Analisis Comparativo cercha

RESUMEN[pic 1][pic 2]

1. INTRODUCCIÓN.

El presente informe, corresponde a un extracto de la memoria “Análisis Comparativo del Sistema Estructural de Cubiertas para Galpones de Diferentes Luces Usando CypeCad”, donde se realiza un análisis representativo del comportamiento del punto de vista económico de cinco tipos de cercha: Fink, Fink Compuesta, Bowstring, Pratt y Warren para galpones livianos a distintas luces aplicando el programa de computador METAL 3D de CYPECAD; En que se modelan los distintos sistemas a través de marcos, que son diseñados por el método de las tensiones admisibles y analizados por la norma chilena NCh2369 of 2003 de diseño de estructuras e instalaciones industriales. Donde se aprecia la influencia de las formas de la cubierta sobre las cargas solicitantes de techo y viento a la estructura, además de la variación de peso que presentan al aumentar la luz.

1. OBJETIVOS:

1. Objetivo General.

Estudiar comparativamente la eficiencia del punto de vista económico de cinco tipos de cerchas para cubiertas de galpones livianos a diferentes luces de 6, 9, 12 y 15 metros, diseñadas por el método de las tensiones admisibles (método ASD), a través de cubicaciones y análisis comparativos entre el peso de las estructuras.

1. Objetivos Específicos.

1. Analizar la influencia de la forma de la cubierta en la magnitud de las cargas solicitantes originadas por sobrecarga, viento y sismo.
2. Para las cargas típicas sobre galpones livianos determinar la forma de la cercha de cubierta más eficiente desde el punto de vista económico a través de un análisis de sensibilidad en que se varían las luces y tipo de cerchas.
3. Usar y difundir nuevas herramientas computacionales que permiten obtener cubicaciones y planos de manera  automática (METAL 3D).

1. MODELOS

1. Característica de las Cerchas.

Se analizaran del punto de vista económico, cinco tipos genéricos de cerchas que con frecuencia se usan en marcos de edificios, como son los casos de las:

1. Cercha Fink.
2. Cercha Fink Compuesta.
3. Cercha Bowstring.
4. Cercha Pratt.
5. Cercha Warren.

Cercha Fink: De forma triangular, es usada para proporcionar una mayor inclinación a la techumbre y utilizada principalmente para cubiertas de bodegas, edificios industriales livianos y viviendas, ya que es diseñada generalmente para soportar sólo el peso de la cubierta más la acción de las cargas de viento y nieve.

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A partir de esta cercha, se generar la cercha Fink compuesta, formada por 2 cerchas Fink invertidas, que se caracteriza principalmente por sus montantes perpendiculares a la cuerda superior, además de las propiedades propiamente tal de la cercha Fink.

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Figura 3.2.

Cercha Fink Compuesta.

Cercha Bowstring: se usa para soportar techos curvos.

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Figura 3.3.

Cercha Bowstring.

Cercha Pratt y Warren: usadas principalmente como los elementos de soporte principal en pisos y en estructuras de techo. Se caracterizan por proporcionar una pequeña pendiente a la techumbre para permitir el drenaje, dándole una forma pentagonal.

La cercha Pratt se diferencia de la cercha Warren únicamente por la orientación de sus diagonales interiores, que trabajan para el caso de cargas gravitacionales solo a tracción para la cercha Pratt y a tracción y compresión para la cercha Warren.

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1. Consideraciones

1. Modelado de la Estructura:

1. Para que  los diversos tipos de cerchas sean comparables en su eficiencia, en los modelos analizados se considerarán las columnas de apoyo como partes integrantes del sistema, formando un marco transversal al galpón.

1. Los elementos utilizados para el diseño de los marcos , corresponden a perfiles plegados CINTAC, detallados a continuación:

3.1 Perfiles IN soldados en las Columnas.

3.2 Perfiles canal para el uso de tornapuntas.

3.3 Perfiles Canal para las cuerdas superior e inferior de las cerchas.

3.4 Perfiles tubulares rectangulares en los elementos interiores de las     cerchas   correspondientes a montantes y diagonales.

1. Las conexiones entre los distintos elementos del marco, serán materializadas mediante soldadura.
2. Las columnas son rotuladas en la base y presentan una altura de 6 metros
3. En los modelos de las cerchas se considera una altura promedio de 1/10 de la luz para las cerchas Warren, Pratt y 1/5 de la luz para las cerchas Fink y Bowstring.
4. La separación entre los marcos es de 6 mt, tomando en cuenta la longitud existente en el mercado de los perfiles canales de las costaneras.

1. Modelado de las Cargas:

Las solicitaciones que se considerarán serán cargas de peso propio, sobrecarga, viento y sismo de acuerdo a las Normas Chilenas: NCh 1537 of86 Diseño estructural de edificios – Cargas permanentes y sobrecarg; NCh 432 Of71 Cálculo de la acción del viento sobre las Construccione; NCh 2369 Of2003 Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales., considerando que la ubicación donde se emplazara la estructura es la ciudad de Antofagasta.

1. Peso propio.

A continuación se muestra un gráfico donde se aprecian las diferencias del peso aportado por las terminaciones de las cerchas a las diferentes luces.

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