Proyecto+Fin+de+Carrera%2FANEJOS+DE+CLCULO%2FESTRUCTURA%2FESTRUCTURA.pdf

ESTRUCTURA:

1. INTRODUCCIN

La estructura objeto de estudio consiste en una estructura de dos prticos rgidos

a dos aguas, donde en uno de ellos se encuentra una entreplanta en sus dos primeros

vanos. Por su gran longitud hay que disear adems una junta de dilatacin que divida

la nave en dos partes.

Como gua para su clculo se han considerado las normativas: NBE AE 88

Acciones en la Edificacin, NBE EA 95 Estructuras de acero en edificacin, Normas

Tecnolgicas NTE concretamente Estructuras de Acero, as como la consulta de EHE

para consultar diferentes coeficientes. Tambin he consultado el libro de D. Ramn

Argelles lvarez, La estructura metlica.

2. DATOS GENERALES DE LA OBRA

o Luz total: 25 m. cada prtico. o Separacin entre prticos: 5,70 m. o Nmero de prticos: 15 o Altura de pilares: 6,00 m. o Altura de cumbrera: 8,50 m. o ngulo de cubierta: 11,31. o Pendiente de faldones: 20 %. o Longitud de faldones: 12.747 m. o Zona elica: W. o Situacin topogrfica: Normal o Altitud topogrfica: 100 m. o Porcentaje de huecos: Menos del 33% de huecos.

3. CALCULO DE CORREAS:

Se consideran como piezas trabajando a flexin aquellas barras de la estructura

en las que los esfuerzos ms importantes son los provocados por el momento flector,

bien porque slo reciban cargas transversales, bien porque se prescinda de posibles

esfuerzos de traccin o compresin cuando stos son poco importantes.

Se les denomina generalmente vigas y estn situados en posicin habitualmente

horizontal en la estructura; se encargan de soportar y transmitir a los pilares cargas

verticales casi siempre de tipo gravitatorio.

La separacin entre prticos es de 5,70 m y esa ser la separacin entre apoyos

para el clculo de las correas. stas se estudian como vigas continuas apoyadas de dos

vanos ya que si se proyectasen como vigas biapoyadas aumentara la deformacin

necesitando perfiles mayores para cumplir la limitacin de flecha impuesta en norma.

De ms longitud no se suelen utilizar por complejidad en el transporte y montaje de las

mismas.

3.1 ACCIONES ADOPTADAS EN EL CLCULO:

La valoracin de las acciones sobre la nave se realizar de acuerdo a lo

establecido en la norma NBE AE 88.

Cargas gravitatorias Concarga: Se compone de peso propio y carga permanente. Estas cargas actan

verticalmente.

Peso propio: carga debida al peso del perfil que se considere. Se predimensiona

con un perfil ZF 180 x 2.0 cuyo peso es de qPp =4.13 kg/m.

Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos

que soporta la correa.

- Peso de la cubierta, panel de sandwich de fijacin rgida........ 12 kg/m2

- Peso del falso techo... 14 kg/m2

26 kg/m2

Para considerar la carga por metro lineal multiplicamos por la separacin entre

correas:

mkgmmkgqCp /4,364,1/262 ==

Sobrecarga: carga cuya magnitud y posicin puede ser variable a lo largo del

tiempo, consideraremos la sobrecarga de uso y la sobrecarga de nieve. Estas cargas

actan verticalmente.

Sobrecarga de uso.

Sobrecarga de nieve: es la sobrecarga debida al peso de la nieve. En Lucena,

situada a una altitud topogrfica de 100 m sobre el nivel del mar, corresponde una

carga de nieve de 40 kg/m2. La sobrecarga de nieve sobre la superficie de cubierta,

que presenta una pendiente del 16.67 %, es:

40 kg/m2 cos 9.462 = 39,455 kg/m2

Consideramos la carga por metro lineal multiplicamos por la separacin entre

correas:

qN = 39,455 kg/m2 1,3 m = 51.29 kg/m

Acciones del viento

Los valores de la carga de viento en kg/m2 sobre cada plano de cubierta son m

a barlovento y n a sotavento, se obtienen en funcin de la zona elica, situacin

m n

topogrfica, altura de coronacin, tipo de edificacin e inclinacin de la cubierta. En

este caso los valores son los siguientes:

o Zona elica = W o Situacin topogrfica = normal o H = 8,50 m o = 11.31 o Menos del 33% de huecos

Segn la NTE: Contamos con dos hiptesis de carga:

HIPTESIS A HIPTESIS B

m N m n

-0.35 -13 -38.65 -51

==

kg/m9,16kg/m455.0

SOTAVENTO

BARLOVENTO

qq

AHiptesis

==

kg/m3,66kg/m245.50

SOTAVENTO

BARLOVENTO

qq

BHiptesis

Segn la NBE AE 88:

kg/m13=BARLOVENTOq kg/m26=SOTAVENTOq

En vista de las diferentes hiptesis que resultan, se escoge la ms desfavorable y

teniendo en cuenta que las cargas de viento cuando son negativas empujan a la cubierta

hacia arriba, concluyo que la ms desfavorable es: qv = kg/m3,66

m n

3.2 COMBINACIN DE ACCIONES

Los coeficientes de ponderacin segn la hiptesis de carga, la clase de accin y

el efecto favorable o desfavorable de la accin sobre la estabilidad o las tensiones se dan

en la NBE EA 95 (Tabla 3.1.5). En esta norma nos encontramos con el Caso I y

dentro de ste el ms desfavorable es el Caso IC por considerar las tres acciones, que

anteriormente hemos tenido en cuenta, simultneamente.

ACCIONES DESFAVORABLE FAVORABLE

Carga Constante 1,33 1,00

Viento 1,50 0

Nieve 1,50 0

En primer lugar estudiar la combinacin ms desfavorable sin tener en cuenta

la sobrecarga aislada de 100 kg, es decir, peso propio, carga permanente, nieve y viento,

y posteriormente peso propio, carga permanente y sobrecarga aislada.

En la primera combinacin que vamos a estudiar (Pp + Cp + N + V) al actuar el

peso propio, carga permanente y carga de nieve verticalmente su resultante ponderada

qT (considerando los coeficientes de ponderacin) se descompondr en una componente

horizontal y en otra vertical.

31.11senqq Tx = 31.11cos= Ty qq

ACCIN q (kg/m) qy (kg/m) qx (kg/m) qy (kg/m) PONDERADA

qx (kg/m) PONDERADA

Peso Propio 4,13 4,074 0,679 5,42 0,903

Carga

Permanente 33,8 33,34 5.556 44,34 7,39

Nieve 51,29 50,59 8,384 75,885 12,57

Viento -66,3 -65,39 -10,75 - -

125,65 20,86

Al elegir la cubierta de fijacin rgida se simplifica el problema, ya que pasamos de flexin esviada a flexin simple. Esto se debe a que la componente qx es

absorbida por la cubierta y dejando tan solo componente y.

( ) mkgLqmxMx yT ==== 57,1278

85,265,1258

)85,2(22

( ) mkgLqmxMx yT ==== 29,5108

7,565,1258

)8,5(22

3.3 COMPROBACIN DEL PERFIL

El perfil elegido para el predimensionamiento fue un ZF 180 x 2.0 cuyos mdulos

resistentes son:

o Wx = 32,6 cm3 o Wy = 7,18 cm3

El acero utilizado en toda la estructura ser del tipo A37b que posee las

siguientes caractersticas:

Lmite Elstico (e) 2400 kg/cm2

Mdulo de Elasticidad (E) 2100000 kg/cm2

M. Elasticidad Transversal (G) 810000 kg/cm2

Coeficiente de Poisson () 0,30

3.3.1 COMPROBACIN A RESISTENCIA

Se tiene que cumplir la siguiente condicin;

ux

x

WM = **

223 /2400/3,15656,32

/10029,510* cmkgcmkgcm

mcmmkg == Cumple

3.3.2 COMPROBACIN A FLECHA

Como solo he considerado la componente qy, ya que la componente x la absorbe

la cubierta que es de fijacin rgida y por tanto solo compruebo la flecha en el plano y-y.

La flecha en el centro del vano de una viga apoyada de seccin constante,

constituida por un perfil simtrico de canto h y luz L puede calcularse mediante la

frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

Segn NBE EA-95 donde:

o es la tensin mxima producida por el mximo momento flector caracterstico en kg/mm2.

o es un coeficiente que depende de la clase de sustentacin y del tipo de carga.

La carga uniformemente distribuida que acta en el plano y-y es:

qyT = 88 kg/m

El momento flector mximo caracterstico tendr un valor:

( ) mkgLqmxMx yT ==== 4.3578

7,5888

)8,5(22

El valor mximo de tensin ser:

223 /96,10/33,10966,32

/10041,357 mmkgcmkgcm

mcmmkg ===

Sabiendo que = 0,415 la flecha en este plano ser: ( ) mmmmf 21,8

1870,596,10415,0)(

2

=

Segn la NBE EA 95, el valor mximo de la relacin flecha/luz para vigas o

viguetas de cubierta bajo la accin de la carga caracterstica es de 1/250:

004,000144,05700

21,82501

3.3.3 COMPROBACIN DEL PERFIL DEBIDO A LA SOBRECARGA DE USO

Vamos a comprobar la viga sometida a una carga puntual de 100 kg actuando en

la posicin ms desfavorable (centro del vano) junto con la concarga. Aplicamos

superposicin:

Estado I Estado II

ACCIN y y x x y y

PONDERADA x x

PONDERADA

Peso

Propio

4,13

kg/m

4,074

kg/m

0,679

kg/m

5,42

kg/m

0,903

kg/m

Carga

Permanente

33,8

kg/m

33,34

kg/m

5,556

kg/m

44,34

kg/m

7,39

kg/m

49,76 kg/m 8,3 kg/m

Sobrecarga

Aislada

100

kg

98,64

kg

16,44

kg

*148

kg

*24,66

kg

* Coeficiente de ponderacin ms desfavorable 1,50

A igual que antes la componentes x son absorbidas por la cubierta por ser de

fijacin rgida.

