Diseño de la estructura metálica de la cubierta de baloncesto junto al edificio de Ingeniería Mecánica de la EPN

Abstract

Resumen .- En este proyecto, se realiza el diseño de la estructura metálica de la cubierta de la cancha de baloncesto junto al edificio de Ingeniería Mecánica de la EPN. Primero se presenta de manera general la teoría de estructuras según Heino Engel, que explica el comportamiento general de las estructuras. Después, se expone de manera general los tipos de arcos que existen y las diferentes aplicaciones del arco en varias estructuras, se hace énfasis en el análisis del arco Carpanel. También se habla de cubiertas de dos aguas y las aplicaciones respectivas. Se analiza de manera general las normas constructivas (AISC, ASCE) que guían la realización del proyecto. Pasando por el análisis y diseño general de la estructura hasta el detalle de las juntas, correas, vigas, columnas, placas base, pernos de anclaje y juntas soldadas. Más adelante, se investiga las alternativas para la cubierta, a través de estudios que permiten determinar las limitaciones, restricciones y factibilidad, determinando claramente las ventajas y desventajas de cada una. Finalmente, se selecciona la cubierta más conveniente de acuerdo a los resultados obtenidos. A continuación, se establecen las cargas de trabajo de la estructura, se calculan las fuerzas y momentos a los que está sometida y se determinan los puntos críticos. En base a esto se calcula la estructura de la cubierta y se diseñan sus partes constitutivas usando el programa SAP 2000 y las juntas usando SOLIDWORKS. Por último se determina el costo de fabricación y montaje de la estructura de la cubierta, detallando el costo de los materiales y la mano de obra. Se usa los costos reales, para tener un producto competitivo. Abstract.- This project aims to design the steel structure of the roof of the basketball court adjacent to the Mechanical Engineering building of the EPN. First, there is a general overview of the theory of structures according to Heino Engel, explaining the general behavior of structures. Then, the different types of arches and some of the applications of arched structures are expounded, emphasizing in the analysis of the basket-handle arch. Gable roofs and its applications are also presented. The building standards for steel construction that guide this project (AISC, ASCE) are reviewed, followed by the general analysis and design of the steel structure. The connections, beams, columns, base plates, anchor rods and welded connections are also reviewed. Afterwards, different roof options are investigated, by studying their limitations, restrictions and feasibility, establishing the advantages and disadvantages of each. The roof with more convenient features has been selected and used. Further on, service loads conditions are established, forces and moments applied to the structure are calculated and critic points found. Based on this, the steel structure of the roof is calculated and its elements designed using SAP2000 and the connections using SOLIDWORKS. Finally, the manufacturing and assembling costs are defined, detailing labor and materials costs. Real costs are used, to obtain a competitive product in the local market.