuales para su rehúso en áreas verdes y para sanitarios, cuenta además con un patio de maniobras de tráileres, y estacionamiento para clientes y para el personal.

pág. 7

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

1.3- PLANOS GENERALES DE PROYECTO

A continuación se indican los planos arquitectónicos generales y las áreas que se analizaran

12

TIENDA AUTOSERVICIO NAVE PRINCIPAL A DISEÑAR

PLANTA ARQUITECTONICA GENERAL

FACHADA PRINCIPAL

FACHADA POSTERIOR

pág. 8

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

FACHADA LATERAL 1

FACHADA LATERAL 2

pág. 9

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CORTE TRANSVERSAL 1

CORTE TRANSVERSAL 2

PLANTA DE TECHOS

pág. 10

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CORTE LONGITUDINAL 1

CORTE LONGITUDINAL 2

pág. 11

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

2.- SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

pág. 12

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

2.1- SISTEMA CONSTRUCTIVO EN CUBIERTA

DEFINICIÓN Son elementos que, combinados con la estructura metálica o los largueros de acero, componen la techumbre o cubierta del edificio, formando elementos resistentes y de protección contra los fenómenos meteorológicos MATERIALES: 

CUBIERTA o Lámina metálica, tipo KR-18, calibre 24, acero GR 33, recubrimiento 45% cinc / 55% aluminio (zintro-alum), acorde con la norma ASTM 653.



ACCESORIOS DE FIJACION EN CUBIERTA (Todos los elementos metálicos de fijación deben ser galvanizados) o o o o o o o o o



1. Clips fijos 2. Clips móviles 3. Pijas 4. Pasadores tipo espiga 5. Tornillos auto taladrantes con arandelas de neopreno 6. Sellador de caucho butílico (sólo en zona de tornillos colocados en traslapes de láminas) 7. Closure (espuma de poliuretano) 8. Caballete para cumbrera, calibre 24.

PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE o o

o

o

o

Antes de la colocación del equipo de rolado sobre los elementos de la estructura se deberá reforzar las zonas donde se coloque el equipo de rolado. Antes de la colocación del aislamiento térmico, rígido o flexible según aplique el caso, la estructura deberá encontrarse libre de impurezas, desperdicios de material, quemaduras de soldadura, humedad en cualquier zona y de cualquier agente externo que pueda degradar el aislamiento. El aislamiento se instalará directamente sobre el sistema estructural de cubierta, toda vez que se encuentren terminados los trabajos de montaje, alineado y nivelado de la estructura principal. La colocación de clips de fijación de la cubierta laminada deberá realizarse después de haber colocado el aislamiento sobre el área de la vertiente. Los clips deberán alinearse conforme dicte el ancho de los paneles de la cubierta al momento de presentar la pieza en la estructura. Las zonas de remates de cubierta deberán de encontrarse libres de cualquier inconveniente previo a la instalación, así como también los preparativos para flashings en muros (parapetos, paneles de concreto), ranuras, etc. Es importante que estén listos y libres al momento de colocar la cubierta y sus accesorios.

pág. 13

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

o



Previo a las actividades de rolado en el sitio de los paneles metálicos, se deberá de reforzar los elementos de soporte de la estructura antes de colocar el equipo de rolado de manera que se eviten deformaciones o daños permanentes en los elementos de soporte de los paneles metálicos que afecten el desempeño del sistema de cubierta.

Al momento de realizar el rolado de las piezas de cubierta se deberá de asegurar, tanto como sea posible, el alineamiento y nivelación del equipo de rolado de manera que se eviten deflexiones excesivas en las piezas roladas.

pág. 14

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

ALGUNOS DATOS TECNICOS DE LA LÁMINA

LUCERNARIOS TRASLÚCIDOS DE DOMOS TRAGALUCES PRISMÁTICOS Tragaluces prismáticos • Descripción o Tragaluces prismáticos de acrílico tipo arco cañón modelo 800MD con medidas internas de 1.84m x 1.54m y externas de 1.92m x 1.62m. Fabricado para instalación inmediata. o Estos tragaluces poseen una doble capa de acrílico, la capa transparente es un acrílico tipo SR50-I y la capa blanca es un acrílico tipo CC2. o Los marcos del tragaluz están fabricados con aluminio tipo 6063 T5, de acuerdo a los estándares de construcción; cuentan con un aislante térmico de PVC para evitar que cualquier parte del marco metálico quede expuesto hacia el interior de la tienda. o Las esquinas del marco están herméticamente soldadas y las hojas de acrílico están separadas del marco de aluminio mediante un sello de silicona. o Para la sujeción de los tragaluces se utilizarán tornillos galvanizados tipo SMS del No. 12x2” colocados a cada 30cm.

