Cype 3 d exemplo

IMPORTANTE: ESTE TEXTO REQUIERE SU ATENCIÓN Y SU LECTURA

La información contenida en este documento es propiedad de CYPE Ingenieros, S.A. y no puede ser reproducida ni transferida total oparcialmente en forma alguna y por ningún medio, ya sea electrónico o mecánico, bajo ningún concepto, sin la previa autorización escri-ta de CYPE Ingenieros, S.A. La infracción de los derechos de propiedad intelectual puede ser constitutiva de delito (arts. 270 y sgts. delCódigo Penal).

Este documento y la información en él contenida son parte integrante de la documentación que acompaña a la Licencia de Uso de losprogramas informáticos de CYPE Ingenieros, S.A. y de la que son inseparables. Por consiguiente está amparada por sus mismas condi-ciones y deberes.

No olvide que deberá leer, comprender y aceptar el Contrato de Licencia de Uso del software del que es parte esta documentación antesde utilizar cualquier componente del producto. Si NO acepta los términos del Contrato de Licencia de Uso, devuelva inmediatamente elsoftware y todos los elementos que le acompañan al lugar donde lo adquirió para obtener un reembolso total.

Este manual corresponde a la versión del software denominada por CYPE Ingenieros, S.A. como Nuevo Metal 3D. La información conte-nida en este documento describe sustancialmente las características y métodos de manejo del programa o programas a los que acom-paña. La información contenida en este documento puede haber sido modificada posteriormente a la edición mecánica de este libro sinprevio aviso. El software al que acompaña este documento puede ser sometido a modificaciones sin previo aviso.

CYPE Ingenieros, S.A. dispone de otros servicios entre los que se encuentra el de Actualizaciones, que le permitirá adquirir las últimasversiones del software y la documentación que le acompaña. Si Ud. tiene dudas respecto a este escrito o al Contrato de Licencia de Usodel software o quiere ponerse en contacto con CYPE Ingenieros, S.A., puede dirigirse a su Distribuidor Local Autorizado o alDepartamento Posventa de CYPE Ingenieros, S.A. en la dirección:

Avda. Eusebio Sempere, 5 · 03003 Alicante (España) · Tel: +34 965 92 25 50 · Fax: +34 965 12 49 50 · www.cype.com

© CYPE Ingenieros, S.A.

1ª Edición (julio, 2007)

Editado e impreso en Alicante (España)

1. Ejemplo práctico. Nuevo Metal 3D . . . . . . . . . . . .1

1.1. Descripción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2. Generador de pórticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2.1. Cargas que genera el programa . . . . . . . . . . . .5

1.2.1.1. Hipótesis de viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1.2.1.2. Hipótesis de nieve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

1.3. Nuevo Metal 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.3.1. Introducción de nudos y barras . . . . . . . . . . . .11

1.3.1.2. Ocultar/visualizar planos . . . . . . . . . . . . . . .11

1.3.1.3. Introducción de barras y acotación . . . . . .11

1.3.2. Descripción de nudos y barras . . . . . . . . . . . .17

1.3.3. Disposición de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.3.4. Agrupación de barras iguales . . . . . . . . . . . . .19

1.3.5. Asignación de material . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.3.6. Coeficientes de empotramiento . . . . . . . . . . . .20

1.3.7. Hipótesis de cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

1.3.7.1. Añadir hipótesis de carga . . . . . . . . . . . . . .20

1.3.7.2. Cargas del forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

1.3.7.3. Cargas de viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

1.3.8. Pandeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.3.9. Pandeo lateral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.3.10. Cálculo y dimensionado de la estructura . . . .24

1.3.10.1. Dimensionamiento de tirantes . . . . . . . . .24

1.3.10.2. Dimensionamiento de uniones . . . . . . . . .26

1.3.10.3. Comprobación de barras . . . . . . . . . . . . .32

1.3.10.4. Consulta de esfuerzos y tensiones . . . . . .32

1.3.11. Placas de anclaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

1.3.12. Cimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Nuevo Metal 3D - Ejemplo práctico 3

CYPE Ingenieros

1.3.12.1. Introducción de zapatas . . . . . . . . . . . . . .34

1.3.12.2. Introducción de vigas de atado . . . . . . . .35

1.3.12.3. Definición de datos previos aldimensionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

1.3.12.4. Dimensionamiento y comprobaciónde la cimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.12.5. Igualación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.13. Salida de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.13.1. Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.13.2. Listados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

4 Estructuras

CYPE Ingenieros


CYPE Ingenieros

1.2. Generador de pórticosPara el dimensionamiento de las correas de cubierta y lageneración de las cargas al Nuevo Metal 3D, se emplea-rá el programa Generador de pórticos de CYPEIngenieros.

En Generador de pórticos cree una obra nueva, llámela“Nave_01” e introduzca una descripción.

Fig. 1.1

A continuación, complete los campos de la ventana Datosobra como muestra la Fig. 1.2 (el número de vanos de queconsta la nave, en este caso 8, la separación entre ellos de5 m, el peso del material de cubrición, la normativa para lageneración de cargas de viento y de nieve).

Fig. 1.2

1.1. DescripciónCon este ejemplo se realizará el cálculo y dimensiona-miento de una nave industrial de las siguientes caracterís-ticas: 40 m de longitud y 20 m de anchura. Se resolverámediante 9 pórticos espaciados 5 m entre sí, con unasalturas en cumbrera de 10 m y de 8 m en los laterales. Enel interior de la nave se dispondrá de un forjado para ofici-nas a 4 m de altura. La nave constará de dos huecos de6×5 en el lateral derecho y uno en el izquierdo de las mis-mas dimensiones.

El primer paso a seguir es determinar las hipótesis de car-gas actuantes sobre la estructura.

• Cargas permanentes:

· Peso propio de las correas IPE.

· Material de cubrición (panel sándwich de 80 mm y0.24 kN/m2).

· Peso propio del forjado de viguetas de hormigón(25+5): 3.7 kN/m2.

· Solado: 1.2 kN/m2.

• Sobrecargas de uso:

· Según la tabla 3.1 del CTE.DB-SE AE la sobrecar-ga correspondiente a una categoría de uso B(zonas administrativas) es de 2 kN/m2.

• Acción del viento:

· Según CTE.DB-SE AE: Zona B, zona urbana engeneral, industrial o forestal IV.

• Sobrecarga de nieve:

· Según CTE.DB-SE AE: Zona climática 5, altitudtopográfica 0 m, exposición al viento normal.

1. Ejemplo práctico. Nuevo Metal 3D

Complete los datos de la ventana de viento, pulsando elicono que corresponda (Fig. 1.2). Seleccione la zonaeólica B, el grado de aspereza IV y especifique los huecosque hay en las fachadas y la altura del centro geométricode los mismos para determinar la presión interior. Tambiéndebe especificar si estos huecos permanecerán abiertospermanentemente o no; ya que el programa, en el caso deque sean huecos que se puedan cerrar, generará dos nue-vas hipótesis para cada acción de viento: una combinan-do la presión exterior con la máxima presión interna, en elcaso que los huecos de sotavento se cierren; y la otra conla máxima succión en el caso que sean los huecos a bar-lovento los que permanezcan cerrados. En este ejemploseleccione huecos permanentemente abiertos.

Fig. 1.3

Complete los datos del diálogo de nieve, pulsando elicono correspondiente (Fig. 1.2).

Fig. 1.4

2 Estructuras

Una vez se han definidos los datos generales del proyec-to, pase a definir la geometría del pórtico para, posterior-mente, realizar la selección y el dimensionamiento de lascorreas de cubierta. Se creará un pórtico a 2 aguas; com-plete los datos geométricos del mismo pulsando sobre lascotas podrá modificarlas. En el menú desplegable Tipo decubierta deje el pórtico rígido para este ejemplo.

