M4 2 ESTRUCTURAS DE PERFILES DE ACERO DE PEQUEÑO …

Profesores: Joaquín Antuña
Luis San Salvador
Curso 2016/2017
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Memoria.
3. Materiales 3
a. Nieve 3
b. Viento 4
6. Perfiles empleados 5
9. Forjado del altillo
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1. Descripción del edificio
El proyecto trata la reforma de una vivienda en Cercedilla (Madrid), construida por los medios tradicionales de muro de carga. La intervención proyecta una solución radicalmente distinta mediante perfiles de acero conformados en frío, una solución que podemos calificar de ligera si la comparamos con la solución actual.
La propuesta pretende conservar la imagen actual del edificio, respetando los gruesos muros perimetrales, con una doble intención, la ya citada de preservar la imagen tradicional del conjunto y por otro lado la de servir de puntos de apoyo para la nueva estructura proyectada de perfiles.
En cuanto a la propuesta presentada resuelve las necesidades del conjunto con el empleo de 3 clases de perfiles diferentes, empleando el perfil de manera singular o haciendo trabajar un grupo de ellos en conjunto a modo de doble perfil, cercha, tirantes… En la medida de lo posible, la intención es la de generar unas plantas completamente diáfanas que permitan una libre distribución espacial para que el cliente adapte el uso a sus necesidades.
Analizando la solución por partes, la primera a comentar será la de la planta baja, que originalmente presenta dos muros paralelos centrales, además de otros tantos elementos divisorios, que como ya se ha comentado serán eliminados para proporcionar un espacio de planta baja libre y adaptable al uso, con acceso únicamente desde el exterior y sin conexión interior con las plantas superiores. La solución plantea unas cerchas, resueltas en los apartados 7 y 8, que salvan una luz de 8,9 m con una solución en cercha de 0,5 m de canto, colocadas modularmente cada 0,6 m.
La cubrición de la planta segunda emplea un esquema idéntico al anterior con una variación importante. Como podemos apreciar en el dibujo de planta, aparecen dos huecos relacionados con la escalera, y una pasarela que conecta ambos lados del hueco, la pasarela será resuelta con los perfiles presentados en el apartado 8, trabajando de manera singular a flexión, mientras que el resto de forjado trabaja formando una cercha apoyando en los muros del perímetro, que resuelve de nuevo la luz de 9,3 m (debido a que se ha producido un decrecimiento del muro) con separación de los elementos de 0,6 m.
La planta segunda, permite el acceso mediante una escalera de caracol a un altillo, que vamos a resolver mediante el empleo de 2 elementos principalmente. Por una parte la cercha, analizada en el apartado 9, que apoyando en los muros extremos separados 9,7 m y gracias al canto de 1,25 m sirve de apoyo para el forjado compuesto por los perfiles empleados para el forjado de la pasarela, el analizado en el apartado 9, que trabajando de manera aislada y a flexión permite salvar una luz de 4,4 m apoyando sobre las cerchas que acabamos de citar. Además la disposición de estos perfiles deber solucionar el hueco de escalera a través de un cuadrado 1,7 m de lado que permita inscribir el cilindro que genera la escalera de caracol. La solución para este hueco es la de realizar dos zunchos que interrumpan el paso de correa y permitan el apoyo de las que se han cortado.
Las cubiertas de la planta segunda se resuelven apoyando los faldones en los muros inferiores, para ello se diseñan dos cerchas de modo que estas recojan los esfuerzos horizontales que
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produce la cubierta. A su vez dos perfiles, uno en cada extremo del muro, unen las dos cerchas
de forma que la solución queda atirantada evitando equilibrando así los problemas de empujes horizontales sobre el muro que sólo resistirá carga gravitatoria.
La cubierta superior apoya en sus extremos sobre la parte superior del muro, se diseña como dos cerchas de gran canto que permiten salvar los 10 metros entre muros.