pág. 15

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

•

Instalación o Para la instalación de los tragaluces se requiere de un pretil-soporte que es un brocal de lámina tipo Pintro en color blanco calibre 22. o La base del brocal podrá sufrir modificaciones según el tipo y la posición de la techumbre donde será sujetado, es decir, la base podrá ser lisa cuando la techumbre posea una superficie lisa o podrá ser engargolada cuando se fije a una lámina tipo KR-18, por ejemplo. o En la sección del tragaluz opuesta a la pendiente de la techumbre, deberá colocarse un desviador de agua, justo en la unión entre la base del brocal y el lecho alto de la techumbre. o En el interior del tragaluz, deberá colocarse un contramarco de lámina Pintro, color blanco, calibre 22 sujeto a la parte interior del brocal para impedir la visibilidad del corte de la techumbre desde el interior del tragaluz. o Las uniones derivadas de la colocación del domo deberán sellarse de acuerdo a las indicaciones del proveedor.

De acuerdo al fabricante, el peso es de 95 kg/pieza con los refuerzos necesarios. pág. 16

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

PROTECCION TERMICA Se define como: los elementos que permiten proteger el inmueble de los cambios climáticos (frío / calor) y que mantienen el interior del mismo a una temperatura adecuada. Para este caso, se utilizara aislamiento flexible por ser una zona semiseca, de clima templado, extremoso y con poca presencia de humedad: aislamiento de fibra de vidrio con barrera de vapor de polipropileno reforzado de 25 micras de pulgadas de espesor.

pág. 17

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

SELECCIÓN DEL ESPESOR DEL AISLAMIENTO

De acuerdo a las condiciones climáticas del lugar y a las recomendaciones del fabricante, se usara fibra de vidrio flexible con un espesor de 4”, que cubre un factor “R” de 13, necesarias para conservar el ambiente dentro de la nave. El peso de este material es de 0 .60 kg/m2

pág. 18

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

ALGUNAS NOTAS PARA LAS FABRICACIONES METALICAS MATERIALES QUE DEBERAN UTILIZARSE PARA ESTA CONSTRUCCION a) Láminas de acero y perfiles: ASTM A36 b) Pernos, tuercas y arandelas (rondanas): ASTM A325 y ASTM A307. c) Acero rolado en frío: ASTM A366, clase I, terminación mate. d) Lámina de acero rolado en frío: ASTM A570. e) Lámina galvanizada: 1. Estructural: ASTM A466, G90. 2. Lámina galvanizada: ASTM A591, clase C. f) Tubo de acero: ASTM A500, grado A y B. g) Tubería de acero: ASTM A53. h) Materiales para soldadura: AWS D1.1 y AWS D1.3 del tipo requerido para los materiales que se soldarán. i) Pinturas primarias: El color debe igualar a la pintura base usada en techos metálicos y viguetas y debe igualar también al elemento estructural que se esté retocando. o o o

Aplicación en taller y retoque en la obra: Pintura primer para retoque de Superficies Galvanizadas: la línea de pintura primer elegida debe cumplir con la norma ASTM A780. Para la estructura que esté en exterior de tienda, que comprende estacionamiento en sótano, andador peatonal, techumbre de carritos, techumbre de fast food, subestación, etc. Deberá utilizarse el primer mastique epóxico catalizado B58WJ01 con espesor de 0.006” y acabado acrílico poliacril, línea F64-V66VJ38 con espesor de 0.003” en dos capas. C

j) Anclajes en concreto: Pernos, arandelas y cuñas maleables o de acero fundido o forjado; galvanizado.

pág. 19

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

2.2- SISTEMA CONSTRUCTIVO EN MUROS ECONOMURO EN FACHADAS En la periferia de la nave estará constituido en primera instancia por block de concreto, de 20x20x40, la cual cubrirá la limitante hasta una altura de 4.20 m sobre el N.P.T., a partir de esta altura y hasta la parte inferior de la techumbre será cubierta por una fachada ligera a base de panel aislante para muros prefabricados compuesto por un núcleo de espuma rígida de poliuretano, una cara de acero Pintro y una cara interior de laminación de panel plastificado color blanco con malla de refuerzo, denominado “economuro”, para este caso y de acuerdo al clima de Santa Catarina, se ha optado por uno de un espesor de 2”, la cual tiene un peso aproximado de 6.41 kg/m2 de acuerdo a la información técnica del fabricante.

