INFORME DE ANALISIS ESTRUCTURAL DE
PLATAFORMA SECADOR NIVEL +00
Para el presente proyecto se aplicó el método de elementos finitos (FEM) utilizando como
herramienta el Software Sap2000 versión 21.0.2.
CONTENIDO.
1.- Objeto Del Informe Técnico.
2.- Elementos Finitos, Material y Pasos Seguidos Para El Análisis Estructural.
3.- Combinaciones De Cargas Estáticas, Dinámicas Aplicadas.
4.- Cargas empleadas en el análisis.
5.-Diseño De Forma Y Cargas Vivas Aplicadas Al Diseño.
6.- Análisis De Los Cocientes De Diseño Mediante La Grafica De Colores.
7.- Chequeo De Los Cocientes De Diseño.
8.-Conclusión.
1. OBJETO DEL INFORME TECNICO.
Efectuar análisis de elementos estructurales para estructura de Plataforma de secador nivel
+0. Este análisis se lo realizo mediante la aplicación de elementos finitos FEM, para el cual
se utilizará el software SAP 2000 v21.0.2.
2. ELEMENTOS FINITOS Y PASOS SEGUIDOS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL.
Para el análisis estructural del presente trabajo se utilizó el programa de elementos finitos
Sap 2000 versión 20.2.0, el cual consiste en representar los perfiles en elementos
estructurales y las uniones en nodos.
Para llevar a cabo el análisis se afectan los siguientes pasos.
-Determinar un diseño de forma apropiado.
-Determinar el tipo de carga que interviene en el análisis.
-Comprobar las deflexiones y esfuerzos obtenidos, para el análisis de acuerdo a normas
vigentes AISC 360-10 y NEC 15.
1
2.1.-MATERIAL.
El material empleado para el análisis estructural será Acero ASTM A36, cuyas propiedades
se muestran en la siguiente tabla:
Gráfico de Propiedades del Acero ASTM A36.
2
3. COMBINACIONES DE CARGAS ESTATICAS, DINAMICAS APLICADAS.
3.1.- CARGA DE VIENTO.
El código modelo está proyectado para su uso en el diseño y construcción de nuevas
edificaciones, así como en la readaptación de edificaciones existentes sometidas a cargas
de viento.
El principal código de referencia es la Sección 6.0 del ASCE-7-05.
3.2.-RIESGO POR VIENTO
Las edificaciones y estructuras serán diseñadas y construidas para resistir las fuerzas
debido a la presión del viento.
Las fuerzas ejercidas por el viento son el resultado de una combinación de factores tales
como:
(i) Velocidad de viento
(ii) Factor de exposición
(iii) Forma aerodinámica de la estructura
(iv) Factor de respuesta dinámica
Todos los sistemas estructurales serán diseñados y construidos para transferir las fuerzas
de viento hacia el suelo.
3.3.- VELOCIDAD BÁSICA DEL VIENTO
La velocidad básica del viento, V, para la determinación de la carga de viento será
determinada de conformidad con las previsiones de este código modelo por viento.
Se establecerá un mapa de zonificación de velocidad básica de viento para cada territorio
(donde éste no exista aún o donde el mismo no es consistente con este código). Esto
ayudará en la clasificación de acuerdo a la Velocidad Básica del Viento que será usada
para desarrollar valores de presiones de velocidad.
Para nuestro análisis consideramos una velocidad de viento de 70 millas por hora (113
km/hr) y se trabajara con los siguientes parámetros los cuales están ingresados en el
programa de elementos finitos sap 2000 V21.0.2.
3
4
3.4.- CARGA SISMICA.
La carga Sísmica se efectúa bajo norma NEC.
El análisis a efectuar es un análisis dinámico mediante la obtención del modelo espectral el
cual se representa en una curva el coeficiente de diseño sísmico y el periodo fundamental
de la estructura. Esta depende de la forma de la estructura, tipo de suelo, zona de ubicación,
importancia de la estructura.
Grafico de espectro sismico elastico en Sap2000v20.2.0.
Los valores para el análisis sísmico se los define a continuación.
Coeficiente Z.
También denominado factor de zona sísmica que representa la aceleración máxima en roca
esperada para el sismo de diseño, expresada como fracción de la aceleración de la
gravedad.
Para determinarlo observamos la siguiente grafica donde se encuentra las zonas sísmicas
del Ecuador.
5
Para nuestro caso se trabaja con un valor de Z de 0,4.
Coeficiente n.
