Diseño Costaneras Galpón

[LARANCIBIABRAVO]

Hola a todos

Les escribo por lo siguiente.

Tengo el siguiente problema puntual de diseño de costaneras.

El diseño corresponde a la cubierta de techo de un galpón con distancia entre pórticos de 6 metros.

La carga permanente (cp) a soportar es de 20 kg/m2

La sobrecarga de techo (sc) que calculé es de 53 kg/m2 (ya incorpora reducción por pendiente de techo y tamaño de área).

Pretendo utilizar perfil tipo CA (Canal Atiesado). Me preguntan si es posible utilizar un perfil CA 150x50x15x3 y a que distancia deberían ir distanciados entre sí.

Mi metodología de cálculo es considerar las siguientes combinaciones de carga:

C1: pp+cp+sc
c2: pp+cp+cargapuntual

Donde:
pp: peso propio de la costanera
cp: carga permanente
sc: sobrecarga de techo
cargapuntual: carga de 100 kg puntual aplicada a media luz

A continuación procedo a diseñar el elemento. Yo particularmente utilicé método ASD, pero no veo el inconveniente si se utilizara LRFD.

Lo que les pido es:
1.-pronunciamiento sobre la metodología de cálculo.
2.-La distancia entre costaneras que les daría si utilizaran el perfil propuesto
3.-Propia propuesta de tipo de perfil CA y distancia a utilizar.

Gracias.

PD. Agradecería puedan responderme a la brevedad

[morfeo]

Hola....pues no se si con un esquema...a usuarios de otros paises nos puedes decir que es una costanera!!...con mucho gusto se te echa una mano !!
Saludos

[LARANCIBIABRAVO]

Corresponde a los elementos metalicos ubicados sobre las cuerdas superiores de las vigas cerchas que conforman la estructura de techumbre y cuyo objeto es fijar la cubierta de la techumbre propiamente tal.

En otros paises les llaman correas

Te adjunto una imagen de caracter ilustrativo

Atte

Luis A

Hola....pues no se si con un esquema...a usuarios de otros paises nos puedes decir que es una costanera!!...con mucho gusto se te echa una mano !!
Saludos

[morfeo]

ok...entendido...como primero debes saber que la separacion de las costaneras, es funcion del tipo de teja que vayas a colocar y la distancia entre apoyos que esta soporte, debes irte a un valor de separacion lo mayor posible, con el fin de reducir tus pesos finales de estructura; otro punto que debes tener en cuenta es que tu cercha principal (la que recibe las costaneras) debes modulararla para que en cada punto de llegada de costanera, exista un montante de la cercha, esto con el fin de optimizar al maximo la cercha y que solo transmita fuerza axial.
Pues si definida tu separacion maxima entre costaneras,,cuelgas las propiedades del perfil que piensas usar se pude verificar si este se puede usar o no !!

Saludos

[yucapareja]

Buenas amigo LARANCIBIABRAVO,

Esos perfiles yo no los conozco (no estan en mi pais), pero por que lo que veo me parecen perfiles laminados en frio, si eso es correcto deberias diseñarlo por la norma AISI-LRFD 96 que es la que aplica a estos perfiles.

Saludos

[ReneM]

Hola, en forma rápida y para un pre diseño puedes usar ASD.
1.- Supones tensión admisible = 0.6*Fy.
2.- Tensión admisible = Madm / W del perfil => Madm. conocido.
3.- Madm = q * L^2 / 8 => q lineal adm conocido (supuesto apoyada-apoyada)
4.- q lineal adm = Q * distancia entre costaneras, donde Q es la carga por m2 sobre el techo => distancia entre costaneras conocidas.
5.- Debes verificar que la cubierta sea capaz de admitir esa distancia entre costaneras.
6.- Debes verificar la deformacióm máxima admisible de la costanera.
7.- Coloca colgadores para evitar el volcamiento.
8.- Importante!. Creo que no has considerado las cargas de viento y nieve que en Pto. Montt no son para nada despreciables y probablemente controlen el diseño.
Espero te sirva.