Fig. 1.5

Fig. 1.6

CYPE Ingenieros

Una vez aceptado el diálogo, en la pantalla general delprograma aparecerá el pórtico descrito anteriormente.Para cualquier rectificación o cambio, pulse dentro deldibujo del pórtico con el botón principal del ratón (Fig. 1.6).

En esta obra de ejemplo el material de cerramiento lateralserá para paneles de hormigón aligerados, por lo quedebe especificar que hay muro en los laterales, ya que, enel caso contrario, no generará las cargas de viento en loslaterales de la nave. Para ello, pulse fuera del pórtico en ellateral en el que desea añadir el muro, seleccione laopción Muro lateral del menú e indique 8 m para la altu-ra del muro. A continuación, active la casilla Arriostra elpilar a pandeo, pero no active la casilla Autoequilibrado,con lo que se trasmitirán las cargas de presión del vientoa los pilares de la fachada de la nave.

Fig. 1.7

Fig. 1.8


Realice este proceso de nuevo, pero sobre el lateral dere-cho, con lo que quedarán ambos muros reflejados en pan-talla.

Fig. 1.9

Siga ahora con el dimensionamiento de las correas de lacubierta, para ello seleccione la opción Selección decorreas en cubierta y laterales del menú Datos obra.En la ventana que se muestra especifique el límite de fle-cha que debe verificar, el número de vanos que cubre lacorrea y el tipo de fijación. En el apartado tipo de perfilpulse en el botón con el nombre del perfil y seleccioneLaminado en el desplegable de material; y, como serie deperfiles, IPE. Pulse Aceptar.

Fig. 1.10

CYPE Ingenieros

Fig. 1.11

Una vez seleccionado el perfil tipo IPE para las correas decubierta, dispone de tres opciones para su optimización.

Fig. 1.12

4 Estructuras

El primero optimiza el perfil para la separación selecciona-da, en este caso el programa irá verificando todos los per-files de la serie para la separación entre correas elegida.

El segundo tipo optimiza las separaciones entre correaspara el perfil seleccionado.

Por último, dispone de la optimización de perfil y separa-ción, en la que debe especificar la separación mínima ymáxima a comprobar, así como el incremento de separa-ción para cada iteración. Como resultado aparecerá un lis-tado en el que se muestra el perfil, el peso superficial delas correas y la separación, y que indica con un símbolo deprohibido aquellas que no cumplen. Para seleccionar unperfil de la lista debe realizar un doble clic de ratón sobrela fila en la que se encuentra, con lo que quedará marca-da en color azul y, al aceptar el diálogo, se incorporará a laobra. A la hora de elegir debe comprobar que la separa-ción seleccionada es válida para el tipo de panel sándwichcon el que se va a ejecutar el proyecto; en este ejemplocambie a 1.40 m.

Fig. 1.13

Una vez seleccionadas las correas de cubierta puedeexportar los datos al Nuevo Metal 3D. Para ello, seleccio-ne la opción Exportar al Nuevo Metal 3D del menúDatos obra. Debe indicar el número de pórticos y el tipode apoyo a generar, y si la generación de coeficientes depandeo es para pórticos traslacionales o intraslacionales(como en este caso se introducirán cruces de arriostra-mientos posteriormente en el Nuevo Metal 3D, seleccio-

CYPE Ingenieros


CYPE Ingenieros

ne la generación de pandeo para pórticos intraslaciona-les). En el caso de que la normativa de viento tenga distin-tas zonificaciones en la cubierta, como el CTE.DB-SE AE,la agrupación de planos en la generación no está habilita-da, puesto que las cargas no son simétricas en la nave, y sepodrían cometer errores al agrupar planos con cargas dife-rentes, llegando a quedar del lado de la inseguridad.

Fig. 1.14

1.2.1. Cargas que genera el programaEl programa generará la hipótesis de Cargas permanen-tes, las de viento y las de nieve.

1.2.1.1. Hipótesis de vientoEn la nave el viento puede soplar por las cuatro direccio-nes 0º, 90º, 180º y 270º.

Fig. 1.15

Esto significa que como mínimo existirán cuatro hipótesisde viento. La cubierta del presente ejemplo forma un ángu-lo con la horizontal de 11.31º. Entrando en la tabla D4 delCTE puede observar que, para esa inclinación, en lacubierta se generan dos situaciones de carga, lo que impli-ca que las hipótesis Viento a 0º o Viento a 180º se dupli-can para poder contemplar estas situaciones.

Observe las cargas que genera y las que debe completaren el Nuevo Metal 3D.

6 Estructuras

CYPE Ingenieros

Hipótesis de viento a 0º situación 1

Para los paramentos verticales tome una z igual a la mediade la altura del paramento.

z = 4 m

Según el grado de aspereza de la tabla D.2. dispone de lossiguientes valores:

k = 0.22

L = 0.3

z = 5

Para la cubierta tome la altura media expuesta al viento,en la cubierta.

z = 9 m

Según la tabla D.1 obtendrá los valores del coeficien-te de presión exterior.

= ⋅ + ⋅ → =e eC F (F 7 k) C 1.712

( ) = ⋅ → = ⋅ =

n nMAX z,Z 9F k L F 0.22 L 0.748

L 0.3

= ⋅ + ⋅ → =e eC F (F 7 k) C 1.336

( ) = ⋅ → = ⋅ =

n nMAX z,Z 5F k L F 0.22 L 0.6189

L 0.3

Interpolando entre los valores de la tabla para un elemen-to expuesto con un área >10m2 y una esbeltez 0.5.

Zona Cpe Ce qb qe

A -1.2 1.336 0.45 -0.721

B -0.8 1.336 0.45 -0.481

C -0.167 1.336 0.45 -0.100

D 0.733 1.336 0.45 0.441

E -0.367 1.336 0.45 -0.221


CYPE Ingenieros

Presión interior

Cuando el viento sopla en la dirección 0º la relación de loshuecos a sotavento y la totalidad de huecos es de 0.665,interpolando en la tabla 3.5 obtendrá el Cpi.

Con la altura media de los huecos se calcula el coeficien-te de exposición (Ce) y se obtiene la presión interior.

Cuando el viento sopla con en la dirección 180º la relaciónde los huecos a sotavento y la totalidad de huecos es de0.3325.

Para la hipótesis de viento a 90º o 270º se considera quela totalidad de los huecos están a sotavento, con lo que lapresión interior será:

Cpi Ce qb qi

-0. 5 1.336 0.45 -0.301

CCppii CCee qqbb qqii

0. 367 1.336 0.45 0.221

Cpi Ce qb qi

-0.0652 1.336 0.45 -0.039

Cargas en cubierta

Interpole en la tabla D.4 para obtener el coeficiente de pre-sión exterior, en cada zona de la cubierta y para cada unade las dos situaciones.

8 Estructuras

CYPE Ingenieros

• 1ª Situación

• 2ª Situación

Las cargas totales que generará el programa para la hipó-tesis de viento corresponderán a la diferencia de la presiónexterior (qe) y la presión interior en cada una de las zonas.El programa, al desconocer el número de pilares que hayen los muros piñón, no genera las cargas en las zonas queafecten a estos dos muros, por lo que hay que añadirlasmanualmente en el programa Nuevo Metal 3D. En lassiguientes tablas se indican los valores de las presionesgenerados por el programa, estos corresponden con losvalores sombreados.