2. Normativa de referencia
CTE DB-SE_ Seguridad Estructural CTE DB SE-AE_ Seguridad Estructural. Acciones en la edificación Eurocodigo 1_ Acciones en estructuras Eurocodigo 3_ Proyecto de estructuras de acero (Parte 1.3_ Reglas adicionales para perfiles chapas de paredes delgadas conformadas en frio)
3. Materiales
fyk : 235 N/mm2
fu : 360 N/mm2
4. Acciones consideradas a. Nieve
La estructura está ubicada en Cercedilla, una localidad de Madrid (Zona climática 4) ubicada a 1214 m de altitud, cuyo valor de la sobrecarga de nieve debe ser adaptado a tal condición.
jab
StrikeOut
jab
Highlight
jab
StrikeOut
4
Ce: 2.3 Zona III, Altura del punto considerado 9 m
Cp: 0.65 Esbeltez 11/17 = 0.65
Cs: -0.4 Esbeltez 11/17 = 0.65
qp = 0.42 · 2.3 · 0.65 = 0.63 qs = 0.42 · 2.3 · 0.4 = 0.39 qw ≈ 1 kN/m2
c. Valores considerados
Peso propio de la estructura (PP) + Carga muerta (CM) 2 kN/m2
Sobrecarga de uso (SCU)_ Categoría A1 Vivienda 2 kN/m2
Sobrecarga de uso (SCU)_ Categoría G1 (inclinación 34º) 0,5 kN/m2
Sobrecarga de nieve(N)_ Altitud 1214 m 1.9 kN/m2
Sobrecarga de viento (W) 1 kN/m2
d. Combinaciones de carga
ϒg : 1.35 ϒq : 1.5
ELS_WIND PP + CM + W + 0.7 N
ELS_SNOW PP + CM + N + 0.6 W
ELU_SCU ϒg PP + ϒg CM + ϒq SCU + ϒq 0.6 W
ELU_WIND ϒg PP + ϒg CM + ϒq W + ϒq 0.7 N
ELU_SNOW ϒg PP + ϒg CM + ϒq N + ϒq 0.6 W
M4_2 Perfiles de acero de pequeño espesor
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5. Resistencia al fuego
Al ser la estructura compuesta por perfiles de acero de pequeño espesor, la resistencia al fuego requerida se consigue a través del revestimiento. Todos los perfiles irán protegidos, y los elementos estructurales tendrán que quedarse a una temperatura inferior de los 350 °C.
Los elementos de forjado, inferiormente se recubren con paneles de paneles de yeso ignífugos, mientras que las cerchas del altillo se revisten con elementos del mismo material.
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7. FORJADO DE PLANTA BAJA
El forjado de planta baja salva una luz de 8.9 m gracias al empleo de la cercha propuesta cuyos esfuerzos son los siguientes:
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Los valores más representativos y los que nos guiarán en el dimensionado de la cercha son los siguientes:
Cordón superior: -65.61 kN El caso del cordón al tratarse de un elemento a compresión, deberemos analizar cómo se comporta frente a pandeo, en cualquier caso debido a que el elemento de forjado será un tablero de madera atornillado a la propia cercha podemos concluir que la luz de pandeo en ambas direcciones es de 60 cm. A pesar de que el valor del axil es similar al del cordón inferior, el hecho de que este sea de compresión puede llevarnos al empleo de más de un perfil para resistir el pandeo.
Perfil (2 x 160.80.20 t1.5) Un solo perfil es capaz de soportar 35.83 kN, por lo que con el empleo de cordón formado por dos perfiles resistirá el doble.
71.66 kN > 65.61 kN
Cordón inferior: 64.77 kN El cordón inferior, solicitado a tracción dependerá directamente del área y la resistencia del acero, y su dimensión dependerá de estos factores.
Perfil del cordón inferior: (2 x 80.30.10 t1.5) Empleando un detalle constructivo igual al anterior, pero con un perfil de menor dimensión se consigue una solución optimizada y que además permite una unión adecuada entre cordón inferior y los montantes y diagonales.
El área del perfil es de 193 mm2 y trabajamos con un acero de fy=235 N/mm2 por lo que su resistencia a tracción contando sólo un perfil será 193 x 235 = 45 355 N
Cuando colocamos los dos perfiles unidos somos capaces de soportar un axil del doble.
