El documento presenta el diseño de tijerales para una construcción. Incluye consideraciones sobre los materiales y dimensiones de los tijerales, el cálculo de cargas, y el análisis estructural para determinar las fuerzas en cada elemento. Luego, realiza el diseño de los principales elementos en compresión y tracción, incluyendo verificaciones de esbeltez. Finalmente, presenta el diseño preliminar de las viguetas y la plancha metálica del nudo más crítico.

1. IV.- DISEÑO DE TIJERALES
4.1 CONSIDERACIONES:
- La construcción tendrá tijerales de madera tornillo.
- Los espaciamientos entre tijerales es de 2 m .
- La luz libre del tijeral es de 8.35 m.
- El techo es a dos aguas con pendientes de 30% ( para zona sierra ).
P
P
P
P/2
P/2



L/4
L/12
L/6
L1
L2
L3
L
R
8.35 m
R
4.2 METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL :
LUZ =
ESPACIAMIENTO ENTRE TIJERALES =
LONGITUD TRIBUTARIA =
Carga
Muerta
20.00 Kg/m²
15.00 Kg/m²
10.00 Kg/m²
5.00 Kg/m²
15.00 Kg/m²
5.00 Kg/m²
70.00 Kg/m²
Descripción
Peso Propio
cobertura
cielo razo
iluminación
montaje
Correas Madera
TOTAL
8.35 m
2.00 m
2.00 m
Descripción
Carga Viva
Viento
30.00 Kg/m²
TOTAL
30.00 Kg/m²
CARGA MUERTA:
WCM = 70.00 Kg/m²
CARGA VIVA:
WCV = 30.00 Kg/m²
Combinación de Carga ( ACI 318-2005 )
COMBO
1
2
3
PESO TOTAL :
D
1.2
1.2
0.9
L
1.6
1
0
Wt =
2204.40 Kg
Wu
132.00 Kg/m²
114.00 Kg/m²
63.00 Kg/m²
4
NÚMERO DE NUDOS =
CARGA PUNTUAL EN NUDOS : =
P
551.100 Kg
= 0.551 Tn
P
 275.5500 Kg = 0.276 Tn
2
REACCION EN APOYOS :
R=
H
h
1102.20 Kg
= 1.102 Tn

2. 4.3 ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TIJERAL :
Cálculo de las fuerzas en las Barras :
0.551 Tn
P 0.551 Tn
C
0.276 Tn
P/2
B

H 1.50 m
A
L/4
L1
1.102 Tn
L/12
D
L2
2.09 m
h 0.75 m


0.70 m
E
L/6
L3
1.40 m
4.190
R
Angulos:
=
=
=
NUDO A:
20 º
47 º
47 º
=0.3445 rad
=0.8199 rad
=0.8199 rad
 Fy  0
R
 Fx  0
FAB = 2.45 Tn
NUDO B:
FAD  FAB .Cos( )
P
 FAB .Sen( )
2
FAD = 2.30 Tn
compresión
 Fy  0
 Fx  0
FBC .Cos( )  FBD .Cos(  )  FAB .Cos( )
FBC .Sen( )  P  FBD .Sen(  )  FAB .Sen( )
FBC = 2.04 Tn
NUDO D:
FBD = 0.56 Tn
compresión
 Fy  0
FCD = 0.56 Tn
Compresión
 Fx  0
FDE  FAD  FBD .Cos(  )  FCD .Cos( )
FBD .Sen(  )  FCD .Sen( )
NUDO C:
Tracción
FDE = 0.25 Tn
Tracción
Tracción
 Fy  0
P  2FCD .Sen( )  2FBC .Sen( )
1.38 Tn
=
1.38 Tn
!Ok!
CUADRO DE FUERZAS EN LAS BARRAS
Elemento
Longitud
(m)
Carga Axial
(tn)
A-B
A-D
B-D
B-C
C-D
D-E
2.22
2.79
1.03
2.23
2.05
2.80
2.45
2.30
0.56
2.04
0.56
0.25
FUERZA
compresión
Tracción
Compresión
compresión
Tracción
Tracción
C
B
A
D
E

