Informe_ Nave Industrial

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE CHOTA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 
 
 
ASIGNATURA: 
Análisis Estructural II 
 
TEMA: 
Diseño de la Cobertura Metálica de Una Nave Industrial _ Puno 
 
DOCENTE 
Ing. José Luis Silva Tarrillo 
 
PRESENTADO POR: 
 Barboza Saavedra Heyner Smith 
 Cieza Rafel Jeremy Jordhan 
 Fernández Mirez Doris Yanet 
 Lara Fernández Anacely Lizbeth 
 Rojas Cabrejos Marcia Katherin 
 
CHOTA, PERÚ 
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Índice 
I. Introducción ................................................................................................................................. 4 
II. Objetivos .................................................................................................................................... 5 
III. Marco Teórico ........................................................................................................................... 6 
3.1. Diseño Estructural ................................................................................................................ 6 
3.2. Nave Industrial ..................................................................................................................... 6 
3.3. Tipos De Armaduras ............................................................................................................ 6 
3.3.1. Armadura Tipo Howe ................................................................................................... 6 
3.4. Tipos De Cargas ................................................................................................................... 7 
3.4.1. Carga Viva .................................................................................................................... 7 
3.4.2. Carga Muerta ................................................................................................................ 7 
3.4.3. Cargas De Viento .......................................................................................................... 7 
IV. Memoria de Cálculo ................................................................................................................. 8 
4.1.Datos ..................................................................................................................................... 8 
4.2.Cálculos................................................................................................................................. 9 
4.2.1.Cargas ............................................................................................................................ 9 
4.2.1.1.Cargas de Viento ..................................................................................................... 9 
4.2.1.2. Carga Viva (CV) .................................................................................................. 12 
4.2.1.3. Carga Muerta (CM).............................................................................................. 12 
4.2.2.Dimensionamiento del Tijeral ...................................................................................... 12 
3 
 
4.2.3.Fuerzas en Nodos ......................................................................................................... 13 
4.2.4.Fuerzas Internas en Barras ........................................................................................... 13 
4.2.5.Desplazamientos y Reacciones .................................................................................... 13 
V. Conclusiones ............................................................................................................................ 14 
VI. Referencias Bibliográficas ...................................................................................................... 15 
VII. Anexos ................................................................................................................................... 16 
 
 
4 
 
I. Introducción 
Las industrias han ido aumentando con el pasar de los años, por ello que la demanda en la 
construcción de infraestructuras adecuadas para este servicio va en aumento, y dado que en Perú 
se ha observado que los diseños no son apropiados, esto nos lleva a presentar las mejores 
alternativas de solución para esta necesidad, por ello en el presente informe se desarrollara una 
armadura metálica tipo Howe para la ciudad de Puno, teniendo en cuenta las características de 
esta ciudad. 
Las armaduras son cuerpos sometidos a dos fuerzas; esto quiere decir que cada elemento 
solo puede estar sometido a tensión o a compresión. El propósito de las armaduras para techo es 
servir de apoyo a una cubierta para protegerse contra los elementos naturales (lluvia, nieve, 
viento), a la vez que realizan estas funciones deben soportar tanto los techos como su peso 
propio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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II. Objetivos 
▪ Diseñar la cobertura metálica de una nave industrial. 
▪ Calcular la carga de viento según el lugar de diseño asignado (Puno). 
▪ Determinar el Angulo del techo para una estructura tipo Howe de acuerdo al lugar 
asignado (Puno). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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III. Marco Teórico 
3.1. Diseño Estructural 
El diseño estructural es una metodología de investigación acerca de la estabilidad, la 
resistencia y la rigidez de las estructuras (Arkiplus, 2012).Con el diseño estructural lo que se 
busca lograr es una estructura que no falle en ningún momento de su vida útil. Una estructura se 
reconoce como “fallida” en el momento que esta deja de cumplir sus funciones de la manera 
adecuada (Italo, 2019). 
3.2. Nave Industrial 
Las naves industriales son espacios o construcciones que sirven para el beneficio de una 
industria, en ellas se realizan actividades de almacenaje, producción, manufactura, distribución, 
en otras. No tienen apoyos intermedios ya que de esta manera la operación no tiene obstáculos ni 
restricciones, facilitando la manera de trabajar (Góngora, 2018). 
3.3. Tipos De Armaduras 
La armadura es una estructura compuesta, normalmente son rectos y están unidos por los 
extremos y son cargados por los puntos de unión. Una estructura ligera de una armadura 
proporciona luz y una resistencia mayor que otros tipos de armazón (Palomo, 2019). 
3.3.1. Armadura Tipo Howe 
Cercha formada por elementos horizontales superiores e inferiores entre los cuales se 
encuentran dispuestas las barras verticales y diagonales, donde los elementos verticales trabajan 
a tracción y los diagonales, a compresión (Construmática, 2015). 
 
