ESTRUCTURAS DE CABLES - Ejercitación

ESTRUCTURAS de CABLES VIGA JAWERTH EJERCICIO RESUELTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS S | V

EJERCICIO RESUELTO PROFESORES: Ing. R. SCASSO – Ing. A. VICENTE

ESTRUCTURAS III

A4

-

A

2020

Ing. J. D’ARCANGELO

Rev.

GUIA Nº

REV.

EMISION

ELABORO

A

TALLER VERTICAL DE ESTRUCTURAS Nivel III VIGA JAWERTH Ejercicio resuelto Taller: S | V

TV2

Revisión: A

TABLA DE CONTENIDOS 1

INTRODUCCION .......................................................................................................... 3

2

PROYECTO ................................................................................................................. 4

3

CARGAS ACTUANTES ............................................................................................... 5

4

ESTADOS de CARGAS ............................................................................................... 5

5

HIPOTESIS .................................................................................................................. 5

6

CARGAS EN LOS CABLES ........................................................................................ 5

7

CONDICIONES DE CARGAS MINIMAS ...................................................................... 6

8

CONDICIONES DE CARGAS MAXIMAS .................................................................... 6

9

CALCULO DEL ÁREA DEL CABLE ............................................................................ 7

10

Cálculo de solicitaciones en las péndolas................................................................ 9

11

TENSORES DE RETENCION ...................................................................................... 9

11.1 11.2 11.3

Análisis Del Nudo A ....................................................................................................................... 9 Análisis Del Nudo B ..................................................................................................................... 10 Análisis Del Nudo C ..................................................................................................................... 10

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TV2

Revisiรณn: A

1

INTRODUCCION Se plantea cubrir una planta rectangular de 100 m. de largo por 60 m. de ancho con una estructura compuesta de vigas Jawerth.

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Revisión: A

2 PROYECTO Disposición de las VJ paralela a luz menor Cubierta de chapa s/correas metálicas Flecha

1 f 1   25 L 10

TV2

f

L 60   6m 10 10

Separación de Vigas Jawerth

Sv  5 m Distancia entre Péndolas

dp  L/10  6 m

Distancia Mínima entre Cables

dc  1 m

Altura Mínima Útil (h2) (adoptado) Altura VJ en apoyo (h1) (6+1+6) Altura total (ht) (7+13)

h2= 7 m h1= 13 m ht = 20 m

Angulo alfa (a):

Angulo b se adopta generalmente entre 20º y 30º.

Distancia x entre la columna y el anclaje de los tensores se establece a partir de:

El ángulo d entre el tensor Tr2 y la horizontal se puede determinar a partir de:

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Taller: S | V

Revisión: A

Anteproyecto con todos los parámetros geométricos de la estructura

RESOLUCION 3

CARGAS ACTUANTES Peso propio (cables, correas C, Chapas, aisl.)

Sobrecarga Viento Pretensado

4

g = +30 kg/m2 p = +20 kg/m2 w = -60 kg/m2 v = a determinar kg/m2

ESTADOS de CARGAS 0) v I) v+g II) v+g+p III) v+g+w

5

HIPOTESIS Las cargas se distribuyen por igual entre ambas cuerdas, porque las cuerdas tienen igual rigidez, esto se debe a que los cables portante y tensor tienen el mismo diámetro, flecha y luz.

6

CARGAS EN LOS CABLES

Estado (g+p) Sobre cuerda Portante

p/2

v

v

g/2 p/2 g/2

Sobre cuerda Tensora

v

v

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Estado (g+w) Sobre cuerda Portante

Sobre cuerda Tensora

TV2

Revisiรณn: A

v

v

w/2 g/2 w/2 g/2 v

v

7 CONDICIONES DE CARGAS MINIMAS a) Sobre cuerda Portante

b) Sobre cuerda Tensora

Resulta definitoria la segunda condiciรณn. Por razones de seguridad se adopta:

8 CONDICIONES DE CARGAS MAXIMAS a) Sobre cuerda Portante

Componente Horizontal

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Revisiรณn: A

Componente Vertical

Esfuerzo total en el cable

b) Sobre cuerda Tensora

Componente Horizontal

Componente Vertical

Esfuerzo total en el cable

9 CALCULO DEL ร REA DEL CABLE Calculamos para el cable mรกs solicitado (Sp)

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Revisión: A

Otro método para área del cable:

= 44430 kg De tabla obtengo Ø =31 mm Cable Flexible 6 Cordones - 19 Alambres - 1 Alma Textil

CARGAS DE ROTURA EN KG Diametro del cable (mm)

Peso (kg/m)