2 x 45.34 = 90.68 kN > 64.77 kN
Montante y tirante: -18.85 kN A pesar de que existe una diagonal cuyo axil es mayor, el hecho de que este a compresión produce que el elemento de análisis sea el de -18.85 kN
Perfil (80.30.10 t1.5) Uniendo los cordones inferior y superior se colocan estos perfiles entre medio de los perfiles que dobles que forman los cordones. 26.84 kN > 18.85 kN
C 60.30.10 / t 1.5
C 160.80.20 / t 1.5
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8. FORJADO DE PLANTA PRIMERA
El espacio que actúa de pasarela entre las dos zonas forjadas con las cerchas ya comentadas se soluciona con un perfil de manera singular colocado biapoyado trabajando a flexión simple.
Gracias al programa AISIWIN podemos definir una sección y unas condiciones de carga y asignando unos límites de flecha nos indica cual es la máxima luz que cubre el perfil seleccionado bajo los criterios de flecha y resistencia propia.
El perfil empleado es el ya analizado 160.80.20 t1.5 y la luz a cubrir es de 2.54 m
C 160.80.20 / t 1.5
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Por su parte el comportamiento de la cercha es exactamente igual que en la planta baja por lo que la solución va a ser la misma.
En los nudos parece que basta con 4 tornillos por cada lado. Los que coinciden con el pliegue de la C no se pueden colocar. Se pueden poner en parejas y colocarlos en el tramo central de las C de los cordones.
Algunas posibilidades de organización de los tornillos. Los ejes de las barras coinciden y se puede acceder a los tornillo para fijarlos. Además, no hace falta placa intermedia.
M4_2
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9. FORJADO DEL ALTILLO
Para la resolución de este forjado partimos del hecho de que disponemos en las fachadas norte y sur de dos muros existentes que nos sirven de puntos de apoyo.
Para la resolución del resto del espacio diferenciamos principalmente dos elementos, por un lado la cercha que conecta longitudinalmente los muros y que se apoya en estos mismos, y por otro lado los perfiles que trabajan a flexión simple biapoyados en las cerchas.
Las cerchas principales tienen los siguiente esfuerzos y dimensiones:
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Cordón superior: -112.12 kN El caso del cordón al tratarse de un elemento a compresión, deberemos analizar cómo se comporta frente a pandeo, en cualquier caso debido a que el elemento de forjado será un tablero de madera atornillado a la propia cercha podemos concluir que la luz de pandeo en ambas direcciones es de 60 cm. Debido a la gran dimensión del axil a compresión, debemos solucionar el cordón superior con una sección de 3 perfiles como la que sale en el detalle, formada por 2 perfiles C 220.80.20 / t 1.5 y uno de C 160.80.20 / t 1.5 de manera que la resistencia de los 3 sea de:
2 x 50 kN + 1 x 35kN = 135 kN > 112.12 kN
C 220.80.20 / t 1.5 C 160.80.20 / t 1.5
Cordón inferior: 119.6 kN El cordón inferior, solicitado a tracción dependerá directamente del área y la resistencia del acero, y su dimensión dependerá de estos factores.
Empleando un perfil C 160.80.20 / t1.5 el área del perfil es de 523.9 mm2 y trabajamos con un acero de fy=235 N/mm2 por lo que su resistencia a tracción contando sólo un perfil será 523.9 x 235 = 125 231 N > 112 120 N
Montante y tirante: -53.68 kN A pesar de que existe una diagonal cuyo axil es mayor, el hecho de que este a compresión produce que el elemento de análisis sea el de -53.68 kN
Perfil (160.80.20 t1.5) Uniendo los cordones inferior y superior se colocan estos perfiles entre medio de los perfiles que dobles que forman los cordones.
58.5 kN > 18.85 kN
García Villarroya, Sara
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Por último los elementos que apoyan en la cercha y trabajan a flexión, están resueltos con un perfil tipo C 220.80.20 / t 1.5 y su capacidad a flexión según el programa nos permite cubrir una luz mayor que la que están cubriendo de 4.38 m
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10. CUBIERTA
Empleamos dos soluciones distintas, unas para la cubierta del nivel inferior y otra para el perfil superior.
