Tensores en Una Armadura
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TENSORES EN UNA ARMADURA
TATIANA HERAZO TORRESROBERTO CARLOS LÓPEZ JULIO
DARWIN DEL CRISTO VERGARA OZUNACRISTIAN ALBERTO VILLALBA MERCADO
DOC.ING. EMEL MULET
TALLER
UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVILPROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL VIII SEMESTRE
SINCELEJO
1. CALCULO DE LOS TENSORES EN UNA ARAMADURA
Diseñar los tensores para los largueros de la armadura que se muestra en la figura. Los largueros, perfil PAG 220*80*20 mm, estarán soportados en los tercios del claro de la armadura espaciados a 6 m entre centros. Use acero A572 grado 50. Se usa un techo con láminas de fibro-cemento que pesa 0.30 KN/m^2 como superficie de techo.
Longitud: 18 mMaterial cubierta: laminas fibro-cemento
Tensor: fy=420 MPa; fu=492 MPa
Figura 1
1. Cargas de diseño
Carga muerta
Peso propio de la cubierta: 0.1 KN/m^2 Cielo raso: 0.30 KN/m^2 Perfil PAG 220*80*20: 0.646 KN/m
Peso promedio en KN/m^2 de los 4 largueros a cada lado del techo:
¿ 0.646∗418
=0.1436KN /m2
Instalaciones: 0.40 KN/m^
CM=0.1436+0.40+0.30+0.1=0.9436KN /m2
Figura 2. Vista en planta
Carga viva
El tipo de cubierta dada funciona adecuadamente con una pendiente de 15°, de acuerdo a este tipo de cubierta entramos en el inciso B.4.2.1 y la tabla B.4.2.1-2 y observamos la carga uniforme en KN /m2, que corresponde a este tipo de cubierta, siendo esta una de las maneras de determinar esta carga viva, así:
Vemos que para cubiertas inclinadas 15° o menos corresponde una carga viva igual a 0.50 N/m^2.
Carga mayorada
qu=1.2CM +1.6CV
qu=1.2 (0.9436 )+1.6 (0.50 )=1.9323
qu=1.9323KN /m2
Como se ve en la figura 2, se muestra el área tributaria del tensor inclinado superior, que es el tensor más crítico y por el cual debe diseñarse estos miembros a tensión. Además en la figura se observa que hay tres espacios entre los 4 tensores a cada lado de la armadura, de aquí que el área tributaria sea 5/6*9.32*2 m, luego tenemos que:
Descomponiendo la fuerza Qu, así:
La fuerza que nos interesa para el diseño del tensor, es la componente paralela a la superficie de la cubierta, Qt:
Qt=Qu∗sen (15 °)
Dónde:
Qu=(56 )∗s∗l '∗quDónde:
l '= 9cos (15°)
=9.32m
Qu=(56 )∗2∗9.32∗1.9323=30.0 .15KN Luego:
Qt=30.0.15KN∗sen (15 ° )=7.77KN
Qt=Pu
2. Diseño del miembro a tensión
Como el miembro a tensión a utilizar será una barra roscada, es decir, conectada con roscas y tuercas, se tiene que el esfuerzo nominal a tensión es:
Fnt=0.75∗fu
Este esfuerzo se aplica al área total AD de la varilla, calculada con el diámetro mayor de la rosca, o sea, el diámetro de la extremidad exterior de la rosca; entonces tenemos que el área requerida para la carga a tensión determinada, se calcula como sigue:
Rn=Fnt∗A D=0.75∗fu∗A D
Tenemos que:
AD≥Pu
∅∗0.75∗fu
∅=0.75 (LRFD)
Luego, tenemos que:
AD=Pu
∅∗0.75∗fu= 7.77 KN
0.752∗(492∗103 KNm2
)
AD=2.81∗10−5m2=0.28 c m2
Luego, el diámetro de la extremidad exterior de la rosca es igual a:
AD=π∗de
2
4
de=( 4∗ADπ )12=0.597 cm=5.97mm=0.24 plg
Se utiliza una varilla de ¼ plg, que es la varilla comercial siguiente a 0.24 plg. Debe revisarse según el tamaño practico mínimo de la tabla 7-18 del AISC para
analizar si este diámetro determinado está por debajo o por encima del mínimo establecido.