DISEÑO DE TECHUMBRE TIPO DOMO PARA COLEGIO SANTA INÉS EN SAN ANTONIO

El presente trabajo de título consiste en diseñar un galpón con techumbre tipo domo, enfocado principalmente en la solución de un problema frecuente en los colegios de Chile, que es la falta de techumbres en los patios de los colegios, es por esto que se busca con esta memoria, realizar el diseño de un galpón que cubra parte del patio del colegio Santa Inés en la ciudad de San Antonio. Además de resolver este problema, se utilizarán los softwares Tekla Structures y Simulation Mechanical, el primero se usará para desarrollar el diseño del galpón, entregando así una maqueta virtual y posteriores planos 2D. El segundo software se ocupará para efectuar la validación de la estructura a través de un análisis de esfuerzos que arrojará datos relevantes que darán la factibilidad al diseño. Todo esto con la finalidad de mostrar paso a paso el uso y las ventajas de los programas, que en la actualidad (año 2018) son comúnmente utilizados por las empresas para diseñar y analizar. Este trabajo se reparte en tres capítulos, los cuales se mencionarán a continuación: Capítulo 1: En este capítulo se indican los objetivos generales y específicos del trabajo, en este caso, se busca diseñar una techumbre estilo domo para el colegio Santa Inés de San Antonio. Se incluyen los antecedentes generales y documentación del proyecto, a su vez también se relata brevemente la historia del establecimiento, dando a conocer la misión y visión del colegio. Se menciona la ubicación geográfica y las condiciones climáticas que existen en la localización de este colegio, se expone la problemática existente en el establecimiento, la cual este proyecto busca solucionar. Por otra parte, se definen conceptos pertinentes al proyecto, con el fin de entregar conocimiento sobre los tipos de estructuras metálicas y las condiciones que debe tener una estructura metálica. Especialmente se define lo que es una techumbre estilo domo y sus variadas construcciones, ya que es la estructura escogida para resolver el problema. Capítulo 2: Es en este capítulo donde se entregan todos los lineamientos y generalidades correspondientes al diseño de la estructura. Se desarrolla más a fondo los conocimientos básicos que se deben considerar a la hora de elaborar cualquier diseño, se entregan detalles del terreno y las dimensiones del galpón; a su vez, las consideraciones previas al diseño, como el tipo de cargas a las que estará expuesta la estructura (cargas vivas y cargas muertas). Se definen las propiedades y ventajas que tiene el material con que se trabajará, dentro de la industria, además de los elementos que compondrán la estructura. También, en este capítulo se realizan cálculos previos al diseño y análisis, como lo son el peso de la estructura y la acción del viento. Posterior a esto se explica brevemente lo que es el software Tekla Structures, se define el software, las ventajas que posee, los requerimientos del sistema, y a su vez también se mencionan los proyectos de gran envergadura realizados por el programa, ejemplificando con imágenes de distintos tipos de diseños en 3D realizados por este software. Capítulo 3: En el tercer y último capítulo, es donde se realiza la parte final del diseño y análisis y con esto se concluirá el proyecto de título. Es en este capítulo además se diseña paso a paso el galpón utilizando el software Tekla Structures 21.0. Se realiza en esta parte un pequeño manual de cómo utilizar el software dando a conocer los comandos básicos para modelar y generar una maqueta virtual, también aquí se mostrará cómo Tekla, dentro de sus múltiples funciones, genera los planos 2D. Otra de las partes fundamentales de este capítulo es el análisis de esfuerzos y desplazamientos de la estructura, el cual se efectuará en el software Simulation Mechanical 2016, arrojando los siguientes datos, como consecuencia del análisis. Para el caso del análisis de esfuerzo en donde el máximo esfuerzo es de 8,543 N/mm², y el mínimo de -12,274 N/mm², teniendo estos datos se compara con el máximo admisible que tiene el material. En este caso como el material es un ASTM A36 corresponde a 248,211 N/mm², por lo tanto, al ser 8,543 N/mm². el esfuerzo máximo de la estructura, este no supera el admisible por lo que se puede traducir que la estructura soportará las cargas aplicadas. Al igual que con el programa anterior, se generará un manual de cómo utilizar el software, mostrando comandos esenciales a la hora de analizar una estructura. Una vez realizados estos procedimientos, se da paso a la cubicación, donde se entregará el peso por unidad de área de la estructura que corresponde a 22,41 N/m² y finalmente el costo total del proyecto que contempla en su totalidad, la mano de obra, servicios de fabricación, servicios generales, gastos generales, imprevistos, consumo de materiales fungibles, costos de diseño, costos de materiales estructurales, lo que equivale a $ 57.072.417, ya que como se menciona al comienzo de este resumen, lo que busca el presente trabajo de título es que el colegio Santa Inés concrete este proyecto.