En el caso de la correa del nivel inferior la solución se ha basado en desarrollar unos puntos de apoyo para los faldones de la cubierta que fueran indeformables. Para tal objetivo se ha optado por acoplar en la cabeza del muro una cercha en posición horizontal con una modulación adaptada al ritmo de las correas del faldón. Las cargas que actúan sobre esta cercha son las reacciones horizontales del modelo de cubierta.
Reacciones de cada correa:
Reacciones de la CM
Para equilibrar los empujes parece que optan por colocar unos tirantes que unen las dos cerchas Parece que las correas acomenten a las cerchas en el cordón B. En ese caso, el cordón A sería el comprimido. En el esquema de la página siguientelas correas acometen al cordón comprimido, al revés que los hacen en la planta propuesta, que acometen al cordon traccionado. Esta cuestión es relevante porque obliga a resolver el equilibrio del cordón comprimirdo que no tiene impedido el movimiento de los nudos.
A B
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Debemos comprobar la mayor compresión 45.56 kN < 61.44 kN
Una vez definida esta cercha, solo debemos preocuparnos de emplear un perfil que resista la flexión a la que va a ser sometida en cubierta.
Con un perfil C 160.80.20 / t1.5 no tenemos la resistencia suficiente para cubrir la luz del faldón que es de 4.83 m, es por ello que necesitamos emplear un perfil doble unido por las almas.
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En el caso de la cubierta superior, los apoyos sobre los que se sustenta, son los muros hastiales, pertenecientes al edificio original. La luz libre entre los muros de apoyo es de 10 m y los faldones tienen una altura de 6 m. Al contar con las tablas de madera que forman el apoyo continuo del cerramiento, las cargas se descomponen y se tiene en cuenta la fuerza paralela al faldón para la cubierta. De este modo el faldón actúa como una cercha de 6 m de canto y 10 m de luz. Teniendo en cuenta la separación entre montantes, para encajar los paneles de aislamiento, se deja un espacio de aproximadamente 60 cm entre los montantes de la cercha o pares de cubierta. En cuanto a las diagonales, se colocan perfiles cruzados con un ancho de 4 separaciones entre montantes. A continuación, se muestra el modelo de la cubierta superior:
Las dos familias de diagonales tiene que ir en el mismo plano, con esa disposición hay que interrumpir una de ellas en cada cruce.Mejor resolverlo con una familia de diagonales.
García Villarroya, Sara
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Mediante el modelo realizado se comprueba a que axiles y momentos están sometidas las correas, los montantes y las diagonales, con lo cual se dimensionan los perfiles.
Axiles de la cubierta
Momentos de cubierta
Los perfiles escogidos son C160.80.20 con un espesor de 1,5 mm para las diagonales y montantes y U163.30 con espesor de 1,5 mm para los cordones superior e inferior.
Por último, se muestra el detalle de la cumbrera:
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22
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CURSO 2017
2. CUBIERTA CENTRAL ............................................................................... 3
4. CUBIERTAS LATERALES ........................................................................ 12
PERFILES DE PEQUEÑO ESPESOR
3
Con una barra de acero B500 se puede equilibrar la traccinó, pero no hay manera de unirlo a los perfiles. Es más práctico utilizar una platabanda de la misma chapa, aunque tenga mas sección, se puede unir con varios tornillos.
PERFIL DE PEQUEÑO ESPESOR
4
Para poder hacer el detalle de la cumbrera, el pefil U debería ser de 80, como el perfil en C de la correa.
Tablero __________________________ 0,15 kN/m2
Cartón yeso _______________________ 0,12 kN/m2
Carga total en valor característico, qk=0,55+0,6=1,15 kN/m2
Carga total en valor de cálculo, qk=0,55·1,35+0,6·1,5=1,64 kN/m2
1.2. ANÁLISIS DE ESFUERZOS
1.2.1. Correas interiores:
La carga de las correas interiores será la carga calculada anteriormente, q=1,64 kN/m2,
multiplicada por su ancho tributario, x, que es 0,6 m.