 
 
Figura 1. Armadura Tipo Howe. 
https://www.construmatica.com/construpedia/Cercha
https://www.construmatica.com/construpedia/Tracci%C3%B3n
https://www.construmatica.com/construpedia/Compresi%C3%B3n
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3.4. Tipos De Cargas 
3.4.1. Carga Viva 
Las cargas vivas mínimas serán las siguientes: 
▪ Para los techos con una inclinación hasta de 3° con respecto a al horizontal, 1,0 kPa (100 
kgf/m²) 
▪ Para techos con inclinación mayor de 3°, con respecto a la horizontal 1,0 kPa (100 
kgf/m²) reducida en 0,05 kPa (5 kgf/m²), por cada grado de pendiente por encima de 3°, 
hasta un mínimo de 0,50 kPa (50 kgf/m²). 
▪ Para techos con coberturas livianas de planchas onduladas o plegadas, calaminas, 
fibrocemento, material plástico, etc., cualquiera sea su pendiente, 0,30 kPa (30 kgf/m²), 
excepto cuando en el techo pueda haber acumulación de nieve. 
3.4.2. Carga Muerta 
Es una carga de gravedad fija en posición y magnitud, y se define como el peso de todos 
aquellos elementos que se encuentran permanentemente en la estructura o adheridos a ella, como 
tuberías, conductos de aire, aparatos de iluminación, acabados de superficie, cubiertas de techos, 
cielos rasos suspendidos, etc. (Balgieto, 2013). 
3.4.3. Cargas De Viento 
La estructura, los elementos de cierre y los componentes exteriores de todas las 
edificaciones expuestas a la acción delviento, serán diseñados para resistir las cargas (presiones 
y/o succiones) exteriores e interiores debidos al viento. (Ministerio De Vivienda, 2006). 
 
Figura 2. Cargas de Viento. 
8 
 
IV. Memoria de Cálculo 
4.1. Datos 
✓ Las precipitaciones en la región Puno son moderadas, por ello se tomará el valor de 20° 
de inclinación para el techo. 
 
 
 
 
 
 
 
 Tabla 2. Pendientes y Traslapes según el Catálogo de Eternit. 
 
 
✓ Datos de la cubierta del techo 
 Tabla 3. Especificación Técnica del Tamaño de Calamina según Eureka _Eternit. 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. Distancia Entre Correas. 
 
 
 
 
Tabla 1. Datos Climatológicos De La Región Puno Según SENAMHI. 
9 
 
4.2.Cálculos 
✓ Pendiente del tijeral, distancia inclinada y dimensiones de la cubierta con un valor de 
r=4. 
Figura 4. Medidas del tijeral con un valor de r=4. 
 
4.2.1. Cargas 
4.2.1.1.Cargas de Viento 
➢ Velocidad de Diseño 
Velocidad de Viento en la Región Puno= 85Km/h 
 ℎ = (6 + 3.17) = 9.17 
𝑉ℎ = 𝑉 (
ℎ
10
)
0.22
 
𝑉ℎ = 85 (
9.17
10
)
0.22
 
𝑉ℎ = 83.40 𝐾𝑚/ℎ 
➢ Carga Exterior de Viento 
𝑃ℎ = 0.005 𝑥 𝐶 𝑥 𝑉ℎ2 
 
 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a. Carga por Presión de viento (Barlovento): 
Donde C = 0.7 
𝑃ℎ = 0.005 𝑥 0.7 𝑥 83.402 
𝑃ℎ = 24.34 𝐾𝑔/𝑚2 
 Tabla 5.Carga exterior de Barlovento en cada nodo. 
NODO 
A.Triv 
m2 
C. Barlovento 
Kg/m2 
Carga 
Kg 
N1 1.8 24.34 43.812 
N2 3.5 24.34 85.19 
N3 3.5 24.34 85.19 
N4 3.5 24.34 85.19 
N5 3.5 24.34 85.19 
N6 2.6 24.34 63.284 
N7 1.7 24.34 41.378 
 
b. Carga de Viento por Succión (Sotavento): 
Donde C = - 0.6 
𝑃ℎ = 0.005 𝑥 − 0.6 𝑥 83.402 
𝑃ℎ = −20.87 𝐾𝑔/𝑚2 
Tabla 4. Factores de Forma "C". 
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 Tabla 6. Carga Exterior De Sotavento En Cada Nodo. 
NODO 
A.Triv 
m2 
C. Sotavento 
Kg/m2 
Carga 
Kg 
N1 1.8 -20.87 -37.566 
N2 3.5 -20.87 -73.045 
N3 3.5 -20.87 -73.045 
N4 3.5 -20.87 -73.045 
N5 3.5 -20.87 -73.045 
N6 2.6 -20.87 -54.262 
N7 1.7 -20.87 -35.479 
 