Zona Cpe Ce qb qe

F 0.126 1.712 0.45 0.097

G 0.126 1.712 0.45 0.097

H 0.126 1.712 0.45 0.097

I -0.2214 1.712 0.45 -0.171

J -0.2214 1.712 0.45 -0.171

Zona Cpe Ce qb qe

F -1.1952 1.712 0.45 -0.921

G -0.9476 1.712 0.45 -0.730

H -0.4107 1.712 0.45 -0.316

I -0.1786 1.712 0.45 -0.138

J -0.557 1.712 0.45 -0.429

Hipótesis de viento en dirección 0º - Situación 1

ZZoonnaa CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2] A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.039 -0.682 B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.039 -0.442 C -0.167 1.336 0.45 -0.100 -0.039 -0.061 D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.039 0.480 E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.039 -0.182 F -1.1952 1.712 0.45 -0.921 -0.039 -0.882 G -0.9476 1.712 0.45 -0.730 -0.039 -0.691 H -0.4107 1.712 0.45 -0.316 -0.039 -0.277 I -0.1786 1.712 0.45 -0.138 -0.039 -0.099 J -0.557 1.712 0.45 -0.429 -0.039 -0.390


ZZoonnaa CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2] A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.039 -0.682 B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.039 -0.442 C -0.167 1.336 0.45 -0.100 -0.039 -0.061 D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.039 0.480 E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.039 -0.182 F 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136 G 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136 H 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136 I -0.2214 1.712 0.45 -0.171 -0.039 -0.132 J -0.2214 1.712 0.45 -0.171 -0.039 -0.132


Zona CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2] A -1.2 1.336 0.45 -0.721 0.221 -0.942 B -0.8 1.336 0.45 -0.481 0.221 -0.702 C -0.167 1.336 0.45 -0.100 0.221 -0.321 D 0.733 1.336 0.45 0.441 0.221 0.220 E -0.367 1.336 0.45 -0.221 0.221 -0.442 F -1.1952 1.712 0.45 -0.921 0.221 -1.142 G -0.9476 1.712 0.45 -0.730 0.221 -0.951 H -0.4107 1.712 0.45 -0.316 0.221 -0.537 I -0.1786 1.712 0.45 -0.138 0.221 -0.359 J -0.557 1.712 0.45 -0.429 0.221 -0.650


CYPE Ingenieros


ZZoonnaa CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2] A -1.2 1.336 0.45 -0.721 0.221 -0.942 B -0.8 1.336 0.45 -0.481 0.221 -0.702 C -0.167 1.336 0.45 -0.100 0.221 -0.321 D 0.733 1.336 0.45 0.441 0.221 0.220 E -0.367 1.336 0.45 -0.221 0.221 -0.442 F 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124 G 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124 H 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124 I -0.2214 1.712 0.45 -0.171 0.221 -0.392 J -0.2214 1.712 0.45 -0.171 0.221 -0.392

Para determinar las presiones de viento a 90º o 270ºse interpola en la tabla D.4.b en cada una de las zonasde presión en cubierta.

10 Estructuras

1.2.1.2. Hipótesis de nieve

El programa determinará la sobrecarga de nieve en fun-ción de la altitud y de la zona climática de invierno, interpo-lando los valores que se presentan en la tabla E.2 del CTE.DB-SE AE.

En este ejemplo la carga será 0.2 kN/m2, exportando unacarga en cada pórtico de:

El programa aplica lo expuesto en el punto 4º del aparta-do 3.5.3 del CTE.DB-SE AE, en el que se indica que hayque hacer distribuciones asimétricas de cargas debido altransporte de la misma por el efecto del viento, debiendoconsiderar un lado cargado y el otro con la mitad de lacarga; por esta razón aparecen tres hipótesis de sobrecar-ga de nieve al exportar al Nuevo Metal 3D.

( )= ⋅ ⋅ → = 2n nq 0.2 cos 11.31 5 q 0.981 kN/m

CYPE Ingenieros

Hipótesis de viento en dirección 90º

ZZoonnaa CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2]

A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.301 -0.420

B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.301 -0.180

C -0.5 1.336 0.45 -0.3006 -0.301 0.004

D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.301 0.742

E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.301 0.080

F -1.411 1.712 0.45 -1.087 -0.301 -0.786

G -1.3 1.712 0.45 -1.002 -0.301 -0.701

H -0.637 1.712 0.45 -0.491 -0.301 -0.190

I -0.537 1.712 0.45 -0.414 -0.301 -0.113

Hipótesis de viento en dirección 270º

ZZoonnaa CCppee CCee qqbb qqee qqii qqee--qqii [kN/m2]

A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.301 -0.420

B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.301 -0.180

C -0.5 1.336 0.45 -0.3006 -0.301 0.00

D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.301 0.742

E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.301 0.080

F -1.411 1.712 0.45 -1.087 -0.301 -0.786

G -1.3 1.712 0.45 -1.002 -0.301 -0.701

H -0.637 1.712 0.45 -0.491 -0.301 -0.190

I -0.537 1.712 0.45 -0.414 -0.301 -0.113

1.3. Nuevo Metal 3D1.3.1. Introducción de nudos y barrasAl aceptar el diálogo solicitará un nombre para la estructu-ra del Nuevo Metal 3D. Tras validar esta ventana aparece-rá la estructura generada con sus cargas en el programaNuevo Metal 3D.

Fig. 1.16

1.3.1.2. Ocultar/visualizar planosPara facilitar el trabajo con el programa es recomendableocultar las líneas de referencia, para ello realice dos ope-raciones.

Primero, con la opción Mostrar/Ocultar planos del menúPlanos, seleccione Ocultar y, tras aceptar el diálogo,seleccione todos lo nudos en los que desea ocultar sus


líneas de referencia y, a continuación, pulse con el botónderecho del ratón para validar la selección, si posterior-mente necesitara activar las líneas de referencia de los pla-nos, puede usar la misma opción pero activando Mostrar.

La segunda operación necesaria será desactivar la opciónMostrar/Ocultar planos nuevos, de esta forma, al intro-ducir nudos nuevos en la obra, no se visualizarán los pla-nos asociados al nudo.

1.3.1.3. Introducción de barras y acotaciónA continuación se introducirán las barras que sustentan elforjado interior de la nave, así como los pilares de fachadadel muro piñón. Realice los siguientes pasos:

1º Active los planos de aquellos nudos que sirvan deapoyo, en este caso, el apoyo inferior izquierdo y elnudo de cumbrera del muro piñón.

Fig. 1.17

CYPE Ingenieros

Fig. 1.18

2º Con la opción Nuevo del menú Nudo introduzca lostres nudos capturando la línea de referencia del nudoinferior izquierdo. Recuerde que para realizar esta ope-ración debe tener activadas Más cercano eIntersección de la opción Referencias a objetos dela parte superior del menú .

Fig. 1.19

12 Estructuras

Introduzca el primer punto entre las dos líneas de referen-cia del apoyo y de la cumbrera; el segundo, capturando laintersección de la línea de referencia del nudo de la cum-brera con la del apoyo izquierdo; y, el último, entre las líne-as de cumbrera y apoyo derecho.

Fig. 1.20

Para ubicarlos en su coordenada exacta, emplee Añadirde la opción Cotas del menú Planos. Introduzca el valorde la cota a asignar, en este caso, 5 m y vaya marcandolas líneas de referencia del nudo del apoyo y el primernudo nuevo, luego, vuelva a marcar el nudo nuevo queacaba de acotar y siguientes, y así hasta acotarlos todos.

Fig. 1.21 Fig. 1.22

CYPE Ingenieros

Fig. 1.23


Fig. 1.25

La otra forma de introducir los nudos es seleccionar, en laopción Configuración de Capturas , la pestañaAcotación. Allí active el campo Editar la acotación, deesta forma el programa solicitará el valor de la cota cadavez que introduzca una barra o nudos dentro de barras.

Fig. 1.26

Una vez posicionados los nudos, con la opción Nueva delmenú Barra hay que levantar los pilares desde estosnudos. Para facilitar la operación es conveniente queseleccione una vista 2D del plano que contiene al muropiñón.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.24

14 Estructuras

Fig. 1.28

Repita este proceso en los dos muros piñón hasta introdu-cir todos los pilares de ambos muros.

Fig. 1.29

CYPE Ingenieros

Creación de vistas nuevas

Para la creación de ventanas con vistas nuevas de laestructura debe emplear la opción Abrir nueva del menúVentana. Seleccione la Vista 2D, y marque tres nudos noalineados que estén contenidos en el plano en el quedesea trabajar.