Estado I Estado II

Estado I

mkgLPmxMx y ==== 68,8585,21486413

6413)85,2(

mkgLPmxMx y ==== 08,797,5148323

323)7,5(

Estado II

( ) mkgLqmxMx yT ==== 52,508

85,276,498

)85,2(22

( ) mkgLqmxMx yT ==== 08,2028

7,576,498

)7,5(22

Sumando ambos estados:

mkgmxMxT .2,136)85,2( == mkgmxMxT == 16,281)7,5(

3.3.3.1 COMPROBACIN A RESISTENCIA


ux

x

WM = **

223 /2400/3,8646,32


mcmmkg == Cumple

3.3.3.2 COMPROBACIN A FLECHA

Como solo he considerado la componente qy, ya que la componente x la absorbe

la cubierta que es de fijacin rgida y por tanto solo compruebo la flecha en el plano y-y.



frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

donde:




qyT = 37,41 kg/m

P=100 kg


( ) mkgLPLqmxMx yyTT =+=+== 37.2057,5100323

87,541,37

323

8)8,5(

22


223 /3,6/97,6296.32


mcmmkg ===

Sabiendo que = 0,448 la flecha en este plano ser: ( ) mmmmf 094,518

70,53,6448,0)(2

=

Segn la NBE EA 95, el valor mximo de la relacin flecha/luz para vigas o

viguetas de cubierta bajo la accin de la carga caracterstica es de 1/250:

004,0000878,05800

094,52501

Zona Elica: W Situacin: Normal Porcentaje de huecos: Menos del 33% de huecos Hiptesis aplicadas: 1 - Hiptesis A izquierda. 2 - Hiptesis A derecha. 3 - Hiptesis B izquierda. 4 - Hiptesis B derecha.

Datos de nieve

Segn N.T.E (Espaa) Altitud topogrfica: Altura comprendida entre 0 y 200 metros. Hiptesis aplicadas: 1 - Hiptesis nieve NTE

Aceros en perfiles

Tipo acero Acero Lim. elsticoKp/cm2

Mdulo de elasticidad Kp/cm2

Aceros Conformados A37 2400 2100000

Datos de prticos Prtico Tipo exterior Geometra Tipo interior

1 Dos aguas Luz izquierda: 12.50 m.Luz derecha: 12.50 m. Alero izquierdo: 6.00 m.Alero derecho: 6.00 m. Altura cumbrera: 8.50 m.

Prtico rgido

2 Dos aguas Luz izquierda: 12.50 m.Luz derecha: 12.50 m. Alero izquierdo: 6.00 m.Alero derecho: 6.00 m. Altura cumbrera: 8.50 m.

Prtico rgido

Datos de correas de cubierta

Parmetros de clculo Descripcin de correas Lmite flecha: L / 250 Nmero de vanos: Dos vanos Tipo de fijacin: Fijacin rgida

Tipo de perfil: ZF-180x2.0Separacin: 1.40 m. Tipo de Acero: A37

Comprobacin El perfil seleccionado cumple todas las comprobaciones.Porcentajes de aprovechamiento: - Tensin: 99.49 % - Flecha: 51.91 %

Medicin de correas Tipo de correas N de correas Peso lineal Kg/m Peso superficial Kg/m2

Correas de cubierta 40 198.35 3.97

Cargas en barras

Barra Hiptesis Tipo Posicin Valor Orientacin Pilar Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.12 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Pilar Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.24 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Pilar Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.12 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Pilar Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.24 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00)

Cubierta Peso propio Uniforme --- 0.09 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Sobrecarga de uso Uniforme --- 0.23 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.07 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.01 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.29 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.20 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis nieve NTE Uniforme --- 0.22 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Peso propio Uniforme --- 0.09 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Sobrecarga de uso Uniforme --- 0.23 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.01 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.07 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.20 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.29 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis nieve NTE Uniforme --- 0.22 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00)

Pilar Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.24 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Pilar Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.12 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Pilar Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.24 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Pilar Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.12 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00)

Cubierta Peso propio Uniforme --- 0.09 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Sobrecarga de uso Uniforme --- 0.23 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.07 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.01 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.29 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.20 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis nieve NTE Uniforme --- 0.22 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Peso propio Uniforme --- 0.09 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Sobrecarga de uso Uniforme --- 0.23 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A izquierda. Uniforme --- 0.01 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, -1.00) Cubierta Hiptesis A derecha. Uniforme --- 0.07 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B izquierda. Uniforme --- 0.20 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis B derecha. Uniforme --- 0.29 Tn/m EXB: (0.00, 0.00, 1.00) Cubierta Hiptesis nieve NTE Uniforme --- 0.22 Tn/m EG: (0.00, 0.00, -1.00)

Descripcin de las abreviaturas: EG : Ejes de la carga coincidentes con los globales de la estructura. EXB : Ejes de la carga en el plano de definicin de la misma y con el eje X coincidente con la barra.

4. CLCULO DE LA ESCALERA

4.1. INTRODUCCIN

Se disea una escalera metlica de 2 tramos rectos cruzados y de igual longitud,

con descansillo intermedio, para poner en contacto las oficinas (planta alta) con el

vestbulo (planta baja).

Para el clculo de las zancas de esta escalera se utiliza la NTE-EAZ, segn la

cual sta se define del tipo 1: Zanca para escalera de dos tramos con meseta

intermedia. Los datos necesarios para el clculo se pueden apreciar en la figura.

En primer lugar determinaremos cuales van a ser las dimensiones de los

peldaos que componen las escaleras. Las Normas tcnicas para la accesibilidad y la

eliminacin de barreras arquitectnicas, urbansticas y en el transporte en Andaluca

imponen que:

o La huella no ha de ser inferior a 27 centmetros. o La tabica o contrahuella ser menor a 18,5 centmetros.

Fijamos una tabica de 16 centmetros, por lo que la huella tendr unas

dimensiones de:

cmtabicaHuella 3116263263 ===

Teniendo en cuenta que la distancia entre solados es de 320 cm, el nmero de

peldaos que se colocar ser igual a 10 por tramo.

As los parmetros necesarios para el clculo de las zancas son:

o Altura entre solados de plantas. A = 320 cm o Pendiente del tramo inclinado. = 0,52 o Longitud de la prolongacin horizontal de la zanca en cada planta. D = 1,52 m o Ancho del tramo igual a la longitud del descanso intermedio. I = 120 cm o Ancho del ojo de la escalera. J = 10 cm

Segn la citada norma, la longitud total de la zanca (L) ser la suma de la

proyeccin horizontal del tramo inclinado de la zanca T, y de las caractersticas

geomtricas de la zanca:

cmIDTL 58012031,15252,0

160 =++=++=

4.1.1. BASES DE CLCULO

El proceso de clculo de la NTE-EAZ analiza las zancas como elementos

lineales con las siguientes hiptesis en las condiciones de apoyo para escaleras de 2

tramos:

o Hiptesis I Zanca apoyada en un extremo con articulacin en los apoyos correspondientes a ambas plantas

o Hiptesis II Zanca articulada, tanto en un extremo como en los apoyos correspondientes a ambas plantas

o Hiptesis III Zanca biapoyada o biarticulada

Las cargas permanentes que se han considerado son, adems del peso propio de

la zanca, las siguientes:

o Una carga debida al peso propio del tablero de valor 0,2 t/m o Una carga debida al material de formacin de peldaos cuya densidad es de 2,2 t/m3 o Una carga debida al peso propio del solado de valor 0,1 t/m2

Las sobrecargas de uso consideradas son 300, 400, 500 kg/m2. Para la

determinacin de la sobrecarga de uso utilizamos la norma NBE AE 88, donde se

indica que para escaleras de edificios comerciales y oficinas privadas esta sobrecarga es

de 400 kg/m2.

El material utilizado es acero laminado de lmite elstico de 2600 kg/cm2.

Se contemplan dos estados, siendo los coeficientes para el estado lmite ltimo

de 1,33 y 1,5 para la mayoracin de las cargas permanentes y sobrecargas

respectivamente, y de 1 para la minoracin de la resistencia del material. Para el estado

lmite de servicio los coeficientes sern siempre 1 tanto para la mayoracin de todas las

cargas como para la minoracin de la resistencia del material.

La flecha considerada como mxima por ser una viga de menos de 5 m de

longitud es la de:

300Lf =

Para las caractersticas de nuestra escalera, los parmetros que quedan por

definir se obtendrn de las tablas 6 y 18.

En la tabla 6, partiendo del tipo de escalera y del tipo de perfil que elegimos

(IPN), para el ngulo de pendiente, la sobrecarga de uso, y la altura entre plantas, se

obtiene como perfil para la zanca un IPN-240.

En la tabla 18 se obtienen las reacciones que nos servirn para la determinacin

de las cargas sobre los elementos que soportan estas zancas.

As se obtienen unas reacciones de VI = 1500 kg y VD = 1500 kg en los apoyos

de arranque, desembarco y en los de meseta. Las uniones de las zancas a la estructura se

harn mediante apoyo en viga de acero tanto en el desembarco como en la meseta,

mientras que el arranque se realizar mediante apoyo en hormign, determinndose a

continuacin los parmetros correspondientes:

o Apoyo en viga de acero. El espesor de garganta G en mm de los cordones de soldadura se determina en la Tabla 27 en funcin del tipo de perfil apoyado y de

su canto H en mm. La longitud del cordn de soldadura ser la mitad de la

entrega de la viga ms 20 mm.