Esta carga habrá que descomponerla en una carga q', que a su vez se descompondrá en q'x y q'y, como
se indica en el esquema, que toman los valores:
q=qd·x=1,64·0,6=0,98≈1 kN/m
q'=q·cosα=1,64·cos(27)=0,89 kN/m
q'x=q'·senα=0,89·sen(27)=0,4 kN/m
q'y=q'·cosα=0,89·cos(27)=0,8 kN/m
Una vez descompuestas las cargas calculamos la correa como una viga biapoyada, y obtenemos las
reacciones Rx' y Ry'. A su vez Ry' se descompone en Ry'x y Ry'y.
Rx'=0,4·5,28=2,11 kN
Ry'=0,8·5,28 2 =2,11 kN; Ry'y=2,11·cos(27)=1,88 kN; Ry'x=2,11·sen(27)=0,96 kN
q=1 kN/m
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El esquema de las viguetas es el de un arco triarticulad, en la cumbrera no hay reacción vertical. De ese modo los esfuerzos en los apoyos son mayores.
Rx'
Ry'y
Ry'
A continuación descompondríamos Ryx de manera que la componente en la dirección de la viga, Ry'xx',
que se sumaria a Rx' y la componente en la dirección perpendicular, Ry'yy', que se la llevaría el soporte:
Ry'xx' Ry'yy'
Una vez descompuestas tenemos unas resultantes
que vamos a llamar Px' y Py'.
Px'=Rx'+Ry'xx'=2,11+1,08=3,19 kN
Py=Ry'y+Ry'yy'=1,88+0,49=2,37 kN
La reacción Ry' del apoyo superior derecho se equilibra con la misma reacción en la barra perpendicular, por lo que no la tenemos en cuenta.
3,19 kN
2,37 kN
1.2.2. Correas exteriores:
En las correas exteriores el área tributaria es la mitad, por lo que todo lo calculado anteriormente se reduce
0,5 veces quedando por tanto:
q=0,5 kN/m Px'=1,6 kN
q'=0,45 kN/m Py=1,2 kN
q'x=0,2 kN/m
q'y=0,4 kN/m
1.2.3. Cercha
Una vez tenemos las reacciones calculamos la cercha que arriostra la cubierta, que está formada por
cordón superior e inferior, 8 montantes de 0,60 m cada uno y 7 diagonales con un ángulo de 45º, como se
muestra en el dibujo.
Con las reacciones obtenidas del análisis anterior calculamos la cercha.
0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
0 ,6 0
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Analizamos nudo por nudo de la cercha para obtener el axil de cada barra:
Nudo 1-7-8=Nudo 6-20-21:
Por tanto, tenemos que:
N1=N6=-9,6 kN
N7=N21=-11,2 kN
N8=N20=13,57 kN
de tirante y cercha hay una tracción de
P·72. Descomponemos esta tracción y la
componente horizontal se la lleva el
tirante y la vertical el soporte.
Px=cos(27)·72 P=9,95 kN
Py=sen(27)·72 P=5,06 kN
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1.3. SELECCIÓN DE PERFILES Una vez tenemos calculados los esfuerzos buscamos un perfil, en este caso tipo C, que resista un axil
superior. La cubierta se ejecutará entera con el mismo perfil, a excepción del cordón inferior de la cercha,
que por razones constructivas sera tipo U.
Dado que los esfuerzos axiles obtenidos son muy pequeños vamos a dimensionar con el momento flector
de las correas de cubierta, que será más restrictivo. Calculamos el diagrama de momentos para las
correas interiores, que al tener igual luz que las exteriores pero mayor carga tendrán un momento más
desfavorable.
M=q·l2/8=0,89·5,282/8=3.10 kN·m CORREAS LATERALES:
M=q·l2/8=0,45·5,282/8=1,57 kN·m
Análisis flexión en las correas de cubierta:
Con ayuda de una hoja excel calculamos lo que resisten a momento y axil los perfiles tipo C y buscamos el
que se ajuste a nuestros esfuerzos.
x
y
x'
y'
x
y
x'
y'
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Para seleccionar el perfil conformado en frio tipo U del cordón superior hay que tener en cuenta que este
recogerá los montantes y los cordones que componen la cercha, por tanto, por condiciones constructivas
por tanto la altura, h, de la U tendrá que ser superior a 100 mm para que pueda recoger los perfiles tipo
C.