3. C
Solo diseñaremos los elementos mas críticos de la estructura.
Inclinado
Longitud
(m)
2.79
2.22
1.03
2.05
Elemento Crítico
Horizontal
Inclinado
Diagonal
Diagonal
Carga Axial
(tn)
2.30
2.45
0.56
0.56
B
FUERZA
Tracción
compresión
compresión
Tracción
A
D
Horizontal
E
Diagonal
4.4 CONSIDERACIONES TECNICAS:
ESFUERZOS MÁXIMOS ADMISIBLES (kg/cm2)
Grupo
C
Compresión
Paralela
Fc
Tracción
Paralela
Ft
80
Corte Paralelo
Flexión
Fv
Fm
Compresión
Perpendicular
Fc
75
8
100
15
MODULO DE ELASTICIDAD (kg/cm2)
C
COLUMNAS
ENTRAMADOS
Eprom
55,000
Ck
Grupo
COLUMNAS
90,000
C
ENTRAMADOS
18.42
22.47
4.5 DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESION DEL TIJERAL:
A. ELEMENTO INCLINADO:
VERIFICACION DE ESBELTEZ:
L= 2.22 m
(l)
P= 2.45 tn
k.l
l
, h : dirección considerada
h
l< 10
h=15 cm
k=
1.00
b=7.5 cm
10
<l<
Ck
para columnas Intermedias
Ck
<l<
50
para columnas Largas
CK  0.7025
Padm  fC . A
para columnas Cortas
E
fC
Ck=
 1  l 4 
Padm  fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


EA
Padm  0.329. 2
l
18.42
l 14.803 Columna Intermedia
Padm
 1  l 4 
 fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


Padm= 7748.52 Kg
Padm= 7.75 tn
Madera tornillo=
Volumen=
RELACION DE ESBELTEZ
Emin
Grupo
Nota:
!Ok!
900 Kg/m3
Grupo C

4. B. ELEMENTO DIAGONAL:
VERIFICACION DE ESBELTEZ:
L= 1.03 m
(l)
P= 0.56 tn
h=10 cm
k.l
l
, h : dirección considerada
h
l< 10
k=
1.00
b=7.5 cm
Padm  fC . A
para columnas Cortas
10
<l<
Ck
para columnas Intermedias
Ck
<l<
50
 1  l 4 
Padm  fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


EA
Padm  0.329. 2
l
para columnas Largas
CK  0.7025
Ck=
E
fC
18.42
l 10.259 Columna Intermedia
Padm
 1  l 4 
 fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


Padm= 5807.54 Kg
Padm= 5.81 tn
!Ok!
4.6 DISEÑO DE ELEMENTOS EN TRACCIÓN DEL TIJERAL:
A. ELEMENTO HORIZONTAL:
VERIFICACION DE ESBELTEZ:
L= 2.79 m
(l)
P= 2.30 tn
k.l
l
, h : dirección considerada
h
l< 10
10
<l<
<l<
50
CK  0.7025
k=
1.00
b=7.5 cm
Padm  fC . A
para columnas Cortas
Ck
Ck
h=15 cm
para columnas Intermedias
para columnas Largas
E
fC
Ck=
 1  l 4 
Padm  fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


EA
Padm  0.329. 2
l
18.42
l 18.6 Columna Larga
Padm  0.329.
EA
l2
Padm= 5884.17 Kg
Padm= 5.88 tn
!Ok!
B. ELEMENTO DIAGONAL:
VERIFICACION DE ESBELTEZ:
L= 2.05 m
(l)
P= 0.56 tn
k.l
l
, h : dirección considerada
h
h=10 cm
k=
1.00
b=7.5 cm
Padm  fC . A

5. l< 10
para columnas Cortas
10
<l<
Ck
para columnas Intermedias
Ck
<l<
50
para columnas Largas
CK  0.7025
E
fC
Ck=
Padm  fC . A
 1  l 4 
Padm  fC . A. 1  . 
 
 3  CK  


EA
Padm  0.329. 2
l
18.42
l 20.518 Columna Larga
Padm  0.329.
EA
l2
Padm= 3223.57 Kg
Padm= 3.22 tn
!Ok!

6. V.-DISEÑO DE LAS VIGUETAS ( PARA LOS TIJERALES )
5.1 CONSIDERACIONES:
- La longitud de la vigueta será de 2.10 metros
- El ancho tributario de cada vigueta será de 1.00 m..
W
2.00m
R
R
5.2 METRADO DE CARGAS DEL TIJERAL :
LUZ =
ANCHO TRIBUTARIO =
2.00 m
1.00 m
Descripción
Peso Propio
cobertura
Carga
5.00 Kg/m²
15.00 Kg/m²
Descripción
Viento
Carga Viva
30.00 Kg/m²
TOTAL
20.00 Kg/m²
TOTAL
30.00 Kg/m²
CARGA MUERTA: WCM =
CARGA VIVA:
20.00 Kg/m²
WCV = 30.00 Kg/m²
Combinación de Carga ( ACI 318-2005 )
COMBO
1
CARGA DISTRIBUIDA:
D
1.0
Wu =
L
1.0
Wu
50.00 Kg/m²
50.00 Kg/m
5.3 CALCULO DE MOMENTO Y FUERZA :
WU=
R
W .L