H = 240 mm; IPN G = 4,5 mm

o Apoyo en hormign. La longitud A, ancho B y espesor E en mm, de la placa de anclaje, el espesor de garganta G en mm de los cordones de soldadura, el

nmero N, dimetro y longitud L en mm de la armadura de anclaje, se

obtienen en la Tabla 33 en funcin del tipo de perfil y de su canto H en mm.

H = 240 mm; IPN

A= 210 mm; B= 120 mm; E= 14 mm; G= 5 mm; N= 2; = 14 mm; L= 200 mm

La placa de anclaje ser de acero laminado de dimensiones 210x120x14mm,

apoyando directamente el perfil sobre la placa. La chapa estar colocada previamente al

hormigonado y posteriormente nivelada y enrasada sobre el vertido del hormign, de

resistencia caracterstica 25 N/mm2.

Como no es necesaria chapa de apoyo de acero laminado, la zanca se soldar a la

placa de anclaje con una entrega igual 3B/4 = 90 mm. La entrega de la zanca ser como

mnimo de 2/3 del ala de la viga de apoyo.

4.1.2. CLCULO DE LA VIGA Y PILAR DE APOYO SOBRE LA QUE DESCANSA LA MESETA INTERMEDIA

Para apoyar las cuatro zancas que componen la meseta intermedia de la escalera

se dispone una viga que a su vez apoyar sobre un pilar de apoyo y sobre un pilar del

segundo prtico.

Sobre ella actuarn el Peso propio de la misma (IPN-180) y las reacciones que se

originan como consecuencia del apoyo de las zancas:

P = 1500 kg

qPp = 21,90 kg/m

Se representa a continuacin un esquema de cmo quedara solicitada esta viga:

Apoyo fijo: pilar de apoyo. Apoyo mvil: pilar del prtico.

A continuacin utilizo el programa Metal 3D del paquete informtico CYPE

para obtener la combinacin de esfuerzos ms desfavorable y as llevar a cabo el clculo

de la viga definida con anterioridad.

Introducimos las cargas:

____________________________________________________________________________________ Barras Cargas ____________________________________________________________________________________ Hipt. Tipo P1 P2 L1(m) L2(m) Direccin ____________________________________________________________________________________ 1/2 1 (PP 1) Uniforme 0.022 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 0.050 - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 1.140 - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 1.350 - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 2.440 - ( 0.000, 0.000,-1.000) ____________________________________________________________________________________

Observando los resultados dados por el programa, comprobamos que la

combinacin ms desfavorable es:

____________________________________________________________________________________ Barras ESFUERZOS (EJES LOCALES) (Tn)(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 0 L 1/8 L 1/4 L 3/8 L 1/2 L 5/8 L 3/4 L 7/8 L 1 L ____________________________________________________________________________________ 1/2 Combinacin 4 (Acero laminado): Sobrecarga (1.33 x PP1 + 1.5 x SC1) Tz -4.5544 -2.2953 -2.2862 -2.2771 -0.0180 2.2411 2.2502 2.2593 4.5184 My 0.0000 0.8311 1.5471 2.2600 2.7228 2.2488 1.5471 0.8424 0.0000 ____________________________________________________________________________________

El tipo de perfil que constituye la viga es un IPN-180 cuyos trminos de seccin ms relevantes son:

Wx = 161 cm3; h = 18 cm

Comprobacin a resistencia


ux

x

WM = **

Siendo la tensin mxima: ____________________________________________________________________________________Barras TENSIN MXIMA ____________________________________________________________________________________ TENS.(Tn/cm2) APROV.(%) Pos.(m) N(Tn) Ty(Tn) Tz(Tn) Mt(Tnm) My(Tnm) Mz(Tnm) ____________________________________________________________________________________1/2 1.6900 65.00 1.250 0.0000 0.0000 -0.0180 0.0000 2.7228 0.0000 ____________________________________________________________________________________

22 /2600/18,1691161

10010007228,2* cmkgcmkg == Cumple

Comprobacin a flecha

Segn la NBE EA-95, el valor mximo de la relacin flecha/luz para vigas de

hasta 5 m de luz y viguetas de forjado, que no soporten muros de fbrica, bajo la accin

de la carga caracterstica es de 1/300:

mmLuzFlechaLuz

Flecha 33,83002500

3003001 ==

Segn los datos dados por el programa, la flecha mxima absoluta aparecer a

una distancia del apoyo fijo de 1,25 metros (centro del vano) y tendr un valor de 3,65

mm. Luego se cumple esta comprobacin.

CLCULO DEL PILAR SOBRE EL QUE APOYA LA VIGA:

La viga se considera apoyada en el pilar que se calcula ahora. Por tanto, la viga

transmitir al pilar un esfuerzo axil que se considera centrado: ese esfuerzo de

compresin se corresponder con el valor del cortante, de la viga anterior, en el apoyo

fijo.

A continuacin se representa un esquema donde se pueden apreciar las cargas

que actan sobre el pilar: adems del Peso Propio del elemento resistente (HEB-120)

acta un esfuerzo axil de compresin que, como se ha expuesto antes, representa el

valor de la reaccin que aparece debido al apoyo sobre el pilar de la viga que soporta las

zancas de la escalera.

El valor de esas acciones es:

Peso propio: qPp = 26,7 kg/m

Sobrecarga: R* = 4,5544 t; R = 3,219 t = 3218,657 kg


Se considera que el pilar est sometido a compresin centrada por las cargas

definidas en el apartado anterior, con lo que se tendr que cumplir la siguiente

condicin:

uAN =

El esfuerzo axil ponderado mximo N*, situado en la base del pilar, queda

definido por el siguiente valor:

N*= 1,33 26,7 1,60 + 1,5 3218,657 = 4884,803 kg

El valor de A hace referencia al rea del perfil (HEB-120) con el que

inicialmente se est predimensionando el pilar:

A = 34cm2

Definidos los valores se comprueba si se cumple la condicin de resistencia:

222

* /2600/671,14334

803,4884 cmkgcmkgcm

kg Iy.

Por tanto el pandeo se producir alrededor del eje Y, siendo el plano X-X donde

se estudiar dicho fenmeno.

En primer lugar se calcular la esbeltez mecnica y de la pieza:

y

ky i

l=

Puesto que el pilar se considera como empotrado-apoyado, el coeficiente de

esbeltez que le corresponde es de 0,7. As la longitud de pandeo lk se calcular mediante la siguiente expresin:

lk = l = 0,7 1,60 = 1,12 m

Con el valor de la esbeltez mecnica y entramos en la tabla 3.2.7 de la NBE EA-95 y determinamos el coeficiente y:

06,1601,3606,3

112 ==== yy

ky i

l

Vemos ahora si el perfil cumple la comprobacin a pandeo:

22** /2600/291,1523406,1803,4884 cmkgcmkg

AN y

Ayudndome de la NTE en su apartado EAV, apoyo en soporte de acero,

entrando en la Tabla 19 con el cortante mayorado T* en t, que tiene que resistir el

apoyo, se obtiene en mm, el lado A1 y espesor E1 del angular de apoyo, as como la

garganta G1 del cordn de soldadura de unin al soporte y el espesor mnimo que debe

tener el soporte. Si el espesor del soporte fuese inferior al obtenido, se entrar en la

Tabla con su espesor obtenindose el angular de apoyo A1 E1, el cordn G1 y el valor de

T* mximo resistido por la unin. La diferencia T*-T* mximo se absorbe colocando

en prolongacin del angular una chapa de apoyo del mismo espesor que el angular y de

longitud L que se obtiene en la Tabla 20 a partir de G1 y T*-T* mximo.

El ancho C del angular ser la menor de las siguientes medidas:

o 0,8 del ancho del pilar. o 1,2 del ala de la viga que sustente.

La chapa tendr un ancho de C + 30 mm.

Para el caso que tenemos el pilar es un HEB-120 con un espesor e1 = 11 mm en

su ala y e = 6,5 mm en su alma. Por tanto el espesor menor del soporte es de 6,5 mm.

T* = 4,5544 t

Entrando en la Tabla 19:

o A1 = 50 mm o E1 = 5 mm o G1 = 3 mm

Y el espesor mnimo exigido al soporte es de 4,9 mm. Cumple.

El angular de atado de viga a soporte de lado A2 y espesor E2 en mm se obtiene

en la Tabla 21 en funcin del tipo de perfil y de su altura H en mm.

Para nuestro:

o A2 = 50 mm o E2 = 5 mm

El cordn de soldadura G2 del angular de atado de viga a soporte se obtiene en la

Tabla 22 en funcin del espesor menor del soporte o de la viga:

o G2 = 3,25 mm

5. . CLCULO DEL FORJADO

5.1. INTRODUCCIN

Se proyecta un forjado sobre el que se instalarn las dependencias

administrativas y directivas, los aseos correspondientes, y un espacio para sala de

espera. Este forjado estar formado por vigas (jcenas) y viguetas: las primeras

apoyarn, dependiendo de la que se trate, entre los pilares y pilarillos del primer prtico

o entre pilares de prtico y pilares interiores que se dispondrn para tal fin, mientras que

las viguetas lo harn en las propias jcenas.

El forjado se formar a partir de viguetas metlicas con bovedillas de mortero y

la correspondiente capa de compresin, solera, etc.: ocupar los dos primeros prticos

de la nave.

5.2. CLCULO DE LAS VIGUETAS DE FORJADO

Para realizar el clculo de las viguetas de forjado, es necesario conocer la mayor

separacin longitudinal entre jcenas (5,70 m) y la separacin entre viguetas de forjado.