pág. 20

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

3.- VALORES PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

pág. 21

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

3.1- CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA SEGÚN SU DESTINO

TIPO DE ESTRUCTURA DE ACUERDO AL R.C.D.F. Grupo B: Estructuras en que se requiere un grado de seguridad convencional. Construcciones cuya falla estructural ocasionaría pérdidas moderadas o pondría en peligro otras construcciones de este grupo o del grupo A, tales como naves industriales, locales comerciales, estructuras comunes destinadas a vivienda u oficinas, salas de espectáculos, hoteles, depósitos y estructuras urbanas o industriales no incluidas en el grupo A, así como muros de retención, bodegas ordinarias y bardas. También se incluyen todas aquellas estructuras de plantas de generación de energía eléctrica que en caso de fallar por temblor no paralizarían el funcionamiento de la planta. Las que se subdividen en: a) Subgrupo B1: Edificaciones de más de 30 m de altura o con más de 6,000 m2 de área total construida, ubicadas en las zonas I y II a que se aluden en el artículo 170 de este Reglamento, y construcciones de más de 15 m de altura o más de 3,000 m2 de área total construida, en zona III; en ambos casos las áreas se refieren a un solo cuerpo de edificio que cuente con medios propios de desalojo: acceso y escaleras, incluyendo las áreas de anexos, como pueden ser los propios cuerpos de escaleras. El área de un cuerpo que no cuente con medios propios de desalojo se adicionará a la de aquel otro a través del cual se desaloje; b) Edificios que tengan locales de reunión que puedan alojar más de 200 personas, templos, salas de espectáculos, así como anuncios autosoportados, anuncios de azotea y estaciones repetidoras de comunicación celular y/o inalámbrica, y c) Subgrupo B2: Las demás de este grupo.

3.2-CLASIFICACION DE LA CONSTRUCCION SEGÚN SU ESTRUCTURACION

TIPO 1: Estructuras de edificios: Estructuras comunes tales como edificios urbanos, naves industriales típicas, salas de espectáculos y estructuras semejantes, en que las fuerzas laterales se resisten en cada nivel por marcos continuos contraventeados o no, por diafragmas o muros o por la combinación de estos.

pág. 22

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

3.3- CLASIFICACION POR SU UBICACIÓN GEOGRAFICA TIPO DE TERRENO El terreno es tipo I al encontrarse cerca de lomas, cerca de la sierra madre Oriental Terreno tipo I Roca compacta, suelo cementado o granular muy denso. De acuerdo al proyecto y levantamiento para el mismo, el terreno tiene una resistencia de 12 ton/m2 Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, vS > 750 m/s. ZONA SISMICA De acuerdo a la geografía, y a datos sísmicos del Servicio Meteorólogo Nacional se indica lo siguiente:

EL PROYECTO SE ENCUENTRA EN LA ZONA SISMICA “A”

pág. 23

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

De acuerdo a la gráfica de “Riesgo Sísmico”, en Nuevo León existe una mayor tendencia a que se presenten sismos con intensidad mayor o cercana a 5.0

3.4- COEFICIENTE SISMICO COEFICIENTE SISMICO DEL MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO DE LA CFE (CFE) 3.1.3.1 Diseño óptimo De acuerdo con el criterio descrito por Esteva (1970), se considera que un coeficiente de diseño es óptimo si minimiza la suma de los costos esperados de la decisión de usar precisamente ese valor de diseño. Los costos esperados se forman con dos componentes: el costo inicial, que crece con el valor adoptado para diseño, y el costo, actualizado a valor presente, de todas las pérdidas por sismo que puedan ocurrir en el futuro. (CFE) 3.1.3.1.4 Coeficientes óptimos para estructuras del grupo B Se supondrá que para estructuras de periodo corto (< 0.3 s), en terreno rocoso, el nivel de la meseta del espectro para zona D del MDOC-DS93 conduce a diseño óptimo en la costa del Pacífico. Puede apreciarse que la resistencia a la que se refiere el modelo simplificado para el valor presente de la esperanza de las pérdidas por sismo es la resistencia real, mientras que las ordenadas del espectro del MDOC-DS93 están reducidas por el efecto de la sobrerresistencia. Por esta razón, es necesario convertir estos espectros a resistencias reales. Para esto, se ha utilizado un factor de sobrerresistencia de 2, que es razonable para un grupo amplio de estructuras. En vista de esto, la resistencia real implícita en la meseta pág. 24

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

del espectro de zona D del MDOC-DS93 es c = 0.5 × 2 = 1. Con estas adopciones y utilizando la sismicidad de un punto representativo de la costa del Pacífico (el sitio seleccionado fue Acapulco y la ordenada espectral se midió en Te = 0.3 s) y el valor de SL = 12 usado en el MDOC-DS93 (Ordaz et al, 1989), se determinó con qué valores de K y α (ver ecuación 1.10) se llega a la conclusión de que el valor de c = 1 es óptimo en ese sitio. Se procedió por iteraciones, llegando a los siguientes valores: K = 1.6 y α = 2, que no son muy diferentes a los adoptados por Ordaz et al, (1989) para la determinación de espectros de diseño en el MDOC-DS93. Una vez determinados los valores de K y α, se determinaron los valores de los coeficientes óptimos en el resto del país

PARA LA ZONA DE SANTA CATARINA SE TOMA EL COEFICIENTE SISMICO DE 0.30g DE ACUERDO AL MANUAL DE CFE AL ENCONTRARSE CON UNA INTENSIDAD MAYOR O CERCANA A 5.0

3.5- FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO Sección 5.3 de las N.T.C. FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO (Q)

