Análisis Estructural Mediateca

Análisis Estructural Mediateca Santiago Izquierdo

1. Sistema Estructural El sistema estructural utilizado en el proyecto es el sistema de arcos y bóvedas. Este permite alcanzar grandes luces distribuyendo las cargas mediante una trayectoria tangencial a los apoyos (en este caso empotrados). Esta utilizado mediante la contrucción de 4 grandes arcos en concreto reforzado que al unirse en los extremos y mediante vigas laminares en el sentido mas corto (24 metros) logran conformar la estructura necesaria para aguantar la carga ejercida por una caja de cristal y metal que cuelga de las vigas laminares en la cual se desarrolla el programa del proyecto.

GSEducationalVersion

2. Planimetría CORTE 40 0,3

2,2

0,3

5,75

22,9

5,4

1,5

5

5

5,75 5

5

0,3

2,2

0,3

1,5

+13,000 3 Cubierta

3,5

15

+9,500 2 Piso

+6,000 1 Piso

±0,000 0 Planta Baja

0,5

4,09

0,3

B

PLANTA

18

0,5

3,25

B

0,5

3,25

0,5

9

3,25

C

1,5

5

5

5

5

1,5

A

4,09

A

0,5

3,25

9

A

0,3

23

4,5

0,5

4,5

1

AXONOMETRÍA GSEducationalVersion

GSEducationalVersion

0,5

4,5

0,5

4,5

0,5

4,5

0,5

4,5

3

2 B

0,5

0,5

3. ANÁLISIS DE CARGA: CARGA MUERTA Se procede a calcular la carga muerta de la caja de cristal ya que es la carga que afectara las vigas que conectan los arcos, cuyo elemento es aquel que nos interesa estudiar.

La caja de cristal utiliza un entrepiso hecho en SteelDeck conectado por unos perfile metalicos cuadrados (Perfil RHS 20).

40 ENTREPISO:

5,75

22,9

5

5

5,4

1,5

5,75

Lamina steeldeck : 0,18 t/m2 Vigas RHS20: 0,0314 t/m2 Divisiones en Drywall: 0,05 t/m2 Cielo raso: 0,03 t/m2 5

5

0,3

2,2

0,3

1,5

8

+13,0 3 Cub

7

Total Carga muerta: 0,29 t/m2

4

3

6

2

Solo se toma en cuenta el entrepiso ya que las vigas superiores cumplen con la función de cubierta, ya que su forma es ideal para desaguar las aguas lluvias. La carga muerta de las vigas laminares se toma en cuenta en el análisis estructural al obtener el peso propio de la estructura.

5

+9,50 2 Piso 1

3,5

0,3

carga viva:

±0,00 0 Plan

La carga viva se calcula según las referencias que da el titulo B de la regla NSR-10, agregando así salsas de lectura y deposito de libros en biblioteca.

CARGA VIVA: Salas de lectura : 0,3 t/m2 Deposito de libros en biblioteca: 0,7 t/ m2 Total Carga viva: 0,9 t/m2

+6,00 1 Piso

GSEducationalVersion

carga sismica: CARGA SISMICA: CARGA MUERTA X 0.5 Total Carga sismica: 0,29 t/m2x0.5x414(area caja de cristal mediateca)x2(pisos)= 120 t

NOTA: En los análisis de carga se calcula peso por metro cuadrado para despues aplicarlo a las vigas mas importantes, es decir, en el análisis estructural no se calcula una area aferente de algun tensor sino mas bien el peso que soporta cada viga relacionado con el area que ocupa.

4. ANÁLISIS Estructural : cargas vivas y muertas Para calcular la sección de las vigas a utilizar se utiliza la formula = L/14

B

Donde L es la longitud a vencer de las vigas dispuestas de manera transversal que son 24m 24/14=1,71

0,3

La altura que se escoge entonces es la de 2 metros, entonces las vigas terminan con una sección de 0,5mx2,0m.

0,5

4,09

En el caso de las vigas de los ejes 1 y 3 (Verde), el area aferente de la que se encargan estructuralmente es menor (4mx18mx(2 pisos)=144m2), y las centrales se encargan de un area de (5mx18mx(2pisos)=180m2).

18

Cargas Vigas extremos: CM: 0,29t/m2 x 144m2= 41,7t CV: 0,9t/m2 x 144m2= 129,6t

0,5

3,25

B

0,5

3,25

0,5

9

3,25

C

1,5

5

5

5

1,5

A

4,09

A

0,5

3,25

9

A

5

0,3

23

0,5

4,5

0,5

4,5

1

0,5

4,5

0,5

4,5

0,5

4,5

0,5

4,5

0,5

Cargas Vigas internas: CM: 0,29t/m2 x 180m2= 52,2t CV: 0,9t/m2 x 144m2= 162t

3

2 B

Se aplican las cargas calculadas en el modelo de staad.

Al analizar los datos que del desplazamiento en el nodo de la viga central (la cual es la que se desplaza mas entre todas) se encuentra que hubo un desplazamiento en el eje Y de -6,6mm de carga muerta y de 8,6 en carga viva para un total de 15,2mm.

Esto indica que el desplazamiento no es mayor a el 1% de la altura de la viga que serían 20mm

cargas sismica Al elegir hacer el análisis estructural del modelo completo y no solo una parte, era necesario que la carga sismica del proyecto se aplicara repartida en dos vectores en las esquinas del proyecto, por esto se divide al analizarla en staad.

CARGA SISMICA: (120t x 2 pisos)/2 = 120t.

Al analizar los datos del desplazamiento en los nodos de los extremos verificamos que se genera un desplazamiento en el eje x importante de 2,5mm

GRÁFICO CORTANTE

GRÁFICO MOMENTO

5. CONCLUSIONES: 1. Al no sufrir desplazamientos mayores al 1% tanto en las cargas vivas y muertas como las cargas sismicas, se concluye que la estructura esta sobredimensionada.

2. El sistema estructural de arcos aporta rigidez a la estructura al ser elementos muy gruesos que reparten la carga, impidiendo una deformación mayor en la estructura monolitica.

3. La altura necesaria de las vigas se puede disminuir un poco para ahorrar materiales.

4. La fuerza sismica aplicada puede que este errada ya que se calcula en base a la carga muerta de la caja de cristal que soportan las vigas y no agrega el peso propio de la estructura de concreto que la sostiene.

5. la gráfica de momento y cortante demuestra que en la mitad de la viga es donde se hace el mayor esfuerzo.