[LARANCIBIABRAVO]

Gracias Por tus comentarios René y aprovecho de saludar a todos los otros colegas.

Usaré tu correo para ilustrar lo que me indicas utilizando los datos del problema:

Hola, en forma rápida y para un pre diseño puedes usar ASD.

1.- Supones tensión admisible = 0.6*Fy.

Acero A37-24ES, implica Fy=2400 kg/cm2 (fluencia), implica Fadm=1440 kg/cm2

2.- q lineal adm = Q * distancia entre costaneras, donde Q es la carga por m2 sobre el techo => distancia entre costaneras conocidas.

Qpp=6.13 (kg/m) (peso propio costanera)
Qcp=2(m)*20 kg/m²=40 kg/m (se asume separación entre centros igual a 2 metros)
Qsc=2(m)*53 kg/m²=106 kg/m (idem caso Qcp)
Qadm=6.13+40+106=152.13 kg/m

3.- Mmax = q * L^2 / 8 => q lineal adm conocido (supuesto apoyada-apoyada)

Madm=152.13*6*6/8=684.6 kg*m

2.- Tensión de trabajo = Madm / W del perfil => Madm. conocido.

Tension de trabajo = 684.6 / 33.21 cm³ = 2061 kg/cm²

Se debe verificar que T trabajo<Tadm, o sea 2061kg/cm²<1440kg/cm²
lo que claramente no cumple.

Ahora bien:

Yo utilizo RM Adv ance para mis cálculos estructurales.
Si elijo diseñar por método AISI-ASD, el programa me reporta lo siguiente:
Momento Admisible máx en torno a eje local 3= 0.112 ton*m
Momento Ultimo max= Momento de cálculo max. en torna a eje 3 = 0.684 Ton*m, luego este perfil no serviría.
Rehice los calculos y me da que este perfil podría ser ocupado para una separación de 25 cm entre centros lo que es inaceptable. Necesariamente debiera aumentarse el W del Perfil

5.- Debes verificar que la cubierta sea capaz de admitir esa distancia entre costaneras.

Claro...
6.- Debes verificar la deformacióm máxima admisible de la costanera.

efectivamente

7.- Coloca colgadores para evitar el volcamiento.

8.- Importante!. Creo que no has considerado las cargas de viento y nieve que en Pto. Montt no son para nada despreciables y probablemente controlen el diseño.

las cargas de viento si son considerables pero para el techo actuarian como succión (fuerza hacia arriba) la cual se ve parcialmente disminuida por la acción del peso propio y de la carga permanente.
Carga de nieve, no es mucho lo que nieva en Puerto Montt, de hecho es inusual.

Para el problema de señalado, ¿Tú que perfil me recomendarías utilizar????

Te agradeceré tus comentarios


Espero te sirva.

Claro que me sirve y desde ya agradezco la generosidad de todos de tomarse unos minutos para responder.

[ReneM]

Hola, supongamos
1.- Distancia entre costaneras d=1.40 m
2.- Q = 73 kg/m2 => q = Q*d = 102 kg/ml, qpp costanera = 6 kg/m
3.- q total = 102 + 6 = 108 kg/ml
4.- M = q*l^2/8 => M = 486 kg-m
5.- W = 34 cm
6.- Tensión de trabajo = M/W = 48600/34 = 1429 kg/cm2 < 1440 kg

Luego la distancia entre costaneras debiera ser de aprox. 1.40 m.
Nota: se ha supuesto que la costanera no se vuelca entre sus apoyos.

Si el RAM te da 25 cms entre costaneras debe haber algún error u omisión, por ejemplo, el RAM está considerando que la costanera no está restringida al volcamiento entre sus apoyos.