(N.T.C.) 5.3 Requisitos para Q=2 Se usará Q=2 cuando la resistencia a fuerzas laterales es suministrada por losas planas con columnas de acero o de concreto reforzado, por marcos de acero con ductilidad reducida o provistos de contraventeo con ductilidad normal, o de concreto reforzado que no cumplan con los requisitos para ser considerados dúctiles, o muros de concreto reforzado, de placa de acero o compuestos de acero y concreto, que no cumplen en algún entrepiso lo especificado por las secciones 5.1 y 5.2 de este Capítulo, o por muros de mampostería de piezas macizas confinados por castillos, dalas, columnas o trabes de concreto reforzado o de acero que satisfacen los requisitos de las Normas correspondientes. También se usará Q=2 cuando la resistencia es suministrada por elementos de concreto prefabricado o presforzado, con las excepciones que sobre el particular marcan las Normas correspondientes, o cuando se trate de estructuras de madera con las características que se indican en las Normas respectivas, o de algunas estructuras de acero que se indican en las Normas correspondientes.

pág. 25

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

3.6- MATERIALES A EMPLEAR Y SUS CARACTERISTICAS 

EL ACERO ESTRUCTURAL CUMPLIRÁ CON LOS SIGUIENTES REQUISITOS o o o o o o o



PERFILES IR & TR: ÁNGULOS PARA ARMADURAS: PERFILES TUBULARES (HSS): PERFILES DOBLADOS EN FRÍO (CF): ÁNGULOS PARA JOISTS: PLACAS DE CONEXIÓN: PERNOS DE ANCLAJE:

2530 Kg/cm2. A36 2530 Kg/cm2. A36 2950 Kg/cm2. A572 Gr 42 3515 Kg/cm2. A570 Gr 50 3515 Kg/cm2. A572 Gr 50 2530 Kg/cm2. A36 2530 Kg/cm2. A36/A307

PARA ALIGERAR LA ESTRUCTURA SE USARAN VIGUETAS PREFABRICADAS (JOIST)

Se tomara de acuerdo a lo indicado por el fabricante: Joist de la serie K con un peralte de 20” (0.50 m) para cubiertas, de la cual necesitamos cubrir un claro de 12 m (40 ft), de acuerdo a la tabla con especificación LRFD será necesario utilizar joist 20K3, estos soportan una carga de 64 plf (libras por pie lineal) es decir 95.18 kg/m para el claro de 12 m

TABLA PARA SELECCIÓN DE VIGUETA

pág. 26

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

3.7- REGLAMENTOS, CÓDIGOS Y MANUALES 

REGLAMENTOS, CÓDIGOS Y MANUALES

o o o o

MANUAL DE CONSTRUCCIÓN EN ACERO, INSTITUTO MEXICANO DE LA CONSTRUCCIÓN EN ACERO A.C. NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS DEL REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DISEÑO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS MANUAL DE DISEÑO SÍSMICO DE LA CFE STEEL JOIST INSTITUTE (SJI)

pág. 27

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.- DISEÑO ESTRUCTURAL

pág. 28

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.1 CARGAS DE DISEÑO



CARGAS VIVAS MAXIMAS o



(EN EL D. F.) (FUERA DEL D. F.)

CARGAS VIVAS DISEÑO POR SISMO o



CUBIERTA:  40 Kg/m² S > 5%  60 Kg/m² S > 5%

CUBIERTA  20 Kg/m² S > 5%  70 Kg/m² S < 5%

DISEÑO POR SISMO QUE SE EMPLEARA PARA EL ANALISIS o o o o o

ZONA SISMICA: A TERRENO TIPO: I ESTRUCTURA GRUPO: B COEFICIENTE SISMICO (C): 0.30 g FACTOR DE COMPORTAMIENTO SISMICO (Q): 2

4.2 ANALISIS DE CARGAS

CARGAS UNIFORMEMENTE REPARTIDAS

El muro ligero estará fijada directamente a las columnas de la nave por medio de un bastidor, las cuales se analizaran para determinar la carga adicional, se tomara como una carga uniformemente repartida a lo largo de los ejes. El bastidor estará formado por un perfil “C” formado en frio (CF) de 203 x 10 en la sección horizontal y en la sección vertical: “IR” de 203 x 22.5, “LI” de 32 x 3 de 1.5 kg/m Se analizará un entre eje para determinar la carga por metro lineal.

pág. 29

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Análisis de fachadas laterales para determinar la carga por m

ANALISIS DE 3.55x12.06 M

ANALISIS DE BASTIDOR TOMANDO LA ALTURA DEL MURO DE 3.55 M POR UNA LONGITUD DE 12.06 M PERFIL 203x10 203 x 22.5 32 x 3

ECONOMURO

TIPO PERFIL CF IR LI

LONGITUD 12.06

PESO/M 10.17 22.5 1.5

LONGITUD 12.06 3.55 3.34

PANEL AISLANTE “ECONOMURO” ANCHO PESO/ M2 3.55 6.41

PZAS 4 1 4 TOTAL Kg

PZAS. 1

TOTAL PESO 490.6008 79.875 20.04 590.5158

TOTAL PESO (kg) 274.43

El total del peso de la fachada analiza es de: 590.5158 + 274.43 = 864.9458 kg Esta cantidad lo dividimos entre 12.06, que es el entre eje, para determinar la carga por metro lineal 864.9458 / 12.06 = 68.65 kg/m pág. 30