Entre viguetas se situarn bovedillas de mortero que conformarn el forjado y cuya

longitud es 65 cm. Por ello, para el clculo de las viguetas se considerar una separacin

entre ellas de 65 cm.

El dimensionamiento de las mismas se realizar considerando a las viguetas

como vigas de 5,70 m de longitud (distancia mayor entre jcenas) biapoyadas sobre las

jcenas.

Valoracin de acciones adoptadas en el clculo

La valoracin de las acciones sobre la vigueta se realizar de acuerdo a lo

establecido en la norma NBE AE-88:

Acciones gravitatorias

Concarga:

o Peso propio: carga debida al peso del perfil que se considere. Predimensionamos con un perfil IPN-240 cuyo peso es de 36,20 kg/m

o Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos que soporta la vigueta. Diferenciamos los siguientes:

Losa aligerada de hormign armado: losa de 25 cm de canto formada por bovedillas de mortero y capa de hormign de compresin (5 cm de espesor).

320 kg/m2.

Pavimento: constituido por terrazo sobre mortero con 5 cm de espesor total. 80 kg/m2.

Falso techo: formado por losetas de escayola ms elementos de fijacin. 20 kg/m2.

Sobrecarga:

o Sobrecarga de uso: el valor para esta sobrecarga se obtiene considerando que la actividad a desarrollar en la planta alta es similar a la de oficinas pblicas y tiendas.

300 kg/m2.

o Sobrecarga de tabiquera: como la sobrecarga de uso es de 300 kg/m2, se tomar como sobrecarga adicional de tabiquera la mitad del peso de sta. 150 kg/m2.

o Sobrecarga aislada: se considera una carga aislada de 100 kg actuando en la posicin ms desfavorable de la vigueta (centro del vano).

Hiptesis de carga y combinaciones consideradas


el efecto favorable o desfavorable de la misma sobre la estabilidad o las tensiones se

dan en la NBE EA-95. En esta norma nos encontramos con el Caso I y dentro de ste

el que corresponde, por considerar las acciones que anteriormente hemos tenido en

cuenta, es el Caso Ia.

Segn se indica en la norma NBE AE-88 en su apartado 3.4, este elemento

resistente se calcular para resistir las sobrecargas anteriores actuando no

simultneamente, es decir tendremos dos hiptesis de la siguiente manera.

a) Hiptesis A (Acciones gravitatorias + S. de uso + S. de tabiquera):

Las cargas por metro lineal de las acciones correspondientes a esta hiptesis son

las siguientes:

qPp = 36,20 kg/m

Cp= 320 + 80 + 20 = 420 kg/m2 qCp = 420 kg/m2 0,65 m = 273 kg/m Suso = 300 kg/m2 qSuso = 300 kg/m2 0,65 m = 195 kg/m

Stabiquera = 150 kg/m2 qStabiquera = 150 kg/m2 0,65 m = 97,5 kg/m

Tanto Peso propio, Carga Permanente y las distintas Sobrecargas actan en la

misma direccin y sentido por lo que no habr distincin entre carga favorable o no: se

considera entonces que todas ejercen una accin desfavorable y, como consecuencia de

ello, habr que aplicarles los coeficientes de ponderacin correspondientes. El resultado

de la combinacin de dichas cargas proporciona una carga uniformemente distribuida

sobre la vigueta:

q* = 1,33 (36,20 + 273) + 1,5 (195 + 97,5) = 849,986 kg/m

Tenemos una carga uniformemente distribuida q* que acta sobre una viga de

5,70 m con lo que el momento que resulta ser:

kgm355270,5986,84981*

81 22

max === LqMf b) Hiptesis B (Acciones gravitatorias + S. aislada):

El valor de las cargas que se consideran en esta hiptesis se representa a

continuacin:

qPp = 36,20 kg/m

Cp= 320 + 80 + 20 = 420 kg/m2 qCp = 420 kg/m2 0,65 m = 273 kg/m Saislada = 100 kg

Tanto Peso propio, Carga Permanente y la Sobrecarga aislada actan en la




de la combinacin de dichas cargas proporciona una carga uniformemente distribuida y

una carga puntual sobre la vigueta:

P* = 1,5 100 = 150 kg

q* = 1,33 (36,20 + 273) = 411,236 kg/m

Tenemos una carga uniformemente distribuida q* y una carga puntual P* que

acta sobre una viga de 5,70 m. Aplicando el Principio de Superposicin

descomponemos el estado inicial en dos estados:

Estado I Estado II

Los momentos que resultan para cada estado son:

mkgLPMfEstadoI 75,21370,515041*

41*

max ===

mkgLqMfEstadoII 13,167070,5236,41181*

81 22*

max ===

El momento en el estado inicial ser la suma de los obtenidos para cada estado:

mkgMfMfMf III 88,1883*

max*

max*

max =+=

Comprobacin del perfil

El perfil elegido para el predimensionamiento es un IPN-240 cuyos trminos de

seccin ms relevantes son:

Wx = 354 cm3; h = 24 cm


La comprobacin a resistencia se ha de realizar tanto para la Hiptesis A como

la Hiptesis B:

Se tiene que cumplir la siguiente condicin:

ux

x

WM = **

223 /2600/4,1003354

/1003552* cmkgcmkgcm

mcmmkgHiptesisA ==

223 /2600/17.532354


mcmmkgHiptesisB == Cumplen ambas hiptesis




frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

donde:




Hiptesis A q = 36,20 + 273 + 195 + 97,5 = 601,7 kg/m Hiptesis B P = 100 kg

q = 36,20 + 273 = 309,2 kg/m


Hiptesis A ( ) mkgLqMx === 65,24438

7,57,6018

22

Hiptesis B ( ) mkgMx 24,13988

7,52,3094

70,5100 2 =+=


Hiptesis A 223 /9,6/3,690354/10065,2443 mmkgcmkg

cmmcmmkg ===

Hiptesis B 223 /95,3/98,394354/10024,1398 mmkgcmkg

cmmcmmkg ===

Sabiendo que = 1 la flecha en este plano ser:

Hiptesis A ( ) mmmmf 34,924

70,5.9,61)(2

=

Hiptesis B ( ) mmmmf 35,524

70,595,31)(2

=

Segn la NBE EA-95, el valor mximo de la relacin flecha/luz para vigas y

viguetas de forjado, que soporten muros de fbrica, bajo la accin de la carga

caracterstica es de 1/500:

Hiptesis A 002,000164,05700

34,95001

El espesor de garganta G en mm de los cordones de soldadura, se determina en

la Tabla 15, de la NTE Estructuras en su apartado EAV, en funcin del tipo de perfil

apoyado y de su canto H en mm.

IPN 240 G = 4,5 mm

5.3. CLCULO DE LAS JCENAS DEL FORJADO

Las jcenas son vigas que ayudan a soportar el forjado. stas sirven de apoyo a

las viguetas que componen el mismo forjado, a su vez las jcenas apoyan en los pilares,

bien los pilares de los prticos, los pilarillos o bien unos pilares destinados a soportar

nicamente el forjado.

Para realizar el clculo de las jcenas de forjado, es necesario conocer la

separacin longitudinal entre soportes (6.25 m) y la zona de influencia de la jcena ms

desfavorable (5,70 m).

El dimensionamiento de las mismas se realizar considerando a las jcenas como

vigas de 6.25 m de longitud (distancia entre soportes) biapoyadas sobre los soportes

correspondientes.


La valoracin de las acciones sobre la jcena se realizar de acuerdo a lo



Concarga:

o Peso propio: carga debida al peso del perfil que se considere. Predimensionamos con un perfil IPN-380 cuyo peso es de 84 kg/m

o Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos que soporta la jcena. Diferenciamos los siguientes:

Peso de las viguetas: se calcula la carga superficial que influye sobre las jcenas sabiendo que sobre cada una apoyan 15 viguetas (IPN-240).

36,20 kg/m 15 viguetas 1/(6,25 m) = 108,6 kg/m2

Losa aligerada de hormign armado: losa de 25 cm de canto formada por bovedillas de mortero y capa de hormign de compresin (5 cm de

espesor).

320 kg/m2

Pavimento: constituido por terrazo sobre mortero con 5 cm de espesor total.

80 kg/m2

Falso techo: formado por losetas de escayola ms elementos de fijacin. 20 kg/m2

Sobrecarga:

o Sobrecarga de uso: el valor para esta sobrecarga se obtiene considerando que la actividad a desarrollar en la planta alta es similar a la de oficinas pblicas y tiendas.

300 kg/m2

o Sobrecarga de tabiquera: como la sobrecarga de uso es de 300 kg/m2, se tomar como sobrecarga adicional de tabiquera la mitad de sta.

