DIEGO TORO CONTRERAS

EDIER ADOLFO DORIA JIMÉNEZ

JOAN MANUEL PÉREZ

TECNOLOGIA DE MATERIALES

ESPECIALIZACIÓN EN TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICACIONES

INTRODUCCION

El estadio Nemesio Camacho “El Campin” ubicado en la ciudad de Bogotá, Colombia fue construido en 1938 y ha sido remodelado varias veces para dar comodidad a todos los usuarios.

Actualmente, se está haciendo realizando una remodelación en el costado occidental para dar más comodidad y aumentar la capacidad de espectadores para el Mundial Sub-20 que se realizara en Julio del 2011.

Para que el espectador esté cómodo en cualquier lugar del estadio, vamos a proponer una cubierta utilizando materiales nuevos con el motivo de innovar la construcción de este tipo de estructuras. Esta alternativa demuestra que es mas efectiva que la estructura convencional (estructura metálica y teja compuesta en policarbonato).

Introducción al problema:

1. Se tiene una cubierta con luces de 8 m de ancho por 20 m de largo, la cual esta tiene una altura de 0.50 m medidos desde la base a la cumbrera.

Se analizaran módulos conformados por triángulos.

2. Se abordará el problema analizando dos alternativas de construcción :

- La primera será con una cubierta metálica resistida por perfiles metálicos y con laminas de aluminio.

- La segunda será una cubierta en poliuretano resistida por torones en Kevlar.

2. Alternativa de comparación para evaluación del problema

- Cercha metálica con ángulos y tubos a tensión conpaneles de aluminio teja TOLETO.

Tipo de perfil Colmena 250x150 mm ficha técnica

Material de Comparación: Poliuretano

TORONES EN KEVLAR

CARGAS

Se tomo como carga muerta para realizar el modelo en el programa ETABS el siguiente avaluó.

4.1 Carga Muerta

Peso Propio de paneles 4.62Kg/m2.

Peso Propio perfil tubular 30.11 Kg/m /0.25m=120.44Kg/m2.

Total Carga muerta =125.06 Kg/m2.

4.2 Carga Viva

Total Carga Viva 50 Kg / m2.

Carga de viento

P=Cp*q*S4=0.6*0.35*0.69=0.1449 KN/m2=14.49 Kg/m2

Combinaciones de Cargas

Combinación 1

1.4D=1.4X125.06 kg/m2=175.08 kg/m2

Combinación 2

1.2D+1.6L+0.5 (Lt o G) =1.2*125.06kg/m2+1.6*50kg/m2+(no tomamos el granizo por la forma de la geometría de la cubierta)=230.072kg/m2

Combinación 3

1.2D+1.6(Lt o G)+0.5(L)=1.2*125.06kg/m2+( no tomamos el granizo por la forma de la geometría de la cubierta)+0.5*50kg/m2= 175.072Kg/m2

Combinación 3A1.2D+1.6(Lt o G)+0.5(W)= 1.2*125.06kg/m2+1.6*50kg/m2+0.5*14.49kg/m2=237.32kg/m2

Combinación 41.2D+1.3W+0.5L+0.5(LtoG)=1.2*125.06kg/m2+1.3*14.49kg/m2+0.5*50kg/m2+( no tomamos el granizo por la forma de la geometría de la cubierta)= 193.9090Kg/m2

Combinación 51.2D+1E+0.5 (L o 0.2G)=1.2*125.06kg/m2+(no tenemos en cuenta la carga de sismo por la unión que se realizara concreto - estructura metálica)+0.5*50kg/m2= 175.07 Kg/m2

Combinación 6

0.9D-(1.3W o 1E)=0.9*125.06kg/m2-1.3*14.49Kg/m2=93.72Kg/m2

Conclusion cargas:

La combinación 3A es la mas desfavorable por lo tanto diseñamos todos con esta combinación

Diseño de la cubierta metálica por el programa Etabs

Deformación de acuerdo a combinación 3 A. ETABS

Se realizó una simulación de

la cubierta con cerchas

metálicas que cuya sección

fue una sección tubular de

25mm x 15mm y teja Toleto

en ETABS para analizar su

comportamiento con las

cargas calculadas

(combinación 3A)

Deflexión perfil trasversal

la máxima deflexión vertical fue de 0.00015 metros

Deflexión perfil longitudinal

la máxima deflexión vertical fuede 0.000103metros

Deflexión perfil trasversal

De acuerdo con los

resultados que muestra

ETABS, la máxima deflexión

vertical fue de 0.00015

metros.