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CARGAS CONCENTRADAS

CF 203x10 CF 203x10 CF 203x10

IR 203x22.5

IR 203x22.5

IR 203x22.5

Para el caso de la fachada principal en los ejes 1-2, y 4-5, se tomara la distancia del entre-eje

ANALISIS DE BASTIDOR EN FACHADA PRINCIPAL EN LOS EJES 1-2, 4-5 PERFIL 203x10 203 x 22.5 32 x 3

TIPO PERFIL CF IR LI

PESO/M

LONGITUD

10.17 22.5 1.5

17.01 5.55 5.34

1,279.64/ 2 639.82/2=

SECCIONES 319.91

PZAS 5 3 5 TOTAL Kg TOTAL Kg/ SECCION TOTAL KG / COLUMNA

TOTAL PESO 864.96 374.63 40.05 1,279.64 639.82 319.9

La carga de la sección (enmarcada) es de 639.82 kg, la mitad de la carga de la sección es dirigida a la columna y la otra mitad de carga se dirige hacia el muro de block, por lo que cada columna será como sigue: La carga se reparte entre 2, 639.82/2 la cual cada una soportara un peso de: 319.9 kg, únicamente para los ejes 1,2, 4 y 5 dentro del eje A pág. 31

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

En la misma fachada principal, solo que para los ejes 2-4:

ANALISIS DE BASTIDOR EN FACHADA PRINCIPAL EN LOS EJES 2-4 PERFIL 203x10 203 x 22.5 32 x 3

TIPO PERFIL CF IR LI

4 SECCIONES (ENMARCADAS) COLUMNAS COLUMNA

2, 4 3

PESO/M 10.17 22.5 1.5

LONGITUD 42.67 6.55 6.35

3,454.9 / 4= 863.725 /2= 863.725 KG 431.9 CARGA POR COLUMNA SECCIONES 1 SECCIONES 2

PZAS 6 5 12 TOTAL Kg

TOTAL PESO 2603.72 736.88 114.3 3,454.9

TOTAL Kg/ SECCION

431.9

KG KG

431.9 863.7

La mitad de la carga de cada sección será transmitida a la columna metálica, mientras que la otra mitad será dirigida hacia el muro de block Los ejes 2 y 4 cargan la mitad de una sección: 431.9 kg Mientras que el eje 3 cargara 2 mitades de sección: 863.7 kg Éstas serán las cargas que se utilizaran como puntuales para el análisis

pág. 32

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Fachada posterior para el eje 1 En la fachada posterior, el economuro se adapta a la forma trapezoidal, por lo cual se realiza una “bajada de cargas” para determinar dichas cargas por cada columna, y así agregarlo para los cálculos estructurales.

ANALISIS DE BASTIDOR EN FACHADA POSTERIOR PARA EL EJE 1 PERFIL 203x10 203x10 203 x 22.5 203 x 22.5 32 x 3

AREA ECONOMURO

TIPO PERFIL CF CF IR IR LI

(B+b)xh/2

PESO/M 10.17 10.17 22.5 22.5 1.5

6.41

LONGITUD 9.93 9.95 3.55 4.05 3.47+3.60+3.72= 10.79

(4.05+3.55)x10.44 /2 = 39.67 m2 800.29/2= 400.145

PZAS 2 2 1 0.5 1

TOTAL PESO 201.98 202.38 79.88 45.56 16.19

TOTAL Kg ACERO 1

545.99

TOTAL PESO TOTAL KG EN COLUMNA

800.29 400.145

254.30

De la misma manera, la mitad de la carga del tablero será transmitida hacia la columna como carga puntual, y la otra mitad se dirigirá hacia el muro de block.

pág. 33

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Fachada posterior para los ejes 2 y 4

ANALISIS DE BASTIDOR EN FACHADA POSTERIOR PARA LOS EJES 2 Y 4 PERFIL 203x10 203x10 203 x 22.5 203 x 22.5 203 x 22.5 32 x 3

AREA ECONOMURO

TIPO PERFIL CF CF IR IR IR LI

(B+b)xh/2

PESO/M 10.17 10.17 22.5 22.5 22.5 1.5

1219.07/19.17= 6.41

1,778.15/2= 889.075

LONGITUD 19.17 19.19 4.05 4.55 5.05 3.97+4.10+4.22+ 4.47+4.60+4.72= 26.08

63.59 (5.05+4.05)x19.17 /2 = 87.22 m2

PZAS

TOTAL PESO 584.88 390.32 45.56 102.38 56.81 39.12

TOTAL Kg ACERO TOTAL 1

1219.07

TOTAL PESO TOTAL KG EN COLUMNA

1,778.15 889.075

3 2 0.5 1 0.5 1

559.08

pág. 34

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

La mitad de la carga del tablero será transmitida hacia las columnas como carga puntual, y la otra mitad se dirigirá hacia el muro de block. Y para el eje 3, tenemos:

