Análisis Y Diseño

Este trabajo de tesis se desarrolló tomando en cuenta la elaboración del proyecto de una Planta de Reciclaje de Desechos sólidos que se ubicara en Av. Culturas Prehispánicas esq. Calle 12, Col. Ampliación Granjas San Antonio Del. Iztapalapa, Distrito Federal.

El trabajo consta de análisis teóricos, de la estructura bajo, los criterios del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias 2004 y del Manual de Diseño de Obras civiles, Diseño por viento de la Comisión Federal de Electricidad y utilizando un software de análisis y diseño Estructural (Staad Proo) para generar un modelo matemático de la estructura.

La particularidad del proyecto es el gran claro a cubrir (46.00 m), lo cual se pretende lograr con una estructura a base de marcos rígidos de acero de sección variable unidos entre sí, con vigas IR y canales estándar.

El análisis y diseño de esta estructura aportara una metodología que podrá ser útil para profesionistas y estudiantes que requieran realizar proyectos semejantes, ya que no existe bibliografía que contemple todo el proceso de análisis y diseño de naves industriales.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Debido a la contaminación desmedida que se genera en el Distrito Federal y la Zona Conurbada, ya que no hemos logrado un desarrollo sustentable como país, es necesario ampliar el sector dedicado al reciclaje de desechos sólidos, por lo que la construcción de una planta de este tipo en el Área de Iztapalapa se justifica de manera inmediata, y nos lleva al siguiente cuestionamiento:

¿Se puede realizar una metodología para el diseño de Naves Industriales, tomando como referencia este proyecto, que contribuya al análisis y diseño de estructuras similares?

HIPOTESIS

Si, en base al análisis y diseño de una nave industrial para una planta de reciclaje, se puede tomar como referencia el proceso realizado para estructuras similares, que se ubiquen en el distrito Federal y Zona Conurbada

OBJETIVOS

Los objetivos a alcanzar en el trabajo de tesis:

• Análisis de la Estructura por acciones gravitacionales y acciones accidentales. (Fuerzas por viento y Fuerzas por sismo)

• Obtención de Elementos Mecánicos de los elementos estructurales principales y secundarios con ayuda del Software del Staad Pro 2004.

• Diseño de elementos principales (columnas, vigas) y secundarios (largueros y vigas de unión)

• Diseño de conexiones

• Diseño de la Cimentación.

• Revisión de desplazamientos horizontales y verticales

JUSTIFICACIÓN

Debido a la falta de bibliografía que contenga el procedimiento general para el análisis y diseño de naves industriales, es necesario establecer un proceso que sirva de referencia para profesionistas y estudiantes de Ingeniería Civil.

METODOLOGIA

La metodología a utilizar será la descriptiva: comprende la descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza actual, y la composición o procesos de los fenómenos. El enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre como una persona, grupo o cosa se conduce o funciona en el presente.

La investigación descriptiva trabaja sobre realidades de hechos, y su característica fundamental es la de presentarnos una interpretación correcta.

1.2 MARCO TEORICO

DESCRIPCION DEL PROYECTO

¿Qué es una Planta de Reciclaje de Residuos Sólidos? El reciclaje consiste en someter de nuevo una materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto, útil a la comunidad También se podría definir como la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de reutilización y se produce ante la perspectiva del agotamiento de recursos naturales y para eliminar de forma eficaz los desechos.

Por lo tanto una planta de Reciclaje es una instalación de transformación de residuos de forma que puedan volver a ser reintroducidos en el ciclo de producción.

TIPOS DE NAVES INDUSTRIALES

Una Nave Industrial es un conjunto de elementos que se combinan para la construcción periférica de grandes almacenes, depósitos, plantas talleres, etc. En la fabricación de una nave industrial se requiere de estructura metálicas techos aligerados y equipos.

Existen diversos tipos de naves industriales que dependen de un sistema estructural que sea seguro y económico. Esta es la fase más difícil y a la vez la mas importante de la Ingeniería Estructural. A menudo se requieren varios estudios independientes de diferentes soluciones antes de decidir cual es la forma (marco, armadura, arco, etc.) más apropiada. Una vez tomada la decisión, se especifican las cargas, materiales, disposición de los miembros y de sus dimensiones de conjunto.

Las formas estructurales mayormente utilizadas para solucionar el problema de diseñar una nave industrial, se reducen a las siguientes.

Marcos Rígidos.

Los marcos rígidos se usan a menudo en edificios y se componen de vigas y columnas que están articuladas o bien son rígidas en sus cimentaciones. Los marcos pueden ser bidimensionales o tridimensionales. La carga en un marco ocasiona flexión en sus miembros, y debido a las conexiones entre barras rígidas, esta estructura es generalmente “indeterminada” desde el punto de vista del análisis.

Fig. 1.1.- Nave industrial de marco rígido con sección variable.1

Armaduras y columnas.

Cuando se requiere que el claro de una estructura sea grande y su altura no es criterio importante de diseño, puede seleccionarse una armadura. Las armaduras consisten en barras en tensión y elementos esbeltos tipo columna, usualmente dispuestos en forma triangular. Las armaduras planas se componen de miembros situados en el mismo plano y se usan a menudo para puentes y techos, mientras que las armaduras espaciales tienen miembros en tres dimensiones y son apropiadas para grúas y torres.

Debido al arreglo geométrico de sus miembros, las cargas que causan la flexión en las armaduras se convierten en fuerza de tensión o compresión en los miembros, y por esto una de las ventajas de la armadura, respecto a una viga, que utiliza menos material para soportar una carga dada, pudiéndose adaptar de varias maneras para soportar una carga impuesta.

En las armaduras de cubiertas de naves industriales la carga se transmite a través de los nudos por medio de una serie de largueros. La

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