150 kg/m2

o Sobrecarga aislada: se considera una carga aislada de 100 kg actuando en la posicin ms desfavorable de la jcena (centro del vano).









simultneamente, es decir tendremos dos hiptesis de la siguiente manera

a) Hiptesis A (Acciones gravitatorias + S. de uso + S. de tabiquera):


las siguientes:

qPp = 84 kg/m

Cp = (320 + 80 + 20) + 108,6 = 528,6 kg/m2 qCp = 528,6 5,70 = 3013,02 kg/m Suso = 300 kg/m2 qSuso = 300 5,70 = 1710 kg/m Stabiquera = 150 kg/m2 qStabiquera = 150 5,70 = 855 kg/m

Tanto Peso propio, Carga Permanente y las distintas Sobrecargas actan en la




de la combinacin de dichas cargas proporciona una carga uniformemente distribuida

sobre la jcena:

q* = 1,33 (84 + 3065,88) + 1,5 (1740 + 870) = 8104,34 kg/m

Tenemos una carga uniformemente distribuida q* que acta sobre una viga de 5

m con lo que el momento que resulta ser:

mkgLqMf 064,25326534,810481*

81 22

max ===

b) Hiptesis B (Acciones gravitatorias + S. aislada):


continuacin:

qPp = 84 kg/m

Cp = (320 + 80 + 20) + 108,6 = 528,6 kg/m2 qCp = 528,6 5,70 = 3065,88 kg/m PSaislada = 100 kg

Tanto Peso propio, Carga Permanente y la Sobrecarga aislada actan en la




de la combinacin de dichas cargas proporciona una carga uniformemente distribuida y

una carga puntual sobre la jcena:

q* = 1,33 (84 + 3065,88) = 4189,34 kg/m

P* = 1,5 100 = 150 kg

Tenemos una carga uniformemente distribuida q* y una carga puntual P* que

acta sobre una viga de 5 m. Aplicando el Principio de Superposicin descomponemos

el estado inicial en dos estados:

Estado I Estado II

Los momentos que resultan para cada estado son:

mkgLPMfEstadoI 5,187515041*

41*

max === (Carga puntual)

mkgLqMfEstadoII 689,13091534,418981*

81 22*

max === (Carga distribuida)

El momento en el estado inicial ser la suma de los obtenidos para cada estado:

mkgMfMfMf III 189,13279689,130915,187*

max*

max*

max =+=+=




Wx = 1260 cm3; h = 38 cm


La comprobacin a resistencia se ha de realizar tanto para la Hiptesis A como

la Hiptesis B:


ux

x

WM = **

223 /2600/005,20101260


mcmmkgHiptesisA ==

223 /2600/904,10531260


mcmmkgHiptesisB == Cumplen ambas hiptesis




frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

donde:




Hiptesis A q = 84 + 3065,88 + 1740 + 870 = 5759,88 kg/m Hiptesis B P = 100 kg

q = 84 + 3065,88 = 3149,88 kg/m


Hiptesis A ( ) mkgLqMx === 625,179998

588,57598

22

Hiptesis B ( ) mkgMx 375,99688

588,31494

5100 2 =+=


Hiptesis A 223 /285,14/542,14281260/100625,17999 mmkgcmkg

cmmcmmkg ===

Hiptesis B 223 /911,7/141,7911260/100375,9968 mmkgcmkg

cmmcmmkg ===

Sabiendo que = 1 la flecha en este plano ser:

Hiptesis A ( ) mmmmf 398,938

5285,141)(2

=

Hiptesis B ( ) mmmmf 205,538

5911,71)(2

=




Hiptesis A 002,000188,05000

398,95001

Se dimensionar como una viga biapoyada de 6.25 m de longitud. Donde el

apoyo fijo es el pilarillo y el apoyo mvil del pilar del prtico.


La valoracin de las acciones sobre la jcena se realizar de acuerdo a lo



Concarga:

o Peso propio: carga debida al peso del perfil que se considere. Predimensionamos con un perfil IPN-380 cuyo peso es de 84 kg/m

o Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos que soporta la jcena. Diferenciamos los siguientes:

Peso de las viguetas: se calcula la carga superficial que influye sobre las jcenas sabiendo que sobre cada una apoyan 8 viguetas (IPN-240).

36,20 kg/m 8 viguetas 1/(5 m) = 57,92 kg/m2

Losa aligerada de hormign armado: losa de 25 cm de canto formada por bovedillas de mortero y capa de hormign de compresin (5 cm de

espesor).

320 kg/m2

Pavimento: constituido por terrazo sobre mortero con 5 cm de espesor total.

80 kg/m2

Falso techo: formado por losetas de escayola ms elementos de fijacin. 20 kg/m2

Sobrecarga:

o Debida al apoyo de las zancas sobre la viga P = 1500 kg o Sobrecarga de uso: el valor para esta sobrecarga se obtiene considerando que la

actividad a desarrollar en la planta alta es similar a la de oficinas pblicas y tiendas.

300 kg/m2

o Sobrecarga de tabiquera: como la sobrecarga de uso es de 300 kg/m2, se tomar como sobrecarga adicional de tabiquera la mitad de sta.

150 kg/m2

o Sobrecarga aislada: se considera una carga aislada de 100 kg actuando en la posicin ms desfavorable de la jcena (centro del vano).









simultneamente, es decir tendremos dos hiptesis de la siguiente manera

b) Hiptesis A (Acciones gravitatorias + S. de uso + S. de tabiquera):


las siguientes:

Peso propio:

qPp = 84 kg/m

Cp = (320 + 80 + 20) + 57,92 = 477,92 kg/m2 qCp = 477,92 2,9 = 1385,968 kg/m Sobrecarga:

P = 1500 kg

Suso = 300 kg/m2 qSuso = 300 2,9 = 870 kg/m Stabiquera = 150 kg/m2 qStabiquera = 150 2,9 = 435 kg/m




Introducimos las cargas: ____________________________________________________________________________________ Barras Cargas ____________________________________________________________________________________ Hipt. Tipo P1 P2 L1(m) L2(m) Direccin ____________________________________________________________________________________ 1/2 1 (PP 1) Uniforme 0.084 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 1 (PP 1) Uniforme 1.386 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Uniforme 0.870 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 2.550 - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 1.500 Tn - 3.640 - ( 0.000, 0.000,-1.000) 3 (SC 2) Uniforme 0.435 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) ____________________________________________________________________________________

Observando los resultados dados por el programa, comprobamos que la

combinacin ms desfavorable es: ____________________________________________________________________________________ Barras ESFUERZOS (EJES LOCALES) (Tn)(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 0 L 1/8 L 1/4 L 3/8 L 1/2 L 5/8 L 3/4 L 7/8 L 1 L ____________________________________________________________________________________ 1/2 Combinacin 8 (Acero laminado): Sobrecarga (1.33 x PP1 + 1.5 x SC1 + 1.5 x SC2) Tz -11.4960 -9.0506 -6.6052 -4.1599 -1.7145 2.9809 7.6762 10.1216 12.5670 My 0.0000 6.3902 11.3133 14.6468 16.5131 15.4962 12.6520 7.0597 0.0001 ____________________________________________________________________________________

La flecha mxima absoluta dada por el programa est justamente en la mitad, a

2,5 m del apoyo fijo y vale 6,16 mm

b) Hiptesis B (Acciones gravitatorias + S. aislada):


continuacin:

qPp = 84 kg/m

Cp = (320 + 80 + 20) + 57,92 = 477,92 kg/m2 qCp = 477,92 2,9 = 1385,968 kg/m P = 1500 kg

PSaislada = 100 kg




Introducimos las cargas: ____________________________________________________________________________________ Barras Cargas ____________________________________________________________________________________ Hipt. Tipo P1 P2 L1(m) L2(m) Direccin ____________________________________________________________________________________ 1/2 1 (PP 1) Uniforme 0.084 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 1 (PP 1) Uniforme 1.386 Tn/m - - - ( 0.000, 0.000,-1.000) 2 (SC 1) Puntual 0.100 Tn - 2.500 - ( 0.000, 0.000,-1.000) ______________________________________________________________________

Observando los resultados dados por el programa, comprobamos que la combinacin ms desfavorable es:

____________________________________________________________________________________ Barras ESFUERZOS (EJES LOCALES) (Tn)(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 0 L 1/8 L 1/4 L 3/8 L 1/2 L 5/8 L 3/4 L 7/8 L 1 L ____________________________________________________________________________________ 1/2 Combinacin 4 (Acero laminado): Sobrecarga (1.33 x PP1 + 1.5 x SC1) Tz -4.9627 -3.7408 -2.5189 -1.2969 -0.0750 1.2969 2.5189 3.7408 4.9627 My 0.0000 2.7046 4.6760 5.8532 6.2972 5.8532 4.6760 2.7046 0.0000 ____________________________________________________________________________________

La flecha mxima absoluta dada por el programa est justamente en la mitad, a

2,5 m del apoyo fijo y vale 2,56 mm

Comparando ambas hiptesis Hiptesis A:

____________________________________________________________________________________ Barras TENSIN MXIMA ____________________________________________________________________________________ TENS.(Tn/cm2) APROV.(%) Pos.(m) N(Tn) Ty(Tn) Tz(Tn) Mt(Tnm) My(Tnm) Mz(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 1/2 1.3067 50.26 2.500 0.0000 0.0000 -1.7145 0.0000 16.5131 0.0000 ____________________________________________________________________________________

Hiptesis B:

____________________________________________________________________________________ Barras TENSIN MXIMA ____________________________________________________________________________________ TENS.(Tn/cm2) APROV.(%) Pos.(m) N(Tn) Ty(Tn) Tz(Tn) Mt(Tnm) My(Tnm) Mz(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 1/2 0.4983 19.17 2.500 0.0000 0.0000 -0.0750 0.0000 6.2972 0.0000 ____________________________________________________________________________________

La Hiptesis A es ms desfavorable.




Wx = 1260 cm3; h = 38 cm



ux

x

WM = **

22 /2600/563,13101260

10010005131,16* cmkgcmkgHiptesisA == Cumple Comprobacin a flecha




5001 Iy. Por tanto el pandeo se producira

alrededor del eje Y (plano de fachada).

Pero por estar impedido el pandeo en ese plano, debido al ceramiento, se

estudiar en el plano perpendicular a la fachada (plano X-X).

En primer lugar se calcular la esbeltez mecnica x de la pieza:

x

kx i

l=

En el caso de compresin producida por la actuacin de cargas puntuales

actuando en puntos intermedios de la pieza, la longitud de pandeo lk se calcular

mediante la siguiente expresin:

llk =

El coeficiente de esbeltez se obtiene:

Mientras que i:

= n

ii

ii

P

P

En la tabla 3.2.4.6 de la norma NBE EA-95 se recogen los valores de i2 en funcin de la vinculacin de la pieza y de la relacin l1/l que define la posicin de cada

una de las cargas puntuales.