ANALISIS DE BASTIDOR EN FACHADA POSTERIOR PARA EL EJE 3 PERFIL 203x10 203x10 203 x 22.5 203 x 22.5 32 x 3

AREA ECONOMURO

TIPO PERFIL CF CF IR IR LI

(B+b)xh/2

PESO/M 10.17 10.17 22.5 22.5 1.5

6.41

LONGITUD 18.52 9.26 5.05 5.54 4.96+5.09+5.21= 15.26

(5.54+5.05)x9.28/ 2 = 49.14 m2 1855.78/2= 927.89

PZAS

TOTAL PESO 565.05 376.7 113.63 124.65 45.78

TOTAL Kg ACERO 2

1225.81

TOTAL PESO Total Kg EN COLUMNA

1855.78 927.89

3 4 1 1 2

629.97

Al igual que en las demás columnas, la mitad de la carga del tablero será transmitida hacia el muro de block y la otra mitad hacia las columnas metálicas

pág. 35

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

También hay equipos de aire acondicionado denominados “Unidades paquete” que se encuentran en diversos puntos de la cubierta, como sigue:

565

565

565

525

313

349

565

565

Para fines prácticos y por los posibles cambios de equipos a futuro, se tomará el peso más alto de esta tabla: 0.565 Ton. Para insertarlos en el programa de análisis, se dividirá el peso del equipo entre 3, que es el número de “joist” que lo soportaran: 0.565/3 = 0.188 Ton

K A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

L

M

N

5 VE-03

UC-02 UC-01

UC-03

4

3

VE-02 VE-01

2

VE-04

RE

MCM VE-07

1

pág. 36

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Ubicación de unidades paquete en azotea

CARGAS DE SERVICIO Lamina KR-18 calibre 24 Aislamiento térmico Lucernarios Instalaciones Carga muerta:

Carga viva máxima Carga viva:

Carga de servicio

5.93 0.60 2.07 25.0 33.6

kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2 kg/m2

60.0 kg/m2 93.6 kg/m2

93.6

kg/m2

Carga muerta: Cargas vivas diseño por sismo

33.6 20.0

kg/m2 kg/m2

Carga final por sismo

53.6

kg/m2

CARGA POR SISMO:

pág. 37

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.3.- PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS

Se realiza el modelado de la estructura de acuerdo a los datos de proyecto, en el programa Staad.Pro

Se utiliza armadura para aligerar el peso de la estructura ya que es necesario liberarse claros cercanos a los 20 m.

Propuesta de armaduras con longitud de 19.89 m: Patines superior e inferior: sección “T” de 6x76 in x lb/ft Alma formada por 2 ángulos de lados iguales: 4”x4”x 7/16”

Propuesta de columnas: Para los soportes internos de la nave, se proponen los siguientes Perfiles: HSS de 12”x12”x0.5”

pág. 38

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Para las columnas perimetrales en dirección a la longitudinal de la nave, se proponen los siguientes perfiles: IPR de 27x102

Para la conexión entre columnas en el sentido longitudinal a la nave, se propone el siguiente perfil: Viga IPR de 16x36

Se utilizaran largueros de acero de alma abierta (joist) de designación de acuerdo a la tabla del fabricante, mismas que aparecen en el programa de Staad.Pro: Joist 20K3

pág. 39

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.4.- GEOMETRIA Con la ayuda de “Open Structure Wizard” del programa Staad.Pro se realiza la geometría de la estructura principal de acuerdo a las dimensiones del proyecto arquitectónico

ISOMETRICO DE LA NAVE

VISTA TRANSVERSAL

pág. 40

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.5.- PROPIEDADES Después de la geometría, a continuación se asignan propiedades a cada elemento, mismos que se habían determinado en el predimensionamiento, el resultado, lo siguiente:

ASIGNACION DE PROPIEDADES A ELEMENTOS DE LA GEOMETRIA

SE COLOCAN LOS SOPORTES

pág. 41

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

ISOMETRICO RENDERIZADO PARA UNA MEJOR VISUALIZACION DE LA ESTRUCTURA

VISTA EN UNA SECCION TRANSVERSAL

pág. 42

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

VISTA LATERAL DE LA NAVE

VISTA SUPERIOR DE LA NAVE

pág. 43

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

4.6.-GRUPOS Y CARGAS Se procede a formar grupos, el programa no permitió realizar solo 2 grupos, uno para cada partición de agua, por lo que se procede a realizar 4 grupos, divididos en el eje de las columnas Únicamente se crean 4 grupos, solo para la techumbre.