Este coeficiente se define como la relación de ampliación espectral, que varía dependiendo
de la región del Ecuador, adoptando los siguientes valores:
Para nuestro caso el valor de n es de 1,8.
6
Factor Fa.
Coeficiente de amplificación de suelo en zona de periodo cortos.
Factor Fd.
Coeficiente de amplificación de suelo. Amplifica las ordenadas del espectro elástico de
respuesta de desplazamientos para diseño en roca, considerando los efectos de sitio.
7
Factor Fs.
Coeficiente de amplificación de suelo. Considera el comportamiento no lineal de los
suelos, la degradación del periodo del sitio que depende de la intensidad y contenido de
frecuencia de la excitación sísmica y los desplazamientos relativos del suelo, para los
espectros de aceleraciones y desplazamientos
Factor de importancia, I.
Para nuestro proyecto seleccionamos un factor de importancia de 1.
8
4.-CARGAS EMPLEADAS EN EL ANALISIS.
Para el análisis del galpón se considera de acuerdo a la normativa NEC las siguientes
cargas:
-Carga Viva= 2KN/m2
-Carga de Pasamanos= 0,73 KN/m
-Carga muerta de plancha = 18 Kg/m2.
Carga viva para pasarelas plataformas para mantenimiento – NEC 15 sección 4.2.1
La carga sísmica se la considera según el espectro sísmico obtenido en la sección 3.4.
La carga del viento se la considera según la sección 3.3.
El análisis se realizará según la norma AISC 360-10.
Donde:
D : Carga muerta
L : Carga viva
W: Carga del viento
S: Carga sísmica.
9
Para el análisis se efectuarán 10 combinaciones de acuerdo a la norma AISC 360-10, las
cuales se determinan a continuación:
Combinación #1=1,4D
Combinación #2=1,2D+1,6L
Combinación #3=1,2D+1L+1W
Combinación #4=1,2D+1L-1W
Combinación #5=0,9D+1W
Combinación #6=0,9D-1W
Combinación #7=1,3D+1L+S
Combinación #8=0,8D+S
Combinación #9=1D
Combinación #10=1D+1L
3.6.-Carga muerta (D).El programa Sap2000 V20.2.0 internamente considera el peso del material y la carga
transmitida por los equipos como carga muerta, estas se consideran en la combinación de
carga de acuerdo al código AISC360-10.
3.7.-Carga viva (L ó Lr).Son todas aquellas cargas móviles producidas por el uso y ocupación de los edificios y/o
estructuras. Esto no incluye las cargas ambientales (viento, hielo, nieve, lluvia, ect).
5.-DISEÑO DE FORMA Y CARGAS APLICADAS.
5.1.-Diseño de Forma.
Sección#1y2
10
Sección#3y4
Sección#3y4
11
Sección plataforma lateral derecha.
5.2.-Carga de viento.
12
5.3.-Carga de muerta y carga viva.
13
6.-Análisis Cocientes De Seguridad Perteneciente A Los Perfiles Utilizados
En La Sección De La Estructura.
Estructura de Plataforma de Secador Nivel +0.00.
En la gráfica 6.1, se muestra los valores máximos y mínimos de los cocientes de
seguridad de cada estructura de acuerdo al código de color.
Como se puede observar en la gráfica, de acuerdo al rango de colores, todos los valores
de ratios o cociente de seguridad se encuentran por debajo del valor límite de 0,95.
14
7.- CHEQUEO DE LOS COCIENTES DE DISEÑO O RELACION DE DEMANDA CAPACIDAD.
Análisis estructural.
Columna TC150x100x3.
15
Columna TC100x100x3
16
Viga de amarre TC100X50X2.
17
Diagonal TC100x50x2
18
Perfil de nervio de plataforma L50x4.
19
Perfil de nervio de plataforma L65x6.
20
Perfil soporte principal de plataforma TC100x50x2.
21
8.-Conclusión. Para el presente proyecto se basó en el plano general de plataforma secador nivel +00,
Para el presente análisis se consideró el código estructural AISC360-10 y código local Nec
15, el cual se analizaron 10 combinaciones de carga donde intervienen la carga del viento
y la carga sísmica.
De acuerdo al análisis de los cocientes de seguridad o relación demanda capacidad
perteneciente a la estructura se tiene que la suma de los factores de seguridad tanto para
la dirección axial, momento mayor y momento menor de cada elemento estructural
analizado para cada estructura es menor al valor límite de 0.950, por lo tanto, los perfiles
seleccionados para cada estructura analizada, son factibles para soportar las
combinaciones de cargas bajo la norma AISC360-10.
22