Al tener solo una carga puntual Pi = Pi por tanto, 1= 1 l1/l = (8,2-2,77)/8,2 = 0,7 12 = 0,1543

Por tanto el coeficiente de esbeltez tendr el siguiente valor: 393,01543,01211 ===

La longitud de pandeo del pilar ser:

mllk 221,32,8393,0 === Con el valor de la esbeltez mecnica x entramos en la tabla 3.2.7 de la NBE EA-

95 y determinamos el coeficiente x: 38

54,81,322 ===

x

kx i

l x= 1,07


445,568570

1331401,78

07,11,24442* =+= kg/cm2 < 2600 kg/cm2 Cumple

= n ii1

2

UNION DE LAS JCENAS A LOS PILARILLOS:

La jcena se considera biapoyada. Por tanto, habr que determinar las uniones

con los pilares:

Ayudndome de la NTE en su apartado EAV, apoyo en soporte de acero,

entrando en la Tabla 19 con el cortante mayorado T* en t, que tiene que resistir el

apoyo, se obtiene en mm, el lado A1 y espesor E1 del angular de apoyo, as como la

garganta G1 del cordn de soldadura de unin al soporte y el espesor mnimo que debe

tener el soporte. Si el espesor del soporte fuese inferior al obtenido, se entrar en la

Tabla con su espesor obtenindose el angular de apoyo A1 E1, el cordn G1 y el valor de

T* mximo resistido por la unin. La diferencia T*-T* mximo se absorbe colocando

en prolongacin del angular una chapa de apoyo del mismo espesor que el angular y de

longitud L que se obtiene en la Tabla 20 a partir de G1 y T*-T* mximo.

El ancho C del angular ser la menor de las siguientes medidas:

o 0,8 del ancho del pilar.

o 1,2 del ala de la viga que sustente.

La chapa tendr un ancho de C + 30 mm.

Para el caso que tenemos el pilarillo es un HEB-200 con un espesor e1 = 15 mm

en su ala y e = 9 mm en su alma. Por tanto el espesor menor del soporte es de 9 mm.

T* = R*/2 = 23,773/2 = 11,887 t

Entrando en la Tabla 19:

o A1 = 80 mm o E1 = 8 mm o G1 = 5 mm

Y el espesor mnimo del soporte es de 9 mm. El espesor mnimo exigido por la

tabla es 7,7 mm. Por tanto cumple.

El angular de atado de viga a soporte de lado A2 y espesor E2 en mm se obtiene

en la Tabla 21 en funcin del tipo de perfil y de su altura H en mm.

Para nuestro: Jcena IPN-380

o A2 = 100 mm o E2 = 10 mm

El cordn de soldadura G2 del angular de atado de viga a soporte se obtiene en la

Tabla 22 en funcin del espesor menor del soporte o de la viga:

o G2 = 4,5 mm

6.2. CLCULO DE LA VIGA DE CONTRAVIENTO

Los Pilarillos como hemos visto se encuentran empotrados en la base y

apoyados en la cabeza. Este apoyo transmite una fuerza en el plano del faldn a una

viga en celosa que se coloca en ste y que suele triangularse en cruz de S. Andrs, y

cuya misin es absorber las presiones del viento.

Con esta disposicin las correas constituyen los montantes de la viga, los

cordones los forman los dinteles del prtico y las diagonales unos tirantes de perfil

cuadrado, los cuales se soldarn a las alas de las correas.

Esta viga formada en la cubierta no forma un sistema plano, por lo que habr

que tener en cuenta la inclinacin de los faldones. La viga contraviento inicial se

representa en el siguiente esquema, como es simtrica para su clculo nos quedaremos

nicamente con la mitad:

La viga es hiperesttica, por lo que para facilitar los clculos, se prescinde de

una de las diagonales, con lo cual queda reducida a una viga isosttica a efectos de

clculo.

Las cargas que actan sobre la celosa antes descrita son las reacciones que

aparecen debido al apoyo de los pilarillos, consecuencia del viento actuante sobre la

fachada frontal de la nave. Como el pilarillo se encuentra empotrado en su base y

apoyado en la cabeza, el valor de la reaccin en el apoyo ser LqW v = *83* .

A barlovento: qv*=42,447 kg/m2 1,5 = 63,671 kg/m2

A sotavento: qv*=21,223 kg/m2 1,5 = 31,835 kg/m2 (la figura para sotavento

es la misma solo que tienen sentido opuesto las fuerzas)

kgLqW vBARLOVENTO 467,48920,85,2671,6383

83 **

1 ===

kgLqW vBARLOVENTO 934,97820,85671,6383

83 **

2 ===

kgLqW vSOTAVENTO 728,24420,85,2835,3183

83 **

1 ===

kgLqW vSOTAVENTO 455,48920,85835,3183

83 **

2 ===

Los esfuerzos en las barras se determinan con la ayuda del programa Metal 3D

de CYPE, y se observa que, en las diagonales de la celosa, los esfuerzos mximos son:

A barlovento: N* = 1,965 t (traccin)

A sotavento: N* = 0,980 t (compresin)

Comprobacin a Resistencia de las diagonales

El perfil con el que se predimensiona es un perfil hueco cuadrado #45.4, cuyos trminos de seccin ms significativos son los siguientes:

A = 6,01 cm2; ix = 1,63 cm

Como las barras que componen la viga de contraviento estn sometidas a

compresin centrada, se ha de verificar la siguiente expresin:

uAN =

La comprobacin se realiza para la diagonal ms desfavorable, con lo que:

N*TRACCIN = 1,965 t = 1965 kg

Definidos los valores se comprueba si se cumple la condicin de resistencia:

22 /2600/955,32601,6

1965* cmkgcmkg

a. Caso 1. Cordn comprimido. = 1 b. Caso 3. Montantes y diagonales. = 1

Hay que tener en cuenta tambin que a la hora de su realizacin se pondrn dos

diagonales cruzadas, Cruz de San Andrs, por lo tanto la longitud de pandeo se

considera la mitad de la barra ya que normalmente se suele soldar en el punto de cruce.

Diagonales En las piezas sometidas a compresin centrada ha de verificarse que:

uAN =

o Pandeo en el plano de la estructura: = 0,8

En primer lugar se calcular la esbeltez mecnica de la pieza:

lk = l =

+

2658,71

8,022

= 3,089 m

Con el valor de la esbeltez mecnica entramos en la tabla 3.2.7 de la NBE EA-95 y determinamos el coeficiente :

15,619063,1921,308 ====

ilk


22* /2600/829,100201,615,6980* cmkgcmkg

AN COMPRESIN


22* /2600/409,153401,641,9980* cmkgcmkg

AN COMPRESIN

Comprobacin a pandeo:

Tal y como expliqu en el apartado dedicado al dimensionamiento de las

correas, la cubierta elegida se considera como infinitamente rgida en el plano de sta,

por lo que no se producir pandeo en este plano.

Por lo tanto, solo consideraremos el pandeo en el plano perpendicular al plano

de cubierta.

La tensin normal mxima, para la comprobacin a pandeo, vendr dada por la

siguiente expresin:

ux

xCMax W

MA

N +=*

max*

max*

Teniendo en cuenta que las correas, en este caso, forman parte de una estructura

triangulada, el coeficiente de pandeo es de:

mL 70,51 == 49,82

91,657070,5170,5 ======

cmcm

iLmmLL

x

KxK

50,1=x Sustituyendo, obtenemos:

223

2

2* /2400/13,2188

6,3210742,56150,1

32,61961 cmkgcmkg

cmkgcm

cmkg

Max

A continuacin se representa un esquema de la nave:

7.1. CLCULO DE LA VIGA DE ATADO DE CABEZA DE PILARES

Estas vigas enlazarn las cabezas de pilares arriostrando la estructura en sentido

longitudinal. Trabajarn a flexin compuesta por estar solicitadas por una carga de

viento qw* en el plano Y-Y, y una carga Pp* en el plano X-X debida al peso propio del

perfil.

Se predimensiona con un perfil IPN-140. As las cargas ponderadas que actan

sobre estas vigas son:

Pp* (IPN-140) = 14,40 kg/m 1,33 = 19,152 kg/m

qw* = 1,5 (63,67 kg/m2 2/3) [(6,20-2,77)/2] = 109,194 kg/m

Los momentos mximos en cada plano sern:

Plano x-x ( ) mkgLqMf Ppmx === 534,8080,5152,1981

81 22**

Plano y-y ( ) mkgLqMf Wmx === 161,45980,5194,10981

81 22**

Como observamos el viento es bastante ms desfavorable que peso propio.



seccin ms relevantes son: 3981 cmwx ,=

37010 cmwy ,= cmix 615,= 23018 cmA ,=


En barras de seccin constante solicitadas a flexin compuesta se verificar:

uy

y

x

xz w

MwM +=

***

Comprobamos si se cumple la expresin anterior:

22* /2600/309,131370,10

100534,809,81

100161,459 cmkgcmkgz =+= Cumple




frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

Donde:

es la tensin mxima producida por el mximo momento flector caracterstico en kg/mm2.

es un coeficiente que depende de la clase de sustentacin y del tipo de carga


ms de 5 m de luz, que no soporten muros de fbrica, bajo la accin de la carga


mmluzflechaluz

flecha 25,14400

5700400400

1 ==

La flecha se calcular en el plano Y-Y, por encontrarse el plano X-X arriostrado

por el cerramiento:

La carga caracterstica uniformemente distribuida que acta en ese plano es:

qw = (63,67 kg/m2 2/3) [(6,20-2,77)/2] = 72,796 kg/m


( ) mkgLqMf Wmx === 64.29570,5796,7281

81 22


22 /61,3/3619,81

10064,295 mmkgcmkg ===

Sabiendo que = 1 la flecha en este plano ser: ( ) mmmmf 5,1438,814

70,561,312

Por tanto, la diagonal de la Cruz de San Andrs estar sometida a un esfuerzo de

traccin:

R* = 1957 kg

kgw

RN 641,286446,46cos

1957cos

** ===

Segn el apartado 3.3.4 de la NBE EA-95, para cualquier pieza solicitada a

traccin centrada, se ha de cumplir:

2102,12600

641,2864*** cmAAANA

Nu

u =

Las diagonales estarn constituidas por perfiles huecos cuadrados acero:

tomando como referencia la Tabla 2.A2.2 de la NBE EA-95, elijo un perfil que cumpla

con la condicin anterior.