CREACION DE GRUPOS EN LA TECHUMBRE PARA ASIGNACION DE CARGAS

Se colocan los parámetros de sismo de acuerdo a lo determinado en los puntos anteriores

PARAMETROS DE SISMO

pág. 44

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Se colocan las cargas uniformes, puntuales y por grupos para sismo de acuerdo al análisis de cargas

COLOCACION DE CARGAS EN SISMO

Se agregan las cargas de sismo en las direcciones X y Z

CARGAS DE SISMO EN “X” Y “Z”

pág. 45

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Se agregan las cargas de servicio: peso propio de la estructura, cargas de los grupos, cargas uniformes, cargas puntuales

EN LA IMAGEN: SE AGREGAN LAS CARGAS A UN GRUPO DE LA TECHUMBRE

Se agregan las combinaciones para los efectos que actuaran en la estructura

COMBINACIONES

pág. 46

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

5.- ANALISIS

El primer análisis indica que tenemos muchos desplazamientos horizontales pág. 47

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

DESPLAZAMIENTOS EN PRIMER ANALISIS

Después de dicho análisis, se considera colocar contraventeos horizontales y verticales para restringir dichos desplazamientos, y se genera lo siguiente:

RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS DENTRO DEL RANGO PERMISIBLE

El máximo desplazamiento es en la armadura en la dirección Y de -25.68 mm

pág. 48

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Se muestran los siguientes desplazamientos:

SISMO EN X

SISMO EN Z

pág. 49

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CARGA DE SERVICIO

DIAGRAMA DE MOMENTOS (ENVOLVENTE)

pág. 50

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

DIAGRAMA DE CORTANTES (ENVOLVENTE)

DIAGRAMA DE CARGAS AXIALES (COMBINACION 4)

pág. 51

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.- DISEÑO

pág. 52

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.1.- PARAMETROS, AREAS A DISEÑAR La estructura será de acero, por lo tanto se diseña bajo la especificación AISC LRFD, se indican los parámetros y se crean los grupos a diseñar para obtener un resultado un poco más “uniforme” esto para enlazar varios elementos diferentes a un solo tipo de perfil, reduciendo costos de adquisición, rapidez en la fabricación y montaje, reducción de detalles constructivos, en términos generales, será para optimizar la construcción de la estructura.

SELECCIÓN Y DEFINICION DE PARAMETROS

SE DEFINEN LOS ELEMENTOS A DISEÑAR

pág. 53

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.2.- COLUMNAS

COLUMNAS HSS

La columna propuesta era de un perfil HSS de 12x12x0.5”, el resultado final: Es un HSS de 12x12x0.25”

RESULTADO DE DISEÑO EN COLUMNAS INTERIORES

pág. 54

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

COLUMNAS EXTERIORES PERFILES IPR

La columna propuesta era de un perfil IPR 27x102, el resultado final: Es un IPR de 24x84

RESULTADO DE DISEÑO EN COLUMNAS EXTERIORES

pág. 55

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.3.- VIGAS

VIGAS PARA CONEXIÓN ENTRE COLUMNAS

Viga propuesta de un perfil IPR de 16x36, el resultado final: Es un IPR de 12x65

RESULTADO DE DISEÑO DE VIGAS

pág. 56

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.4.- ARMADURAS

CUERDAS SUPERIOR E INFERIO DE ARMADURA

Las cuerdas superior e inferior de la armadura se propone de una viga “T” de 6x76, el resultado final: Es una viga ”T” de 9x30

RESULTADO DEL DISEÑO DE LAS CUERDAS DE LA ARMADURA

pág. 57

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

ALMA DE LA ARMADURA

El alma de la viga fue propuesto por 2 ángulos de 4”x4”x7/16, el resultado final: El alma estará formado por 2 ángulos de 3”x2”x3/8”

RESULTADO PARA EL ALMA DE LA ARMADURA

pág. 58

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.5.- CONTRAVENTEOS

CONTRAVENTEOS VERTICALES

Se propone un contraventeo con HSS de 8x8x0.25”, el resultado final: HSS de 4x4x0.125”

RESULTADO PARA EL ALMA DE LA ARMADURA

pág. 59

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

CONTRAVENTEOS HORIZONTALES

Para estos contraventeos, el programa solo los verifica, el diseño inicial y final para estos contraventeos son: redondo de 1” de diámetro

PROPIEDADES DEL CONTRAVENTEO HORIZONTAL

pág. 60

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.6 ZAPATAS AISLADAS Por las distancias entre columnas, se determina que los cimientos serán de zapatas aisladas, sin contratrabes de liga. Columnas interiores: Para determinar las cargas, utilizamos la herramienta del programa Staad.Pro que nos muestra a las columnas más fatigadas.