[morfeo]

muy seguramente el programa lo que considera es que la seccion trabaja a flexio, sin arriostramiento lateral,,,pero en este caso el material de techumbre...puede garantizar que este soporte lateral esta dado..con lo cual tienes la seccion trabajando full..y a fluencia...sin posibilidad que exista pandeo lateral y por tanto reduccion de capacidad.

Saludos

[ReneM]

Correcto, y para asegurar la condición que indica morfeo es usual colocar fijaciones entre las costaneras de ambos lados de la cumbrera (parte alta del techo).

[LARANCIBIABRAVO]

Definitivamente tengo serios problemas con RM Adv ance

Probe un modelo con ambos extremos derechamente empotrados y ni así me es posible reproducir los cálculos a mano recientemente realizados.

De hecho al probar con un modelo articulado en ambos extremos me da un momento máximo de 430 kg*m y no los 486 kg*m que debieran ser.

¿Algunos de Uds. es usuario de RM Adv ance para que me pueda ayudar a dilucidar cual es el problema?

Gracias

Correcto, y para asegurar la condición que indica morfeo es usual colocar fijaciones entre las costaneras de ambos lados de la cumbrera (parte alta del techo).

[ReneM]

¿Algunos de Uds. es usuario de RM Adv ance para que me pueda ayudar a dilucidar cual es el problema?

Espero que algunos de los usuarios de RM Adv ance te puedan ayudar.

[jhing]

Verifica los ejes locales de aplicasion de las cargas tanto en el modelo como en el calculo manual, ambos deben coincidir...

Saludos

[LARANCIBIABRAVO]

imagino que a lo que te refieres es que me verifique la orientación de los ejes locales del elemento y la dirección de la carga respecto de éstos.
Si es así, claro que lo verifiqué.

Tal vez puedas ayudarme si es que tienes a mano un documento con el método AISI-ASD. La salida del diseño hace mención a unos momentos admisibles según eje local 2 o 3. Creo que la única forma de salir de la duda es rutear la salida del programa con la teoría en la mano. además de ser un buen ejercicio de repaso creo me dará a mi y a todos quienes puedan tener este tipos de dudas la solución.

Ahora, agradeceré a quien pueda facilitarme un paper con la información solicitada

Gracias

Verifica los ejes locales de aplicasion de las cargas tanto en el modelo como en el calculo manual, ambos deben coincidir...

Saludos

[jhing]

Publica el modelo Ram...

Saludos

[morfeo]

el diseño de este tipo de elementos estructurales, involucra flexion biaxial...producida por las componentes de las cargas vivas y muerta...una componente es normal al plano de la costanera,,y la otra componente es tangencial..se debe verificar que la accion conjunta no sobrepase el esfuerzo admisible del elemento..

Mx/Sx + My/Sy < esf. admisible.

Que duda especifica tienes acerca de los planteamientos del AISI??...publicala y se te echa una mano con gusto !!

Saludos

[kornero]

Estimado,

RM Adv ance tiene problemas con las formulas de estabilida en Flexocompresión del AISI porque aparecen funciones hiperbólicas te aconsejo no usar el módulo de diseño de AISI y hacer una buena planilla de cálculo en la que puedas seguir las ecuaciones de diseño Mathcad o Excel.

[smaug]

la distancia entre costaneras no esta delimitada por el largo de las planchas??

[juanjose.cisneros]

Estimados compañeros:

La normativa española establece que para este tipo de elementos conformados en frío (y que están catalogados como sección de tipo 4) hay que considerar:
1) reducción del área eficaz como consecuencia de fenómenos de inestabilidad local (lo que supone disminución del área, del momento de inercia y cambio del centro de gravedad del perfil).
2) Incremento del módulo elástico del material (como consecuencia del proceso de conformado en frío de la pieza).

Sin embargo la normativa no establece (o al menos yo no lo he encontrado) cálculos correspondientes a la disposición de tirantillas (costaneras) para evitar la torsión del perfil. Si tuvieran la normativa AISI a disposición y la pudieran publicar se lo agradecería.

Un saludo: jJ