Al mover el cursor por la ventana de la vista 2D se mues-tra sombreado el plano de trabajo en la ventana 3D.

Fig. 1.27

Ahora trabajando en la vista 2D comience a levantar lasbarras desde los nudos introducidos anteriormente hastael dintel. Para ello, aproxímese al nudo hasta que cambiea color cian (elemento capturado), pulse con el botónizquierdo del ratón y acérquese a la intersección de la líneade referencia del nudo con la barra del dintel hasta quesalga el símbolo de captura intersección, y complete laintroducción pulsando de nuevo con el botón izquierdo delratón. Para terminar, pulse con el botón derecho parapoder seleccionar otro nudo origen de la siguiente barra,en el caso contrario siga introduciendo las barras respec-to al último nudo marcado.

A continuación se introducirá la viga sobre la que apoya elforjado. Para ello vuelva a trabajar sobre la vista 2D delmuro piñón, pulse en el menú Ventana y, a continuación,seleccione esta vista. Con la opción Nueva del menúBarra activada, coloque el cursor sobre el pilar izquierdodel pórtico (Fig. 1.30) e introduzca como valor 4 m, con loque el primer nudo quedará introducido. Ahora acérquesecon el cursor al pilar derecho del pórtico y capturando laintersección de la línea de referencia del nudo anterior conel pilar derecho se introducirá el último nudo. Es importan-te, cuando se introduce una barra que se intersecta conotras, tener activada la opción Generar nudos en pun-tos de corte del menú Barra, ya que en caso contrario elprograma interpreta que la barra introducida no toca lospilares intermedios.

Fig. 1.30


Piezas

Vuelva de nuevo a trabajar sobre la vista 3D. Para ello,seleccione dicha vista del menú Ventanas y cree unanueva vista de segundo pórtico para terminar la definiciónde la zona del forjado.

CYPE Ingenieros

También es importante, a la hora de introducir barras, hacerlosólo de las barras que realmente se van a ejecutar en obra. Esdecir, si se va a construir la viga del forjado de una sola piezade 20 m que se apoya en los pilares intermedios, se introducirála barra de pilar extremo a pilar extremo; de esta forma, el pro-grama interpreta que toda esta barra es una pieza, con lo quea la hora de describir la barra, los coeficientes de empotra-miento dados se aplicarán a la pieza. Si, por el contrario, sevan a ejecutar en obra 4 barras de 5 m, debe introducir 4barras de pilar a pilar.

Si se ha introducido una pieza por error, cuando lo que sedebían introducir eran barras independientes, se puede subsa-nar empleando la opción Crear Pieza del menú Barra.Entonces marque nudo inicial y final de una de las barras quecomponen la pieza creada por error y valide la nueva piezapulsando con el botón derecho del ratón; automáticamente, elprograma romperá la pieza original en cuatro piezas/barrasindependientes unas de otras.

Fig. 1.31

Introduzca la viga desde el pilar izquierdo al derecho a 4 mde altura.

Fig. 1.32

Introduzca ahora los 3 pilares hasta la viga introducida.

Fig. 1.33

16 Estructuras

De nuevo, trabaje sobre la Vista 3D para la introducción delas barras que atan transversalmente a las vigas del forja-do con el muro piñón.

Fig. 1.34

Realice el mismo proceso para atar la cubierta de los dosmuros piñones con su pórtico interior más cercano.

Fig. 1.35

CYPE Ingenieros

Tirantes

Ahora introduzca diagonales de arriostramiento que aten alos pórticos extremos. Para ello, debe acordarse de desac-tivar la opción Generar nudos en puntos de corte delmenú Barra , ya que lo que se pretende es que segeneren las barras totalmente independientes entre sí.

Fig. 1.36

Por último, introduzca las vigas que forman los huecos enlos pórticos laterales, a 6 m desde el suelo, y la viga quearriostra la cabeza de los pilares.


Fig. 1.37

1.3.2. Descripción de nudos y barrasUna vez introducidas las barras, pase a describir los apo-yos (vinculaciones exteriores) de los pilares nuevos, elresto ya vienen descritos por el Generador de pórticos.Para ellos, utilice la opción Vinculación exterior del menúNudo: seleccione uno a uno (o con ventana de captura)todos los nudos que faltan por describir su tipo de vincu-lación exterior. Una vez seleccionados todos, pulse con elbotón derecho del ratón y se abrirá el diálogo Vinculaciónexterior donde debe indicar el empotramiento.

Fig. 1.38

CYPE Ingenieros

El siguiente paso es describir el tipo de perfil que se va aasignar a las barras, así como el material de las mismas.Para ello, emplee la opción Describir perfil del menúBarra, primero seleccione los pilares de los pórticos, y unavez seleccionados pulse con el botón derecho para indicarel tipo de perfil.

Fig. 1.39

Seleccione los perfiles de Acero Laminado y pulse en elbotón Perfil para seleccionar de partida un IPE-300.

Fig. 1.40

18 Estructuras

A continuación, describa de la misma manera los dintelesde los pórticos centrales, las vigas de los forjados comoIPE-240 y las vigas de arriostramiento de pórticos IPE-160.Por último, seleccione las cruces de arriostramiento ypulse en la opción Tirante de la descripción de barras.Está opción es válida siempre y cuando las barras selec-cionadas cumplan las siguientes premisas:

• Las barras descritas como tirantes forma parte de unarigidización en forma de cruz de San Andrés, enmarca-da en sus cuatro bordes, o en tres si la rigidizaciónllega a dos apoyos exteriores.

• El programa sólo considerará estas barras trabajandoa tracción, por lo que no permite asignar coeficientesde pandeo ni de empotramiento.

• No se pueden introducir cargas sobre ellas.

En este ejemplo se definirán los tirantes como ø16. Paradiferenciar estas barras del resto, el programa las dibujaen color azul.

Fig. 1.41

CYPE Ingenieros

1.3.3. Disposición de perfilesEl siguiente paso es la descripción de la disposición de lasbarras, es decir, se indica el ángulo y el enrase correctoque van a tener en la obra. Comience por los pilares inter-medios de los muros piñón.

Activada la opción Describir disposición del menú Barraseleccione primero los pilares de los muros, tras pulsarcon el botón derecho del ratón, seleccione en el apartadoÁngulo de giro la opción Giro a 90º.

Fig. 1.42

1.3.4. Agrupación de barras igualesLas cargas de viento, debido a que los huecos de la naveno son simétricos, dan como resultado unas cargas depresión no simétricas; por lo que el dimensionamiento delas barras tras el cálculo puede no ser simétrico. Para evi-tar esto, es necesario emplear la opción Agrupar delmenú Barra.


Seleccione todos los pilares IPE-300 de los pórticos ypulse con el botón derecho para validar la agrupación.

Fig. 1.43

De esta forma, se quedarán agrupadas y, cuando se reali-ce alguna acción sobre uno de los pilares de la agrupa-ción, se verá reflejada en todos.

Realice el mismo proceso con las vigas IPE-300 de lospórticos. Agrupe también los pilares IPE-240 del muropiñón así como las vigas IPE-240 y pilares IPE-220 del for-jado de oficinas, y todas las vigas de arriostramiento entrepórticos IPE-160.

1.3.5. Asignación de materialUna vez descritas las barras, se indica el material. Pararealizar esta operación, emplee la opción Describir mate-rial del menú Barra. A continuación, abra una ventana decaptura con todas las barras de la estructura, pulse con elbotón derecho y asígneles el material S-275.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.44

1.3.6. Coeficientes de empotramientoEl siguiente paso a realizar es articular los extremos de lasbarras de arriostramientos entre pórticos. Para ello empleela opción Coeficientes de empotramiento del menúBarra. Seleccione las barras y, pulsando con el botónderecho, introduzca el coeficiente de empotramiento 0 enambos planos, tanto en el origen como en el extremo delas barras.