Diseño DAC

Diseño Perfil longitudinal en Klevar

Longitudes y apoyos

Material

Sección Klevar

Cargas

Area=2.0186 m2Carga por combinación 3A =237.32kg/m2 *9.8=2325.736N/m22325.736N/m2*2.0186m2= 4694.73N4.694.73/11puntos=426.7936N/punto

De acuerdo con los resultados que muestra DAC, la máxima deflexión vertical fue de 0.00112008 metros

Diseño Perfil Trasversal en Klevar

Longitudes y apoyos Material

Sección

Cargas

Area=2.0186 m2

Carga por combinación 3A =

237.32kg/m2 *9.8=2325.736N/m2 2325.736N/m2*2.0186m2= 4694.73N

4.694.73/11puntos=426.7936N/punto

Deflexiones

De acuerdo con los resultados que muestra DAC, lamáxima deflexión vertical fue de 0.0014457metros

Diseño Perfil longitudinal en aluminio 2036

Longitudes y apoyos Material

Sección

Carga por combinación 3A

426.7936N/punto

Deflexiones

De acuerdo con los resultados quemuestra DAC, la máxima deflexiónmáxima vertical fue de 0.000326584metros

Diseño Perfil Trasversal en aluminio 2036

Longitudes y apoyos Material

Sección

Cargas

Área=2.0186 m2

Carga por combinación 3A =

237.32kg/m2 *9.8=2325.736N/m2

2325.736N/m2*2.0186m2= 4694.73N

4.694.73/11puntos=426.7936N/punto

Deflexiones

Diseño panel en Kevlar

Longitudes apoyos y cargas

Cargas

Area=2.0186 m2

Carga Muerta

Peso Propio de paneles 1460kg/m3*0.005mm 7.30 Kg/m2.

Total Carga muerta =7.30Kg/m2.

Carga Viva

Total Carga Viva 50 Kg / m2.

Carga de viento

P=Cp*q*S4=0.6*0.35*0.69=0.1449 KN/m2=14.49 Kg /m2

Combinación 3A

1.2D+1.6(Lt o G)+0.5(W)= 1.2*7.30kg/m2+1.6*50kg/m2+0.5*14.49kg/m2=96.005kg/m2

96.05kg/m2*10=960.05N/m2

Sección Material

Deflexión

De acuerdo con los resultados que muestra DAC, la máxima deflexión vertical máxima fue de 0.0044 metros

Diseño Panel en Aluminio 2036

Longitudes apoyos y cargas

Cargas

Area=2.0186 m2

Carga Muerta

Peso Propio de paneles 2700kg/m3*0.005mm 13.50 Kg/m2.

Total Carga muerta =13.50 Kg/m2.

Carga Viva

Total Carga Viva 50 Kg / m2.

Carga de viento

P=Cp*q*S4=0.6*0.35*0.69=0.1449 KN/m2=14.49 Kg /m2

Combinación 3A

1.2D+1.6(Lt o G)+0.5(W)= 1.2*13.50kg/m2+1.6*50kg/m2+0.5*14.49kg/m2=103.445kg/m2

103.445kg/m2*10=1034.45N/m2

Sección

Deflexión

De acuerdo con losresultados que muestraDAC, la máxima deflexiónvertical máxima fue de0.002 metros

Diseño Poliuretano

Longitudes apoyos y cargas

Cargas

Area=2.0186 m2

Carga Muerta

Peso Propio de paneles 1150kg/m3*0.005mm 5.75Kg/m2.

Total Carga muerta =5.75Kg/m2.

Carga Viva

Total Carga Viva 50 Kg / m2.

Carga de viento

P=Cp*q*S4=0.6*0.35*0.69=0.1449 KN/m2=14.49 Kg /m2

Combinación 3A

1.2D+1.6(Lt o G)+0.5(W)= 1.2*5.75kg/m2+1.6*50kg/m2+0.5*14.49kg/m2=94.14kg/m2

94.14kg/m2*10=941.45N/m2

Sección Material

Deflexión

De acuerdo con los

resultados que muestra

DAC, la máxima

deflexión vertical máxima

fue de 0.0114metros

DATOS FINALES

De acuerdo al cuadro comparativo de costos de cada material, se puede realizar la cubierta utilizando elementos estructurales de aluminio y paneles de poliuretano, pero técnicamente no es factible debido a que el aluminio no resiste a compresión.

El Kevlar es un material costoso en comparación con los demás materiales que se van a utilizar como material estructural pero es un material maleable.

En cuanto a los paneles, el poliuretano ofrece mejores servicios como resistencia a la abrasión y compresión, además es un material muy fácil de cargar y montar y es un material muy económico

COMPARATIVO DE PRECIOS