➢ Carga Interior del Viento 
 
 
 
a. Barlovento (0.3) 
𝑃ℎ = 0.005 𝑥 0.3 𝑥 83.402 
𝑃ℎ = 10.43𝐾𝑔/𝑚2 
 Tabla 8. Carga interior de Barlovento en cada nodo. 
NODO 
A.Triv 
m2 
C. Barlovento 
Kg/m2 
Carga 
Kg 
N1 1.8 10.43 18.774 
N2 3.5 10.43 36.505 
N3 3.5 10.43 36.505 
N4 3.5 10.43 36.505 
N5 3.5 10.43 36.505 
N6 2.6 10.43 27.118 
N7 1.7 10.43 17.731 
 
b. Sotavento (-0.3) 
𝑃ℎ = 0.005 𝑥 − 0.3 𝑥 83.402 
𝑃ℎ = −10.43𝐾𝑔/𝑚2 
 
 
Tabla 7. Factores De Forma Para Cargas Adicionales En Elementos De Cierre. 
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 Tabla 9. Carga interior de Sotavento en cada nodo. 
NODO 
A.Triv 
m2 
C. Sotavento 
Kg/m2 
Carga 
Kg 
N1 1.8 -10.43 -18.774 
N2 3.5 -10.43 -36.505 
N3 3.5 -10.43 -36.505 
N4 3.5 -10.43 -36.505 
xN5 3.5 -10.43 -36.505 
N6 2.6 -10.43 -27.118 
N7 1.7 -10.43 -17.731 
 
➢ Carga Total de Viento_ Barlovento 
𝑃ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 34.77 𝑘𝑔/𝑚2 
➢ Carga Total de Viento Sotavento 
 𝑃ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = −31.3 𝑘𝑔/𝑚2 
4.2.1.2. Carga Viva (CV) 
➢ Norma E.020: Para techos con inclinación mayor de 3°, 100 Kg/m2 reducida en 5 Kg/m2 
por cada grado de pendiente por encima de 3°, hasta un mínimo de 50Kg/m2. 
 100 Kg/m2 – (5Kg/m2*17) =15Kg/m2 
El resultado por ser inferior al valor mínimo, la carga viva del techo será 50Kg/m2. 
4.2.1.3. Carga Muerta (CM) 
Cubierta de Techo= 12 Kg/m2 
Tijeral = 15 Kg/m2 
Carga de Servicio (CV+CM) = 77Kg/m2 
4.2.2. Dimensionamiento del Tijeral 
 
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4.2.3. Fuerzas en Nodos 
 
4.2.4. Fuerzas Internas en Barras 
✓ El cálculo de las fuerzas en barra se desarrollo en una hoja de cálculo, las cuales son un 
total de 45 barras y se adjuntarán al presente documento. 
 Figura 5. Fuerza Interna De La Barra 1. 
 
4.2.5. Desplazamientos y Reacciones 
 
 
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V. Conclusiones 
• Se ha diseñado la cobertura metálica de la nave industrial teniendo en cuenta la norma E-
020; y con respecto a los materiales usados se han tomado en cuenta las fichas técnicas de 
EUREKA- Eternit y Aceros Arequipa. 
• La velocidad de diseño, para la región de Puno de una estructura metálica con altura 
máxima de 9.17m es Vh=83.40 km/h. Con ello se determinó que el Sotavento es igual a -
10.43 kg/m2 y el Barlovento 34.77 kg/m2. 
• En la región Puno las lluvias son moderadas, la ficha técnica de Eternit-Techos nos indica 
que la inclinación mínima debe ser de 17º; tomando en cuenta esto para nuestro diseño 
hemos considerado una inclinación de 20º. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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VI. Referencias Bibliográficas 
 
Arkiplus. (2012). Obtenido de https://www.arkiplus.com/diseno-estructural/ 
Balgieto, L. ,. (2013). Diseño Estructural En Acero. Lima. 
Construmática. (2015). Construmática. Obtenido de Construmática: 
https://www.construmatica.com/construpedia/Armadura_Howe 
Góngora, K. (4 de Septiembre de 2018). Láminas y Aceros. Obtenido de 
https://blog.laminasyaceros.com/blog/naves-industriales 
Italo, Q. (2019). ARCUX. Obtenido de https://arcux.net/blog/que-es-el-diseno-estructural/ 
Ministerio De Vivienda, C. Y. (2006). NORMA E.020 - RNE. LIMA: 
https://ww3.vivienda.gob.pe/ejes/vivienda-y-
urbanismo/documentos/Reglamento%20Nacional%20de%20Edificaciones.pdf. 
Palomo, J. (31 de Mayo de 2019). Tipos de armaduras para techo. Obtenido de 
https://blog.laminasyaceros.com/blog/tipos-de-armaduras-para-techo 
 
 
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VII. Anexos