Fig. 1.45

20 Estructuras

Fig. 1.46

Las vigas del forjado que se unen al alma de los pilares searticularán también. Las vigas de los extremos del pórticodel muro piñón que contiene al forjado estarán empotra-das a los pilares exteriores y articuladas a los interiores, esdecir, se dará coeficiente de empotramiento 0 en el origeny 1 en el extremo dependiendo de sentido de la barra. Laforma de distinguir el origen de extremo es fijándose en losejes de la sección del perfil que se dibuja en cada barra, elsentido de la flecha del eje X (rojo ) apunta al extremo dela barra.

1.3.7. Hipótesis de cargasUna vez descrita la geometría, continúe completando lashipótesis de cargas que faltan por añadir a las proporcio-nadas por el Generador de pórticos.

1.3.7.1. Añadir hipótesis de cargaPara añadir o modificar hipótesis debe emplear la opciónAcciones de menú Obra. El Generador de pórticos hagenerado 1 hipótesis de Cargas permanentes, 6 hipótesis

CYPE Ingenieros

de viento y 3 de sobrecarga de Nieve. Como en este ejem-plo se ha añadido un forjado para oficinas, debe crear unanueva hipótesis de Sobrecarga de Uso; para ello, en eldiálogo de acciones pulse sobre el botón Hipótesis adi-cionales y, a continuación, pulse en el botón para editarlas hipótesis de Sobrecarga y añada la hipótesis desobrecarga de uso.

Fig. 1.47

1.3.7.2. Cargas del forjadoUna vez creada la hipótesis de Sobrecarga de Uso, seintroducen las cargas de dicha hipótesis. Con la opciónHipótesis vista del menú Carga, seleccione la sobrecar-ga de uso, manteniendo la casilla Ver todas desactivada.Seguidamente, con la opción Introducir cargas sobrebarras, seleccione las barras de los dos pórticos sobrelos que va a apoyar el forjado pulsando sobre ellas con elbotón izquierdo de ratón; y, pulsando con el botón dere-cho, defina el tipo y valor de la carga.


CYPE Ingenieros

Las cargas permanentes que tiene el forjado serán3.7 kN/m2 del peso del forjado y 1.2 kN/m2 del solado delmismo, resultando una carga total de 4.9 kN/m2.

Como el forjado está salvando una luz de 5 m la cargaresultante trasmitida a las vigas será de 12.25 kN/m en lahipótesis de carga permanente.

En la hipótesis de sobrecarga de uso se tiene 2 kN/m2, conlo que debe aplicar una carga en cada una de las vigasque sustentan al forjado de 5 kN/m.

En este caso seleccione una carga lineal de 5 kN/m en ejesglobales y con una dirección contra el eje Z, y Q1 comohipótesis la sobrecarga de uso.

Fig. 1.48

Para introducir, en las mismas barras de la selección ante-rior, las cargas de la hipótesis de Cargas permanentes,pulse el botón Repetir la última selección, con lo quese volverán a seleccionar las barras; pulse ahora con elbotón derecho del ratón y volverá a aparecer el diálogoIntroducir cargas sobre barras. En primer lugar, cambiea Carga permanente en el apartado Hipótesis; y, a con-tinuación, introduzca el valor 12.25 kN/m2 y la misma direc-ción y sentido que la introducción anterior.

Fig. 1.49

Al aceptar el diálogo observará que la carga ha sido intro-ducida, pero que no se dibuja. Esto es debido a que en laopción Hipótesis vista está seleccionada la sobrecargade uso en lugar de las cargas permanentes.

1.3.7.3. Cargas de vientoSeguidamente se completará en las hipótesis de viento lascargas sobre los pilares de los muros piñón.

Hipótesis de viento a 0º situación 1 y situación 2

Tras indicar esta hipótesis en la opción Hipótesis vista,seleccione el primer pilar de un muro piñón. Este pilar estáafectado por la presión de succión del viento en zona A yparte de la zona B. En este ejemplo, la zona A tiene unadimensión de 2 m, luego la carga a aplicar sobre el pilarserá:

= − ⋅ + − ⋅ → = −q 0.682 2 ( 0.442) 0.5 q 1.585 kN/m

22 Estructuras

Como la nave tiene 20 m de anchura y según la tabla D.1del CTE SE-AE el valor de e = 20 m, el resto de los pilaresdel muro piñón estarán sometidos a la succión de la zonaB, y la zona C no tendrá influencia sobre la nave.

en los pilares centrales y la mitad para el extremo

Hipótesis de viento a 180º situación 1 y situación 2

Para los primeros pilares del muro piñón en la dirección delviento la carga será:

Para los pilares centrales:

en los pilares centrales y la mitad para el extremo

Hipótesis de viento a 90º

La carga a introducir en los pilares expuestos en zona D enel muro piñón que queda a barlovento será:

Las cargas a introducir en la zona E que actúa sobre elmuro piñón de sotavento:

introduciendo la mitad de las cargas anteriores sobre lospilares extremos del pórtico

= ⋅ → =q 0.080 5 q 0.40 kN/m

= ⋅ → =q 0.742 5 q 3.71 kN/m

= − ⋅ → = −q 0.702 5 q 3.51kN/m

= − ⋅ + − ⋅ → = −q 0.942 2 ( 0.702) 0.5 q 2.235 kN/m

= − ⋅ → = −q 0.442 5 q 2.21kN/m

CYPE Ingenieros

1.3.8. PandeoUna vez completados los estados de cargas de la nave,pase a definir los coeficientes de pandeo de las barras queha introducido en el programa, ya que las proporcionadaspor el Generador de pórticos tienen definidos los coefi-cientes de pandeo.

Para la asignación de los coeficientes de pandeo, selec-cione la opción Pandeo del menú Barra, y, en una prime-ra selección, marque las vigas IPE-160 que arriostran lospórticos. Como la estructura tiene las correas IPE-100espaciadas cada 1400 mm unidas al panel de coberturacon fijación rígida, y a su vez en la nave se empleará comocerramiento placas de hormigón de 150 mm de espesor,puede considerarse que estas barras no pandearán, yaque debería entrar en carga toda la estructura para que sepudiera producir dicho fenómeno. Por tanto, en estasvigas se asignará como coeficiente β de pandeo el valor 0en el plano XY y se mantendrá el valor 1 en el otro plano.

Fig. 1.50

Para las vigas IPE-200 que unen los dos pórticos quesoportan el forjado de oficinas, se hará exactamente igualque en el caso anterior, ya que se dispone del forjado queimpide el pandeo del perfil en el plano XY del perfil.


En los pilares IPE-220 que soportan al pórtico interior delforjado se considerará un β=0.7 empotrado en su base yarticulado en la cabeza en ambos planos.

Por último, los pilares IPE-240 de ambos muros piñón vana tener impedido el pandeo en el plano XY debido al cerra-miento lateral que queda embebido en ellos.

1.3.9. Pandeo lateralEn los dinteles de los pórticos centrales de la nave, debi-do a las hipótesis de succión de viento en la cubierta,puede llegar a producirse el pandeo lateral del ala inferior.Esto se evita disponiendo en el proyecto de tornapuntasque arriostren el ala inferior frente a este fenómeno; pararealizarlo en el programa, utilice la opción Pandeo lateraldel menú Barra y seleccione las vigas IPE-300 que formanla cubierta, a continuación, pulse con el botón derecho delratón para editar los coeficientes de pandeo lateral de lasbarras seleccionadas. En el ala inferior de éstas coloqueun tornapuntas cada 4 correas con una longitud libre depandeo de Lb=4.2 m.

Fig. 1.51

CYPE Ingenieros

Para los pilares IPE-300 de los pórticos centrales coloquearriostrado el pandeo lateral.