2102,1 cmA # 40.2 (A = 2,90 cm2) Perfil hueco cuadrado.

No se comprueba a pandeo ya que solo trabajar a traccin, por esta razn se

colocan dos diagonales formando la Cruz de San Andrs, hay que aadir que adems de

las diagonales tendremos todo un pao de bloques de hormign que ayudan a arriostrar

los dos prticos.

7.3. CLCULO DE LAS VIGAS CARGADERAS

Se trata de vigas que adems de soportar parte del viento lateral, soportal el peso

del cerramiento que queda por encima de ellas. Estas vigas se encuentran justo encima

de las puertas de la nave, los portones no le transmiten cargas ya que son de puerta

corredera y no cuelgan de la viga.


La valoracin de las acciones sobre las vigas cargaderas se realizar de acuerdo

a lo establecido en la norma NBE AE-88:


Concarga:

o Peso propio: carga debida al peso del perfil que se considere. Predimensionamos con un perfil IPN-280 cuyo peso es de 48 kg/m.

o Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos que soporta la viga. Diferenciamos los siguientes:

- Revestimiento del cerramiento: la carga superficial que representa el enfoscado aplicado al cerramiento se multiplicar por dos debido a que son

dos las caras a revestir. 20 kg/m2 2 = 40 kg/m2.

- Peso del cerramiento: formado por bloques ligeros de hormign de 19 cm de espesor. 1300 kg/m2.

Acciones del viento

Para edificios de planta rectangular o combinacin de rectngulos, se

considerar una presin p a barlovento y una succin s a sotavento, sobre cada metro

cuadrado de fachada del edificio, cuya suma q se obtiene en la tabla I de la NTE-ECV,

en funcin de la altura H del edificio considerada sobre el nivel del suelo, la zona elica

considerada y la situacin topogrfica del emplazamiento del edificio. Para el clculo

de la carga sobre acristalamientos u otras superficies en que pueda haber huecos

abiertos se tomar el valor de q.

o Zona elica = W o Situacin topogrfica = normal

o H = 6,00 + 2,5 = 8,50 m q = 63,67 kg/m2

Los valores de p a barlovento y s a sotavento se exponen a continuacin: p = (2/3) q = (2/3) 63,67 = 42,447 kg/m2

s = (1/3) q = (1/3) 63,67 = 21,223 kg/m2

De ambos valores tomamos el ms desfavorable que se corresponde con la

presin p a barlovento.







El valor de las acciones que actan sobre la viga, se expone a continuacin:

- Cargas en el plano de la fachada:

qPp (IPN 280) = 48 kg/m

qEnfoscado = 40 kg/m2 (6,0 4) m = 88 kg/m

qCerramiento = 1300 kg/m2 0,19 (6,0 4) m = 543,4 kg/m

- Carga en el plano perpendicular a la fachada:

qViento = 42,447 kg/m2 [(6,0 4)/2] m = 46,692 kg/m

La combinacin ms desfavorable se obtiene aplicando a las cargas definidas

con anterioridad los coeficientes de ponderacin desfavorables que aparecen en la

primera de las dos columnas del Caso Ia (NBE EA- 95), distinguiendo entre las

acciones constantes (1,33) y la accin del viento (1,5). Como resultado de dicha

combinacin resultan una carga qc* y una carga qv*:

qc* = 1,33 (48 + 88 + 543,4) = 903,602 kg/m

qv* = 1,50 46,692 = 70,038 kg/m

Contamos as con una carga qc* que acta en el plano Y-Y del perfil y una carga

qv* en el plano X-X:

Los momentos que resultan en cada plano son:

( ) mkgLqMf cyy === 646,379970,5602,90381

81 22**

( ) mkgLqMf vxx === 51,29470,5038,7081

81 22**




3542cmwx =

32061 cmwy ,= cmh 28=



uy

y

x

Xz w

Mw

M +=*

*

Tanto el valor del momento flector como los mdulos resistentes se han

determinado con anterioridad:

22* /2600/267,118220,61

10051,294542

100646,3799 cmkgcmkgz

Sabiendo que = 1 la flecha en este plano ser: ( ) mmmmf yy 4,11333,628

70,5271,512

o H = 6,0 + 2,5= 8,50 m q = 63,67 kg/m2

Los valores de p a barlovento y s a sotavento se exponen a continuacin: p = (2/3) q = (2/3) 63,67 = 42,447 kg/m2

s = (1/3) q = (1/3) 63,67 = 21,223 kg/m2

De ambos valores tomamos el ms desfavorable que se corresponde con la

presin p a barlovento.







El valor de las acciones que actan sobre la viga, se expone a continuacin:

- Carga en el plano perpendicular a la fachada:

qViento = 42,447 kg/m2 ( )

+ 77,22

77,220,6 m = 190,375 kg/m

La combinacin ms desfavorable se obtiene aplicando a las cargas definidas

con anterioridad los coeficientes de ponderacin desfavorables que aparecen en la

primera de las dos columnas del Caso Ia (NBE EA- 95), la accin del viento (1,5).

qv* = 1,50 190,375 = 285,562 kg/m

El momento que resulta es:

( ) mkgLqMf vyy === 788,120070,5562,28581

81 22**


El perfil elegido para el predimensionamiento es un IPN-240, para que puedan

encajar perfectamente los bloques de hormign en su alma, los trminos de seccin ms

relevantes son:

wx = 354 cm3

h = 24 cm



ux

x

WM = **

223 /2600/206,339354


mcmmkg == Cumple




frmula siguiente:

)()()()(

222

cmhmLmmkgmmf

donde:




qViento = 42,447 kg/m2 ( )

+ 8,22

8,20,6 m = 190,375 kg/m


( ) mkgLqMx === 527,8008

7,5 190,3758

22


223 /261,2/138,226354


mcmmkg ===

Sabiendo que = 1 la flecha en este plano ser: ( ) mmmmf 17,3

2470,5261,21)(

2

=


ms de 5 m de luz, que no soporten muros de fbrica, bajo la accin de la carga


0025,0000546,05700

17,34001

La estructura se dimensiona con las siguientes caractersticas:

o Luz total: 25 m por prtico o Separacin entre prticos: 5,70 m o Altura de pilares: 6,0 m o Altura de cumbrera: 8,50 m o Pendiente de faldones: 20 %. o Longitud de la nave: 80 m

8.2. VALORACIN DE ACCIONES ADOPTADAS EN EL CLCULO

El clculo del prtico es plano; todas las cargas actuantes sobre la estructura se

supondrn en su plano. Se han realizado unas simplificaciones para poder asimilar

nuestra estructura a una ideal, y as introducirla en el ordenador. Las cargas se

distribuirn sobre el dintel y el pilar de la siguiente forma:

o El viento actuante sobre las paredes o cerramiento de la nave en kg/m2 se ha multiplicado por la distancia de separacin entre ejes de pilares laterales, con lo que

se transforma una carga superficial en una carga uniformemente distribuida sobre

toda la longitud del pilar en kg/m. Se har lo mismo con el viento que acta sobre

los faldones obtenindose una carga perpendicular al dintel en kg/m.

o Las cargas de Peso Propio de correas, Carga de cubierta y Nieve se transformarn en uniformemente distribuidas sobre el dintel del prtico y actuando en la direccin y

sentido de la gravedad.

o La carga debida al peso propio de los elementos que componen el prtico no se ha considerado ya que el programa Metal 3D lo asigna segn el tipo de perfil que se

escoja.


Se estiman a continuacin el valor de la concarga y sobrecarga de nieve, en 2mkg , actuando en la direccin y sentido de la gravedad sobre el faldn:

Concarga:

o Peso propio: la carga debida al peso propio de los elementos que componen el prtico, no se ha considerado debido a que el programa le asigna la correcta segn el

perfil escogido.

o Carga permanente: carga debida al peso de todos los elementos constructivos que soporta el prtico:

Correas: multiplicamos el nmero de correas que hay en un faldn por el peso de las mismas. 13 correas de peso 4,13 kg/m, por tanto una carga de

4 kg/m 2 .

Cubierta: el peso de la cubierta ser de 12 kg/m 2 , y considerando un 10% de esa cantidad para los elementos de fijacin y accesorios:

22 20,1310,112 mkgmkg = Falso techo: el peso del falso techo es de 14 kg/m2

Sobrecarga:

A la hora de introducir las cargas del cerramiento en el programa, se considerar el peso de la cubierta (12 kg/m2) y una sobrecarga de 40 kg/m2.