MUESTRA DE LOS ELEMENTOS FATIGADOS

CARGA AXIAL DE 65.8 TON

pág. 61

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Se utilizan éstos datos del Staad.Pro, en el programa que se generó durante el seminario para el cálculo de zapatas aisladas.

DATOS PESO (TON) RESISTENCIA DEL TERRENO T/M2 FACTOR DE CARGA (1 PARA ESTE CASO) ANCHO DE DADO (M) Altura DE ZAPATAS (cm) Base (cm) Recubrimiento (cm) Esf. Acero Fy (kg/cm2) Esf. Concreto F´c PESO ULTIMO PESO TOTAL ULTIMO BASE M ESFUERZO EFECTIVO LONGITUD DEL CANTILIVER Momento M (T.-M) Cortante TON Esf. Concerto F"c (kg/cm2) Peralte efectivo D(cm) Factor de Reduccion A B C Area de acero As (cm2) f*c Beta 1 Beta 2 Beta As min (cm2) As max (cm2) As final No. Diametro as area de 1varilla (cm2) SEPARACIÓN (CM) Vcr FINAL KG VCR FINAL Ton

65.8 12 1 0.65 35 100 5 4200 250 65.8 69.09 2.40 11.99 0.88 4.59 58.26 170 30 0.9 -467 113400 -459175.6185 4.12 200 0.85 0.91 0.85 7.9 46 7.91 4 1.27 16 64488 64.49 si pasa SI REQUIERE ARMADO EN LECHO SUPERIOR As MINIMO 7.91 No. Diametro 4 as area de 1varilla (cm2) 1.27 SEPARACIÓN (CM) 16

PROGRAMA EN EXCEL UTILIZADO PARA EL CÁLCULO DE LAS ZAPATAS AISLADAS

pág. 62

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

En resumen es: Zapata aislada de 2.40 x 2.40 m Armado con varillas # 4 @ 16 cm en ambos sentidos, en lechos inferior y superior

2.4

VAR #4 @ 16 cm LECHO INFERIOR Y SUPERIOR

2.4

DADO DE 0.65x0.65 m

0.65

ARMADO DE DADO

VAR #4 @ 16 cm AMBOS SENTIDOS LECHO SUPERIOR

RECUBRIMIENTO 5 CM

0.35

VAR #4 @ 16 cm AMBOS SENTIDOS LECHO INFERIOR

0.2 PLANTILLA DE CONCRETO f'c= 100 kg/cm²

2.4

LA ZAPATA ADOPTARA UNA FORMA EN ESCARPIO, ESTO DEBIDO A QUE TENEMOS BASTANTE PERALTE

pág. 63

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Columnas de la periferia en sentido longitudinal a la nave Debido a que la nave se encuentra dentro del predio, no se utilizara zapatas de tipo lindero

MUESTRA DEL ELEMENTO MÁS FATIGADO

SE TOMA LA COLUMNA PERIMETRAL MAS FATIGADA (37.9 TON)

pág. 64

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

Nuevamente se utiliza el programa en Excel para determinar las dimensiones y el armado de la zapata, ya que la columna es un IPR, para fines de cálculo se toma el ancho del dado: 0.55 m

PROCEDIMIENTO Y RESULTADO PARA LA ZAPATA AISLADA

pág. 65

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

En resumen es: Zapata aislada, indica que es de 1.85 m, se tomará de 2.00 x 2.00 m Armado con varillas # 4 @ 24 cm en ambos sentidos, en lechos inferior y superior

2 VAR #4 @ 24 cm LECHO INFERIOR Y SUPERIOR EN AMBOS SENTIDOS

2

DADO DE 0.55x0.90 m

0.55 ARMADO DE DADO VAR #4 @ 24 cm AMBOS SENTIDOS LECHO SUPERIOR

RECUBRIMIENTO 5 CM

0.25 VAR #4 @ 24 cm AMBOS SENTIDOS LECHO INFERIOR

2

PLANTILLA DE CONCRETO f'c= 100 kg/cm²

pág. 66

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

6.7 DADOS DE CIMENTACION PARA COLUMNAS CENTRALES Para el cálculo del acero de los dados, se tomara el 1% del área del dado propuesto

CALCULO EN EXCEL

0.65 0.13

0.13

0.13

0.13

0.13

0.13 0.65 0.13

0.13

ARMADO DE DADO EN COLUMNAS CENTRALES

pág. 67

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

PARA COLUMNAS PERIMETRALES Para el cálculo del acero de los dados, se tomara el 1% del área del dado propuesto

CALCULO EN EXCEL

0.55 0.14

0.14

0.14

0.13

0.13

0.13 0.9 0.13

0.13

0.13

ARMADO DE DADO EN COLUMNAS PERIMETRALES

pág. 68

ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE TIENDA DE AUTOSERVICIO EN SANTA CATARINA, NUEVO LEON

UBICACIÓN DE DADOS Y ZAPATAS

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

5

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-1 D-1

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

Z-2 D-2

4

3

2

1

PLANTA DE CIMENTACION

pág. 69