1.3.10. Cálculo y dimensionado de laestructuraUna vez realizados todos los pasos anteriores puede cal-cular la estructura y comenzar la fase de dimensionamien-to de la misma. Para calcular la estructura seleccione laopción Calcular del menú Cálculo, aparecerá una venta-na en la que se permite seleccionar entre No dimensionarperfiles, Dimensionamiento rápido de perfiles oDimensionamiento óptimo de perfiles. Para seguir conel ejemplo de este manual seleccione la primera opciónNo dimensionar perfiles.

Fig. 1.52

1.3.10.1. Dimensionamiento de tirantesEl hecho de que los tirantes o tensores sean barras de ejerecto que sólo admiten esfuerzos de tracción en la direc-

24 Estructuras

ción de su eje, implica que su modelización sólo seríaestrictamente exacta si se hiciese un análisis no lineal dela estructura para cada combinación de hipótesis, en elque deberían suprimirse, en cada cálculo, todos aquellostirantes cuyos axiles sean de compresión.

Además, para realizar un análisis dinámico sin considerarlos tirantes comprimidos, sería necesario realizar un análi-sis en el dominio del tiempo con acelerogramas.

Como aproximación al método exacto, proponemos unmétodo alternativo cuyos resultados, en los casos quecumplen con las condiciones que se detallan a continua-ción, son suficientemente aceptables para la práctica habi-tual del diseño de estructuras con elementos tirantes.

El método tiene las siguientes limitaciones, cuyo cumpli-miento comprueba el programa:

1. El elemento tirante forma parte de una rigidización enforma de cruz de San Andrés enmarcada en sus cua-tro bordes, o en tres si la rigidización llega a dos víncu-los exteriores. Además, cada recuadro rigidizado debeformar un rectángulo (los cuatro ángulos interiores rec-tos).

Fig. 1.53

CYPE Ingenieros

2. La rigidez axil de los tirantes (AE/L) es menor que el10% de la rigidez axil de los elementos que enmarcandicha cruz de San Andrés.

3. Cada diagonal de un mismo recuadro rigidizado debetener la misma sección transversal, es decir, el mismoperfil.

Aplicación del método

El método de cálculo es lineal y elástico con formulaciónmatricial. Cada tirante se introduce en la matriz de rigidezcon sólo el término de rigidez axil (AE/L), donde la mismaes igual a la mitad de la rigidez axil real del tirante. De estamanera, se logran desplazamientos en el plano de la rigi-dización, similares a los que se obtendrían si la diagonalcomprimida se hubiese suprimido del análisis matricialconsiderando el área real de la sección del tirante traccio-nado.

Para cada combinación de hipótesis, se obtienen losesfuerzos finales en cada tirante, y en aquellos en los queel axil resulte de compresión se procede de la siguientemanera:

A. Se anula el axil del tirante comprimido.

B. Dicho axil se suma al axil del otro tirante queforma parte del recuadro rigidizado.

C. Con la nueva configuración de axiles en los tenso-res, se procede a restituir el equilibrio de nudos.


A. Anulación del esfuerzo en el tirante comprimido.Asignación del valor de la compresión al tirantetraccionado.

Se elimina el axil en el tirante comprimido (C=0) y se lesuma al tirante traccionado (T*=T+|C|).

Fig. 1.55

CYPE Ingenieros

Dado que el método compatibiliza esfuerzos y no desplaza-mientos, es importante considerar la restricción de rigideces axi-les de las secciones que forman el recuadro rigidizado indicadoen el apartado 2 anterior, ya que el método gana mayor exacti-tud cuanto menores sean los acortamientos y los alargamientosrelativos de las barras que enmarcan la cruz de San Andrés. Entodos los casos analizados por CYPE Ingenieros, S.A., las dis-crepancias, entre los resultados obtenidos por este método ylos obtenidos por análisis no lineal, han sido despreciables.

En la siguiente figura se esquematiza el proceso antes descrito.

Fig. 1.54

Esfuerzos provenientes de cada una de las combinaciones enestudio:

T: esfuerzo axil en el tirante traccionado

C: esfuerzo axil en el tirante comprimido

B. Distribución (por descomposición de fuerzas) delincremento de axil en el tirante traccionado (C*)

El incremento de axil (C*) en el tirante se descomponeen la dirección de las barras (o reacciones de vínculo)que acometen a los nudos.

N1, N2, N3, R1h, R1v, R2h, R2v,: esfuerzos y reaccionesen los elementos que enmarcan la rigidización sin consi-derar el incremento de tracción en el tirante traccionado.

Fig. 1.56

C. Restitución del equilibrio en los nudos extremosde los tirantes. Equilibrio de fuerzas

En cada barra y vínculo externo del recuadro se hacela suma vectorial de las componentes del incrementode tracción (de igual valor absoluto que la compresióndel tirante comprimido).

El estado final de esfuerzos y reacciones resulta comose indica en la siguiente figura:

Fig. 1.57

26 Estructuras

Dichos valores se pueden consultar en cada barra o nudopor hipótesis y por combinaciones. Cada hipótesis es tra-tada como una combinación unitaria.

1.3.10.2. Dimensionamiento de unionesEl Nuevo Metal 3D, en la versión 2008, incorpora el cálcu-lo y dimensionamiento de los siguientes tipos de unionesde perfiles “doble T”, para la normativa CTE.DB SE-A.

Tipologías de uniones implementadas

a) Unión Pilar-Dintel empotrada, con cartelas.

Fig. 1.58

b) Unión Pilar-Dintel empotrada con vigas ortogonalesarticuladas.

Fig. 1.59

c) Unión Pilar-Dintel empotrada con una viga ortogonalarticulada.

Fig. 1.60

CYPE Ingenieros

d) Unión Pilar-Dintel empotrada.

Fig. 1.61

e) Unión Pilar-Dintel articulado con viga ortogonal articu-lada.

Fig. 1.62

f) Apoyo intermedio de viga de formación de pendiente,el dintel debe ser una pieza y el nudo articulado.

Fig. 1.63

g) Apoyo en cumbrera del muro piñón de las vigas de for-mación de pendiente.

Fig. 1.64


h) Unión en cumbrera.

Fig. 1.65

i) Unión Pilar-Dintel articulada.

Fig. 1.66

j) Unión Pilar-Dintel articulada en el alma.

Fig. 1.67

k) Unión intermedia Pilar-Dintel empotrada con vigasortogonales articuladas.

Fig. 1.68

CYPE Ingenieros

l) Unión intermedia Pilar-Dintel empotrada con viga orto-gonal articulada.

Fig. 1.69

m) Unión intermedia Pilar-Dintel articulada con viga orto-gonal articulada.

Fig. 1.70

n) Unión intermedia Pilar-Dintel articulada.

Fig. 1.71

28 Estructuras

ñ) Unión intermedia Pilar-Dintel articulada en el alma.

Fig. 1.72

o) Detalle del Tensor.

Fig. 1.73

Dimensionamiento de uniones

Si durante el proceso de cálculo de la estructura se detec-tan nudos cuya unión está resuelta en el programa, éstedimensionará las uniones y dará como resultado un planode detalle de la misma.

El programa dimensionará en las uniones los espesoresde garganta de las soldaduras y longitud de las mismas, eincorporará rigidizadores en el caso de que sean necesa-rios para la transmisión de tensiones en la unión.

CYPE Ingenieros

Los esfuerzos transmitidos al cordón de soldadura por uni-dad de longitud se descomponen en cada una de lascomponentes de tensión normal y tangencial al plano de lagarganta, suponiendo que la distribución de tensiones esuniforme a lo largo de él.

Fig. 1.74

Según el CTE DB SE-A en su art. 8.6.2, la soldadura essuficiente si cumple:

Donde:

σ⊥ : Tensión normal perpendicular al plano de la garganta.

τ⊥ : Tensión tangencial perpendicular al eje del cordón.