Cargas puntuales: Aqu hay que puntualizar que debido a la escalera, forjado, vigas cargaderas, etc., nos encontramos con varios prticos diferentes, por tanto estudiaremos

cada uno de ellos y se procurar igualar lo ms posible al ms desfavorable tanto para

los prticos centrales como para los extremos. Las distintas cargas puntuales existentes

en las distintas partes de la estructura, tienen un valor ponderado, que se puede observar

en la siguiente tabla:

Carga debida a: Marca: Valor:

Viga de atado de cabeza de pilares *CPR ... 55,541 kg

Forjado, pilar izquierdo.. *11FR .. 10 990 kg

Forjado, pilar derecho *12FR .. 10 990 kg

Viga cargadera....... *VCR ... 2 620,446 kg

m n

Debido a la viga a contraviento, tanto en los dinteles como en los pilares aparece

una compresin de valor ms desfavorable:

Dintel 1 689 kg Pilar 2 091,296 kg

o Sobrecarga de nieve: es la sobrecarga debida al peso de la nieve. En Lucena, situada a una altitud topogrfica de 100m. sobre el nivel del mar, corresponde una

carga de nieve de 240 mkg . La sobrecarga de nieve sobre la superficie de cubierta,

que presenta una pendiente del 20%, ser: 22 223,3931,11cos40 mkgmkg = o

o Sobrecarga de uso: consideraremos una carga, como se ha indicado antes de 40 kg/m2.

Acciones del viento Los valores de la carga de viento en kg/m2 sobre cada plano de cubierta son m

a barlovento y n a sotavento, se obtienen en funcin de la zona elica, situacin

topogrfica, altura de coronacin, tipo de edificacin e inclinacin de la cubierta. En

este caso los valores son los siguientes:

o Zona elica = W o Situacin topogrfica = normal o H = 8,50 m o = 11,31 o Menos del 33% de huecos

Segn la NTE: Contamos con dos hiptesis de carga:

HIPTESIS A HIPTESIS B

m n M n

1,703 -13 -36,428 -51

m n

Hiptesis A: m= 0.00957 kg/m n=-0.0741 kg/m

Hiptesis B: m=-0.20765 kg/m n=-0.2907kg/m

Segn la NBE AE 88:

kg/m402,508,5501738,0 ==BARLOVENTOq kg/m1168,5504,0 ==SOTAVENTOq

Sobre los pilares nos encontramos la siguiente carga de viento:

q = 63,667 kg/m2, por tanto:

Barlovento: 2/444,42667,6332

32 mkgqp ===

Sotavento: 2/222,21667,6331

31 mkgqs ===

8.3. HIPTESIS DE CARGA Y COMBINACIONES CONSIDERADAS

Definimos ahora cuales son las hiptesis de carga a introducir en el programa Metal

3D de CYPE.

Hiptesis I (Concarga)

Estar formada por el Peso Propio del prtico (dinteles y pilares) ms la Carga

Permanente (que acta sobre los dinteles en la direccin y sentido de la gravedad)

que originan las correas de cubierta, el peso de sta y sus accesorios.

Hiptesis II (Sobrecarga de uso)

Se considerar una carga de 40 kg/m2. Dentro de la sobrecarga se consideran adems

unas cargas puntuales sobre los pilares, que resultan ser las reacciones que se

originan debido al apoyo sobre el prtico de las vigas que componen los entramados

frontales y laterales.

Hiptesis III (Viento A)

En esta hiptesis se engloban las cargas de viento que ejercen accin sobre los

dinteles y pilares del prtico: con respecto a los pilares tendremos una carga a

barlovento p y otra a sotavento s, y sobre la cubierta actuarn m a barlovento y n a

sotavento en mkg (en direccin perpendicular a los dinteles).

Hiptesis IV (Viento B)

En esta hiptesis se engloban las cargas de viento que ejercen accin sobre los

dinteles y pilares del prtico: con respecto a los pilares tendremos una carga a

barlovento p y otra a sotavento s, y sobre la cubierta actuarn m a barlovento y n a

sotavento en mkg (en direccin perpendicular a los dinteles).

Hiptesis V (Viento Frontal)

Este es el viento que se incide de forma frontal sobre la nave, ste crear una

presin sobre el prtico inicial y una succin sobre el ltimo prtico.

Hiptesis VI (Nieve)

Para obtener la sobrecarga de nieve en kg/m actuando sobre el dintel del prtico (en

direccin y sentido de la gravedad) es necesario multiplicarla por la separacin entre

prticos.

Las combinaciones de dichas hiptesis las realiza el programa en funcin del

tipo de norma elegida, en nuestro caso ser la NBE EA-95: dentro de sta y segn el

nmero de hiptesis introducidas el programa realizar todas las combinaciones

posibles entre ellas.

8.4. COEFICIENTES DE ESBELTEZ

En primer lugar, para obtener los coeficientes de esbeltez , calcularemos los grados de empotramiento k1 y k2 de los pilares y dinteles que componen el prtico en los

distintos planos.

El prtico que estamos calculando es biempotrado, por lo que las condiciones que

deben cumplir son:

id L / 100 ip h / 200 Siendo L = longitud del dintel y h = la longitud del pilar.

8.4.1. COEFICIENTES EN EL PLANO DEL PRTICO

Predimensiono el prtico con perfiles HEB-240 en pilares, y de perfiles HEB-

300 en dinteles. Para el clculo de los coeficientes de empotramiento distinguimos

entre dinteles y pilares.

Pilares:

ip h / 200 ip = ix = 10,30 cm ip > 620 / 200 = 3,1 cm Luego es vlido el perfil HEB-240.

Donde:

o dI , pI = momentos de inercia de dintel y pilar respectivamente o h = altura pilar o L= longitud del dintel

211,025,0

25,02 =

+=

hI

LI

LI

kpd

d

11 =k

Tras calcular el grado de empotramiento del pilar, calculamos el coeficiente de

esbeltez segn la NBE EA-95, en su tabla 3.2.4.4. B y obtenemos: = 1,43

Dinteles:

id L / 100 id = ix = 13 cm id > 1274,7 / 100 = 10,198 cm Luego es vlido el perfil HEB-300

Donde:

o dI , pI = momentos de inercia de dintel y pilar respectivamente o h = altura pilar o L= longitud del dintel

Tras calcular el grado de empotramiento del pilar, calculamos el coeficiente de

esbeltez segn la NBE EA-95, en su tabla 3.2.4.4. B y obtenemos: = 1,3

8.4.2. COEFICIENTES EN EL PLANO PERPENDICULAR AL PRTICO

Como el cerramiento lateral de la nave se llevar a cabo con bloques de

hormign de espesor superior a 15 cm (estando unidos a los pilares en toda su altura) no

ser necesario considerar el pandeo en la direccin perpendicular al prtico, puesto que

el propio cerramiento lo impedir. Aun as, consideramos el coeficiente que por defecto

emplea el programa.

309,048,0

48,02 =

+=

LI

hI

hI

kdp

p

11 =k

8.5. CLCULOS DE CYPE: Los prticos obtenidos una vez hechas todas las comprobaciones en el programa son

los siguientes:

Prticos extremos:

Prticos centrales:

A continuacin se muestran los listados de los dinteles y pilares ms

desfavorables, para ello se he elegido las barras de mayor rendimiento.

Prticos extremos: ____________________________________________________________________________________ Barras ESFUERZOS (EJES LOCALES) (Tn)(Tnm) ____________________________________________________________________________________ 0 L 1/8 L 1/4 L 3/8 L 1/2 L 5/8 L 3/4 L 7/8 L 1 L ____________________________________________________________________________________ Dintel Combinacin 50 (Acero laminado): Sobrecarga + Viento3 + Nieve (1.33 x PP1 + 1.33 x SC1 + 1.33 x V3 + 1.33 x N1) N -1.9721 -1.8869 -1.7858 -1.7256 -1.6654 -1.6052 -1.5449 -1.4847 -1.4245 Ty -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 -0.1724 Tz -1.0011 -0.6948 -0.4889 -0.1988 0.0913 0.3814 0.6715 0.9616 1.2517 Mt 0.0160 0.0158 0.0079 0.0079 0.0079 0.0079 0.0079 0.0079 0.0079 My -0.5262 0.0137 0.3774 0.5984 0.6328 0.4802 0.1495 -0.3767 -1.0726 Mz -0.0200 0.0901 0.2007 0.3106 0.4205 0.5304 0.6402 0.7501 0.8600 Pilar Combinacin 32 (Acero laminado): Viento3 + Sobrecarga (1.33 x PP1 + 1.33 x SC1 + 1.5 x V3) N -13.0036 -12.9404 -12.8772 -12.8141 -3.3810 -2.9429 -2.8797 -2.8112 -2.7162 Ty -0.7914 -0.6682 -0.5449 -0.4217 -0.2985 -0.1753 -0.0520 0.0712 0.1944 Tz -0.0566 -0.0570 -0.0574 -0.0577 -0.1118 -0.1143 -0.1147 0.0343 0.0374 Mt -0.0093 -0.0093 -0.0093 -0.0093 -0.0093 -0.0093 -0.0093 -0.0029 -0.0026 My -0.1231 -0.0791 -0.0348 0.0098 0.0735 0.1616 0.2504 0.3056 0.2767 Mz -1.8446 -1.2844 -0.8093 -0.4397 -0.1560 0.0230 0.1153 0.1093 0.0062 ____________________________________________________________________________________ Barras TENSIN MXIMA ____________________________________________________________________________________ TENS.(Tn/cm2) APROV.(%) Pos.(m) N(Tn) Ty(Tn) Tz(Tn) Mt(Tnm) My(Tnm) Mz(Tnm) ____________________________________________________________________________________ Dintel 0.6523 25.09 5.099 -1.4245 -0.1724 1.2517 0.0079 -1.0726 0.8600 Pilar 1.3484 51.86 0.000 -13.0036 -0.7914 -0.0566 -0.0093 -0.1231 -1.8446 __________________

Documents

Proyecto+Fin+de+Carrera%2FANEJOS+DE+CLCULO%2FESTRUCTURA%2FESTRUCTURA.pdf