Cubiertas autoportantes circulares aplicando el método de elementos finitos

Abstract

Las naves industriales constituyen estructuras destinadas a varios usos en el comercio o desarrollo de una determinada población, en consecuencia, este tipo de estructuras son muy demandadas en el campo de la ingeniería civil, sobre todo en el área de diseño y construcción; por tal motivo en esta investigación se presenta un análisis de cubiertas autoportantes tipo circular, aplicando el método de elementos finitos bajo la ayuda del software de simulaciones ANSYS Workbench 19.0 utilizando elementos finitos tipo área de primer orden. Las deformaciones verticales obtenidas por secciones transversales originales se compararon con las deformaciones de una sección transversal equivalente en inercia y peso. Se analizaron naves industriales con luces de 10, 20, 30, y 40 m. Se consideró una sección de cubierta autoportante tipo CS 1000-610, material ASTM 653 de metal base SS40 y recubrimiento galvanizado Z275 (G90). La estructura de apoyo está conformada por vigas y columnas tipo cercha de estructura metálica conforme a la metodología LRFD y a las normas NEC 2015, AISI S100-07, AISC341-05. Adicionalmente, se analizaron placas de apoyo que adecuadas este tipo de cubiertas. Se observaron concentraciones de esfuerzos en la región de la placa de apoyo, deformaciones por secciones originales mayores a las deformaciones por secciones equivalentes, y variaciones de peso de cubierta y carga viva, teniendo esta última una variación entre 14,75 % a 29,14 %.