τII: Tensión tangencial paralela al cordón.

fu: Resistencia última a tracción de la pieza más débil dela unión.

βw : Coeficiente de correlación.

γM2 : Coeficiente de seguridad parcial (1.25).

El espesor de las soldaduras en ángulo será como mínimo4 mm. Y no será mayor que 0.7 veces el espesor menor delas piezas a unir.

⊥σ ≤γ

uM2

f

( )⊥ ⊥σ + ⋅ τ + τ ≤β ⋅ γP

u2 2w M2

f3


El programa descompondrá los esfuerzos del nudo, deter-minando las tensiones en cada uno de los cordones desoldadura de la unión, debiendo verificarse en cada unode ellos la relación anterior. En el caso de una unión empo-trada se obtienen tres tipos de cordones distintos.

Fig. 1.75

Fig. 1.76

El programa determinará las características mecánicas delos cordones de soldadura.

= ⋅ ⋅ ⋅ + + ⋅ ⋅ ⋅ − − +

+ ⋅ ⋅ ⋅

2 21 2

y 1 1 2 2 f

33 3

a aH HI 2 L a 4 L a t2 2 2 2

12 a L12

CYPE Ingenieros

El cálculo de las tensiones normales actuantes sobre loscordones de soldadura será:

• En los cordones de soldadura 1 las tensiones norma-les máximas se obtendrán para:

• En los cordones de soldadura 2:

• En los cordones de soldadura 3:

Para el cálculo de las tensiones tangenciales debido a losesfuerzos cortantes, el programa, en el caso del cortantehorizontal, lo distribuirá entre los cordones 1 y 2 de formaproporcional a su área resistente. En cambio, el cortantevertical lo deben resistir los cordones 3.

El torsor se descompone en un par de fuerzas que incre-mentan o disminuyen las tensiones tangenciales en loscordones 1 y 2, en función del signo de este.

( ) ⊥ ⊥= ⋅ + = ⋅ → σ = τw 3 3y 0.5 t a y z 0.5 L

( ) ⊥ ⊥= ⋅ = ⋅ − ⋅ − → σ = τ1 f 2y 0.5 L y z 0.5 H 2 t a

( ) ⊥ ⊥= ⋅ = ⋅ + → σ = τ1 1y 0.5 L y z 0.5 H a

⊥ ⊥σ = τ = σ22

σ = + ⋅ + ⋅y zy z

M MN z yA I I

= ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅1 1 2 2 3 3A 2 L a 4 L a 2 L a

( )

= ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ −

− ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ +

3 3z 1 21 2

23 w 3

2 1 2 3 3

1 1I 2 a L 2 a L12 12

t a12 a L 2 L 2 L a12 2 2

30 Estructuras

Una vez obtenidas las tensiones normales y tangencialesen cada cordón deberá verificarse en cada uno de ellos lasiguiente relación:

Consulta de uniones

Tras el cálculo pueden verse las uniones que han sidodimensionadas, para ello emplee la opción Consultaruniones del menú Calcular. Al activar esta opción, semarcarán con un círculo de color verde aquellas unionesque el programa ha podido dimensionar. Las uniones queel programa no ha podido resolver se dibujarán en colorrojo.

Fig. 1.77

⊥σ ≤γ

uM2

f

( )⊥ ⊥σ + ⋅ τ + τ ≤β ⋅ γP

u2 2 2w M2

f3

CYPE Ingenieros

Si se acerca a un nudo en el que hay uniones dimensiona-das se mostrará un bocadillo informativo en el que se indi-can los tipos de uniones dimensionadas asociadas adicho nudo, pulsando sobre la unión se mostrarán los pla-nos de detalles de las uniones asociados a ese nudo.

Fig. 1.78


Si pulsa sobre un nudo en el que no se ha dimensionadoninguna unión, el programa mostrará una vista 3D con lasbarras que llegan a la unión para poder ver si hay algunainterferencia entre ellas de tal forma que nos se puedaresolver la unión.

Causas por las que no se ha dimensionado una unión

Si el programa no dimensiona una unión de las que en unprincipio parece que esta implementada en el programa,puede deberse a que se producen algunas de las circuns-tancias explicadas a continuación.

a. Empotramiento de un perfil en el alma de otro

En el caso de que se intente empotrar un perfil en elalma de otro, no se podrá resolver la unión. Siempre se

debe articular los extremos de lasbarras que estén unidos al alma deotra.

b. Interferencia entre perfiles

Si las alas del perfil que se van a uniral alma de otro interfieren con las deeste último, el programa no podráresolver la unión, ya que en esta ver-sión no están implementados losrecortes de barras.

c. Interferencia entre perfiles y rigi-dizadores

En el caso de que el perfil que se uneal alma de otro intersecta con los rigi-dizadores que el programa ha coloca-do para garantizar el empotramientode barras que acometen por el planoortogonal.

CYPE Ingenieros

d. Espesor de la pieza

En el caso de que el espesor de garganta del cordónde soldadura necesario sea mayor que 0.7 veces elespesor de la pieza que une.

e. Ortogonalidad

En el caso en el que los planos que contienen el almade las barras no sean los mismos, o no sean perpen-diculares entre sí, el programa no resolverá la unión.

f. Ángulo

Si se cumple el punto anterior, el ángulo que forman lascaras de las barras a soldar debe ser mayor o igual de60º, en caso contrario, no se dimensiona la unión.

Fig. 1.79

1.3.10.3. Comprobación de barras Tras el proceso de cálculo seleccione la opciónComprobar barras del menú Cálculo, para verificar si elpredimensionado inicial es válido, o por el contrario ha demodificarse alguna barra y volver a calcular.

Al seleccionar esta opción, se dibujan en color rojo todasaquellas barras que no verifican para el estado de hipóte-sis de cargas actuales. Pinchando sobre una de las vigasIPE-300 de los pórticos centrales aparece un diálogo en el

32 Estructuras

que se indica qué perfiles cumplen de la serie del perfil, eindica con sombreado azul el que está colocado en laobra. Si deseara modificar el perfil, simplemente tendríaque hacer doble clic sobre la fila del perfil que quiere colo-car (el sombreado azul señala dicha fila). En este caso, nomodifique el perfil inicial, ya que el siguiente que verifica esel IPE-330, y en este caso es mejor revisar el estado ten-sional de la barra, para poder elegir entre cambiar a unperfil superior o acartelar la viga en su unión al pilar.

Fig. 1.80

1.3.10.4. Consulta de esfuerzos y tensionesActive la opción Envolventes del menú Cálculo, y selec-cione el apartado Tensión/Aprov.(Ten), con Sólo lasbarras seleccionadas marcado. A continuación, pulsesobre la viga que había seleccionado anteriormente con laopción Comprobar barras, y se dibujará sobre el planoXZ de la barra la ley del estado tensional de la barra, encolor verde la zona que verifique la tensión y en rojo la queno.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.81

Como puede observar en la zona del empotramiento conel pilar, se presenta un coeficiente de aprovechamientomayor a la unidad. Si desea saber su valor, active la casi-lla Ver valores máximos y mínimos, y observe que elvalor del coeficiente de aprovechamiento de la barra es1.1, con lo que se está excediendo un 10% la resistenciadel perfil.

Fig. 1.82


Si se realiza el mismo proceso en los pilares que no verifi-can, se puede ver que el coeficiente de aprovechamientose supera un 24% en la base del perfil.

Fig. 1.83

Cómo se proceda en estos casos depende de las solucio-nes prácticas que cada técnico tenga por costumbre rea-lizar. En este ejemplo, cambie los perfiles a un IPE-330 yvuelva a calcular, verificando de nuevo que todas lasbarras de la estructura cumplan.

1.3.11. Placas de anclajeUna vez ha encajado los perfiles de la nave, pase a la intro-ducción de las placas de anclaje para su posterior dimen-sionamiento. Seleccione del menú Placas de anclaje laopción Generar y, una vez que las placas han sido obte-nidas en el proyecto, emplee la opción Dimensionar delmismo menú para su dimensionamiento.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.84

Una vez dimensionadas las placas, con la opción Editarpuede consultar y modificar los resultados del dimensiona-miento.