2
M0 
50.00 Kg
50.00 Kg/m
W .L2

8
25.00 Kg-m
R= 50.00 Kg

7. 2
W .L
MOMENTO MÁXIMO= M
max 
CORTANTE MÁXIMO=
Vmax
8
W .L

2
=25.00 Kg-m
=50.00 Kg
ESFUERZOS MÁXIMOS ADMISIBLES (kg/cm2)
Compresión
Paralela
Fc
Tracción
Paralela
Ft
80
Grupo
75
C
Corte Paralelo
Flexión
Fv
Fm
Compresión
Perpendicular
Fc
8
100
15
MODULO DE ELASTICIDAD (kg/cm2)
COLUMNAS
ENTRAMADOS
Emin
Eprom
55,000
Grupo
90,000
C
5.4 ESFUERZOS ADMISIBLES :
Los esfuerzos de corte y flexión se pueden incrementar en un 10%.
Eprom= 90000 Kg/cm²
fm= 110 Kg/cm²
fv=
9 Kg/cm²
h=7.5 cm
fc= 15 Kg/cm²
b=5.0 cm
b.h3
I
12
I=
175.78 cm4
b.h 2
Z
6
Z=
46.88 cm3
5.5 MOMENTO DE INERCIA REQUERIDO O NECESARIO:

5W .L4 L

384EI k
I=
I
144.68 cm4
5W .L3 .k
384 E
!Ok!
5.6 MODULO DE SECCIÓN NECESARIO POR RESISTENCIA:
Z
M
fm
=
22.73 cm3
!Ok!
k=
250

8. 5.7 VERIFICACIÓN DEL ESFUERZO CORTANTE:
Corte en la sección crítica a una distancia h del apoyo:
Vh 
Vh=
fV 
W .L 
2h 
1 
 cortante máximo a una distancia "h".
2 
L 
46.25 Kg
3  Vh  Esfuerzo cortante a una distancia "h".
2  bh 
 
fV=
1.85 Kg/cm² !Ok!
5.8 VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD:
h

b
1.50
!Ok!
5.9 LONGITUD DE APOYO (a):
a
R

b.FC
0.67 cm

9. VI.-DISEÑO DE LA PLANCHA METALICA
6.1 CONSIDERACIONES:
- El diseño de las planchas metalicas se realizará en el nudo mas crítica.
- El nudo más critico será en el que las fuerzas son a tracción.
DATOS:
Diámetro de los pernos: f=
3/8 ''
Espesor de la plancha:
1/8 ''
t=
La plancha sera del tipo:
A-36
4.69cm
5d
ó
4d
1.88cm
4d
4d
4d
f=
3/8 ''
n=
4d
3.75cm
3.75cm
4d
3.75cm
3.75cm
4d
2 pernos
2d
3.75cm
3.75cm
15.0 cm
6.00 Plg
50 cm
20.00 Plg
6.2 ESFUERZOS ADMISIBLES :
Se calculará la fuerza a tracción de la plancha metálica.
T  Ft . An
Donde:
"
1
fe  f   
8
fe=
bn =
diámetro del orificio.
1/2 ''
bn  b  n.fe
Ft=
An  bn .t
Ft  0.6 Fy
n= número de pernos
5.00 Plg
21.6 lb/plg²
T= 13.50 kip
An=
0.625 plg²
T= 6.14 tn
1/8 ''

10. VII.-DISEÑO DE PERNOS
6.1 CONSIDERACIONES:
- El diseño de Los pernos se realizará en el nudo más crítica.
- El nudo más critico será en el que las fuerzas son a tracción.
DATOS:
Diámetro de los pernos: f=
3/8 ''
l=b=
F=
F
f=
4d
7.5 cm
2.30 tn
3/8 ''
4.69cm
5d
ó
4d
3.75cm
4d
4d
5d
ó
4d
1.88cm2d
3.75cm
3.75cm
4d
4d
6.2 CARGA ADMISIBLE DEL PERNO :
Se calculará la carga admisible por perno sometidos a doble cizallamiento.
DATOS:
l= 7.5 cm (elemento central)
f=
3/8 '' (diámetro de los pernos)
de la tabla:
para:
l= 7.5 cm
df= 3/8 ''
l/d=
7.87
P=
806.25 kg
P=
l= 8.0 cm
0.81 tn
6.2 NÚMERO DE PERNOS :
N º Pernos 
Nº Pernos=
Donde:
F
P
F= 2.30 tn
P= 0.81 tn
3.0 und
Tabla