4.76 6.00 6.35 7.00

0.088 0.155 0.150 0.177

1000 1570 1720 2070

1140 1780 1960 2360

1280 2000 2190 2640

1460 2280 2510 3020

1600 2500 2740 3300

1740 2710 2980 3590

8.00 9.00 9.53 11.00

0.236 0.300 0.340 0.450

2750 2540 3900 5230

3130 4020 4430 5950

3510 4500 4970 6660

4010 5150 5680 7610

4380 5630 6210 8330

4760 6110 6740 9040

12.00 12.70 14.00 16.00

0.530 0.580 0.690 0.915

6290 6770 7970 10840

7150 7700 9060 12320

8000 8620 10150 13800

9150 9850 11600 15770

10010 10780 12680 17250

10860 11700 13770 18730

17.00 19.00 21.00 22.00

1.000 1.310 1.620 1.780

11910 15370 19300 20700

13530 17470 21930 23520

15160 19570 24570 26340

17320 22360 24080 30110

18950 24460 30710 32930

20570 26560 33340 35750

24.00 25.40 27.00 28.00

2.170 2.320 2.740 2.930

25210 26800 31900 33700

28650 30460 36250 38300

32080 34110 40600 42890

36670 38990 46400 49020

40110 42640 50750 53620

43540 46300 55100 56210

29.00 31.00 32.00 34.00

3.050 3.560 3.730 4.280

35550 41380 43430 49850

40400 47020 49360 56650

45240 52660 55280 63440

51710 60190 63180 72510

56560 65830 69100 79310

61400 71470 75030 86100

36.00 38.00 40.00

4.910 5.300 5.810

56720 61440 66580

64460 69820 75660

72190 78200 84740

82510 89370 96840

90240 97750 105927

97980 106130 115000

110 125 140 160 (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2)

175 (kg/mm2)

190 (kg/mm2)

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Taller: S | V

Revisión: A

10 Cálculo de solicitaciones en las péndolas Separación entre péndolas (dp) del orden de L/10. dp/10 =60m/6 = 6 m El esfuerzo puede ser de tracción (péndola) o de compresión (montante) según sea la disposición de los cables portante y tensor.

T(kg) = C(kg) = qmax * Ap

Area tributaria Ap

2

Donde qmax (kg/m ) es la carga máxima en el cable y vale: qmax = v + g/2 + p/2 qmax = 30 + 30/2 + 20/2 = 55 kg/m2 El área tributaria Ap (m2) de la péndola o montante que se calcula como el producto de la separación entre péndolas o montantes por la separación entre vigas Jawerth.

Ap(m2) = Sv(m) * dp(m) Ap(m2) = 5 m * 6 m = 30 m2 Entonces: T(kg) = C(kg) = 55 kg/m2 * 30 m2 = 1650 kg T(kg) = 1650 kg

dp Sv

11 TENSORES DE RETENCION 11.1 Análisis Del Nudo A Nudo en equilibrio: Sp max = 22.2 ton (dato) Tr1 = 48.8 ton Cp = 52.6 ton

EQUILIBRANTES

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11.2 Anรกlisis Del Nudo B Nudo en equilibrio: St max = 18.8 ton (dato) Tr2 = 22.1 ton Cp = 5.92 ton

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Revisiรณn: A

EQUILIBRANTES

TENSORES DE RETENCION 11.3 Anรกlisis Del Nudo C Nudo en equilibrio: Tr1 = 48.8 ton (dato) Tr2 = 22.1 ton (dato) Rt = 68.2 ton Dato para calcular la fundacion del tensor

RESULTANTE

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Taller: S | V

Revisiรณn: A

TABLA DE CABLES Cable Flexible 6 Cordones - 19 Alambres - 1 Alma Textil

CARGAS DE ROTURA EN KG Diรกmetro del cable (mm)

Peso (kg/m)

4.76 6.00 6.35 7.00

0.088 0.155 0.150 0.177

1000 1570 1720 2070

1140 1780 1960 2360

1280 2000 2190 2640

1460 2280 2510 3020

1600 2500 2740 3300

1740 2710 2980 3590

8.00 9.00 9.53 11.00

0.236 0.300 0.340 0.450

2750 2540 3900 5230

3130 4020 4430 5950

3510 4500 4970 6660

4010 5150 5680 7610

4380 5630 6210 8330

4760 6110 6740 9040

12.00 12.70 14.00 16.00

0.530 0.580 0.690 0.915

6290 6770 7970 10840

7150 7700 9060 12320

8000 8620 10150 13800

9150 9850 11600 15770

10010 10780 12680 17250

10860 11700 13770 18730

17.00 19.00 21.00 22.00

1.000 1.310 1.620 1.780

11910 15370 19300 20700

13530 17470 21930 23520

15160 19570 24570 26340

17320 22360 24080 30110

18950 24460 30710 32930

20570 26560 33340 35750

24.00 25.40 27.00 28.00

2.170 2.320 2.740 2.930

25210 26800 31900 33700

28650 30460 36250 38300

32080 34110 40600 42890

36670 38990 46400 49020

40110 42640 50750 53620

43540 46300 55100 56210

29.00 31.00 32.00 34.00

3.050 3.560 3.730 4.280

35550 41380 43430 49850

40400 47020 49360 56650

45240 52660 55280 63440

51710 60190 63180 72510

56560 65830 69100 79310

61400 71470 75030 86100

36.00 38.00 40.00

4.910 5.300 5.810

56720 61440 66580

64460 69820 75660

72190 78200 84740

82510 89370 96840

90240 97750 105927

97980 106130 115000

110 125 140 160 (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2) (kg/mm2)

175 (kg/mm2)

190 (kg/mm2)

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