Fig. 1.85

Con la opción Igualar puede ir agrupando todas las pla-cas de anclaje de los pilares, los pórticos principales en un

34 Estructuras

mismo tipo, las de los pilares de los muros piñón en otrotipo y las de los pilares del pórtico del forjado en otro. Paraemplear esta opción, marque previamente sobre la placaque desea como tipo de la igualación, una vez selecciona-da, se dibujarán en color marrón todas las placas igualesa la tipo y, en amarillo, las diferentes. Pulse sobre estas últi-mas para igualarlas, y, una vez finalizada la igualación,pulse con el botón derecho para validar la acción; se dibu-jarán en color rojo aquéllas que no verifiquen.

1.3.12. Cimentación

1.3.12.1. Introducción de zapatasYa dimensionadas las placas, puede pasar a la carpetaCimentación para la definición de la misma. Al entrar enla pestaña se dibujarán en una proyección en planta todoslos perfiles de las barras cuyos nudos han sido definidoscomo vinculación exterior. Las placas de anclaje se dibuja-rán en el caso de haber sido definidas previamente.

Fig. 1.86

CYPE Ingenieros

Para introducir las zapatas y las correas de atado entreellas emplee la opción Nuevo del menú Elementos decimentación.

Fig. 1.87

Seleccione la opción Zapata de hormigón armado, en laventana que aparece pinche sobre Zapata rectangularexcéntrica (tercera opción comenzando desde la izquierda).

Fig. 1.88

Al aceptar esta ventana el cursor se convierte en una zapa-ta. Dependiendo de la zona del pilar donde se posicione,el cursor se convertirá en una zapata de esquina, media-nera, o centrada en el caso de colocarnos encima de ella.De esta manera vaya pinchando con el botón izquierdo delratón sobre cada uno de los arranques de la obra hastatener todas las zapatas introducidas.

Fig. 1.89


1.3.12.2. Introducción de vigas de atadoProceda ahora a introducir las vigas de atado. Para elloemplee la opción Viga automática, y pinchando de unarranque de la zapata a otro se irán introduciendo lasvigas.

Fig. 1.90

1.3.12.3. Definición de datos previos aldimensionamientoUna vez definida la geometría de la cimentación de lanave, debe introducir la tensión admisible del terreno y lostipos de hormigón y de acero de la cimentación, con laopción Datos generales del menú Obra.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.91

Previamente al cálculo, es necesario definir en el apartadoOpciones de vigas de atado del menú Obra la sobrecar-ga de compactación, debido al cerramiento que apoya enellas.

En este ejemplo, el peso de la placa de hormigón es de2.7 kN/m2, por lo que debe introducir una sobrecarga decompactación mayorada de:

Fig. 1.92

= ⋅ ⋅ → =sc scq 2.7 8 1.6 q 34.6 kN/m

36 Estructuras

Por último, cuando se dimensiona una cimentación parauna nave industrial, el principal problema estriba, no ya enlas tensiones transmitidas al terreno, sino en el peso delelemento en sí; ya que, debido la succión a la que se vensometidas las naves durante la acción del viento y puestoque las cargas que descienden por los pilares son peque-ñas, puede producirse el despegue de la zapata, lo que dacomo resultado del dimensionamiento unas zapatas muygrandes.

Debido a esto es preferible, en este tipo de cimentaciones,partir con unas dimensiones iniciales del canto grandes.Para ello, en la opción Zapatas aisladas coloque 50 cmpara el canto mínimo. Es conveniente también, para evitareste fenómeno, volver a la estructura e introducir la cargaque transmite las vigas de atado de las zapatas a estasmismas, es decir, se introducirá en el arranque de cadapilar de fachada una carga puntual en la hipótesis decarga permanente, con sentido contrario al eje Z y de valorigual al peso de cerramiento que soportan las vigas queatan a las zapatas, y volver a calcular la obra.

Fig. 1.93

CYPE Ingenieros

1.3.12.4. Dimensionamiento y comproba-ción de la cimentaciónUna vez realizados los pasos anteriores, puede dimensionarla cimentación. Para ello, pulse en la opción Dimensionardel menú Cálculo. Tras el proceso de cálculo, se dibujaránen rojo aquellos elementos que tienen errores del dimensio-namiento. Moviendo el cursor sobre una zapata o viga de laobra se muestra un bocadillo informativo en el que se indicalos datos de cálculo de la zapata (dimensiones, armado, ten-sión y esfuerzos) o de la viga.

Fig. 1.94

El programa permite la edición, comprobación y dimensio-namiento de cada elemento, para ello se emplea la opciónEditar del menú Elementos de cimentación.

1.3.12.5. IgualaciónEn las zapatas, al igual que se procedió con las placas deanclaje, debe igualar la cimentación para obtener un resul-tado más homogéneo de las zapatas. Para ello, emplee laopción Igualar del menú Elementos de cimentación.

Una vez activada la opción seleccione la zapata tipo(arranque N18), se dibujarán en color marrón la zapataseleccionada y todas las que sean iguales, y en color ama-


rillo las que son distintas. Debe ir pulsando sobre las zapa-tas a igualar (N6, N8,N11, N13, N16, N21, N23, N26, N28,N31y N33); una vez finalizada la igualación, pulse con elbotón derecho para validarla.

Realice los mismos pasos igualando las zapatas de losarranques (N3, N1) y (N36, N38, N41, N43) que correspon-den a los exteriores del muro piñón trasero y a los cuatroexteriores de los pórticos que contienen al pilar.

Fig. 1.95

1.3.13. Salida de resultados

1.3.13.1. PlanosUna vez dimensionada la estructura y su cimentación,podrá obtener los planos del proyecto. Para dibujar losplanos pulse en el botón , que puede encontrar tantoen la pestaña Cimentación como en la pestañaEstructura. Tras pulsar este botón, aparece la ventana deSelección de planos.

En esta ventana vaya añadiendo los planos del proyectoque desea dibujar, para ello pulse en el botón y selec-cione el tipo de plano del diálogo Edición de plano.

CYPE Ingenieros

Fig. 1.96

En este caso elija un plano de la Estructura 3D, y selec-cione para visualizar el eje de perfil, las cotas, el tipo deperfil y la referencia de las uniones.

Vuelva a añadir tres nuevos planos. En uno seleccione lasUniones; en otro, el plano de Cimentación, y, por último,el plano de Replanteo de la cimentación.

Fig. 1.97

Especifique el periférico al que desea lanzar los planos ypulse Imprimir.

38 Estructuras

1.3.13.2. Listados

1.3.13.2.1. Listado de la estructura

En el programa dispone de dos opciones para realizar ellistado de la estructura: una, con la que puede efectuar ellistado de toda la estructura, y, otra, para efectuar el lista-do de sólo los elementos previamente seleccionados.

Listado de toda la estructura

La opción para el listado de toda la estructura seencuentra a la izquierda de la de planos. Al pulsar sobreeste botón se abre una ventana en la que aparece unesquema de árbol con una casilla en cada una de lasramas, que activadas indican qué elementos apareceránen el listado.

Fig. 1.98

Listados sobre una selección de elementos

Esta opción está disponible dentro del menú Obra, trasactivarla debe seleccionar aquellas barras o nudos sobrelos que desea efectuar el listado. Seguidamente, pulse conel botón derecho para validar la selección, y aparecerá laventana en la que debe indicar los capítulos y apartadosque se van a listar.

1.3.13.2.2. Listado de cimentación

Para efectuar el listado de cimentación debe encontrarsedentro de la pestaña Cimentación y pulsar el botón .

CYPE Ingenieros

Cype 3 d exemplo

Education

Transcript of Cype 3 d exemplo