Por lo especificado anteriormente elegimos el perfil abierto conformado en frio tipo UF80X160x7 cuya
sección es la que se muestra a continuación:
5 0
A=2,06 cm2
Ix=8,16 cm4
Wx=3,6 cm3
Iy=1,88 cm4
Wy=0,902 cm3x
y
Debido a que MW=262 N/mm2 es muy superior a NA=8,14 N/mm2 la correa trabaja a flexión por lo que se
dimensiona en función del momento flector que resiste el perfil. La correa elegimos el perfil abierto
conformado en frio tipo CF 100x2,0 cuya sección es la que se muestra a continuación: 1 0 0
40 1 5R2.5
A=3,92 cm2
Ix=59,2 cm4
Wx=11,8 cm3
Iy=8,67 cm4
Wy=3,24 cm3x
CF 100x2.0CF 100x2.0CF 100x2.0 CF 100x2.0 CF 100x2.0 CF 100x2.0
CF 100x2.0CF 100x2.0CF 100x2.0 CF 100x2.0 CF 100x2.0 CF 100x2.0 CF 100x2.0
C F
1.4. DIMENSIONADO DEL TIRANTE
En lugar de utilizar un perfil, el tirante se va a resolver con un redondo de acero. Como conocemos el axil
que tiene que soportar, la tension es fyd del acero para armar despejamos el área de la siguiente fórmula:
σ=N A ; A=N
σ=9,95·1000 500/1,15
π =2,7 mm2
Obtenemos que sería necesario una barra de Ø6 mm para los tirantes.
1.5. SOPORTES
Las cargas que reciben los soportes que se encuentran bajo la cubierta son por tanto:
Py=2,37+5,06=7,43 kN para los dos soportes exteriores
Py=2,37 kN para los soportes interiores.
Dado que tomamos la decisión de utilizar el mínimo número de tipos de perfiles, los soportes irán también
con perfil abierto conformado en frio tipo CF 100x2.0, con las siguientes propiedades:
Los soportes trabajan a compresión por lo que para el dimensionado se haria con el axil que resiste el
perfil. Se realiza la comprobación a pandeo y tenemos que para el perfil seleccionado y una longitud de 3,2
metros el axil Ncr=120 kN. Como los axiles que obtenemos son muy bajos el perfil cumpliría a pandeo.
1 0 0
A=3,92 cm2
Ix=59,2 cm4
Wx=11,8 cm3
Iy=8,67 cm4
Wy=3,24 cm3x
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Los esfuerzos que han obtenido corresponden a una vigueta continua apoyada en las cerchas intermedias que experimentan un movimiento vertical. En realidad no tendrán una vigueta continua, ya que se hará en dos tramos. Los esfuerzos de flexión serán algo menores de lo que han previsto.
ACERO LAMINADO
PER IL ESTRUCTURAL CON ORMADO EN RÍO N N
CUADROS DE CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES FORJADO
CUBIERTA TABLERO FIBRA DE VIDRIO ACABADO DE CHAPA
CONTROL DE LA EJECUCIÓN A NIVEL NORMAL CONTROL ESTADÍSTICO DEL ORMIGÓN CONTROL DEL ACERO A NIVEL NORMAL
IPÓTESIS DE CÁLCULO NORMA E E
ELEMENTO
CONSIST.RESIST.TIPO CARACT. NOMINAL
CONT. MIN.
MATERIALES
ACERO LAMINADO c=1.05 HORMIGON c=1.50 ACERO PARA ARMAR c=1.15
ACCIONES
COEFICIENTES DE SEGURIDAD
CUADRO DE CARGAS
VALOR CARACTERÍSTICO VALOR CÁLCULO
NOTAS ACERO ESTRUCTURAL:
LAS SOLDADURAS NO DE INIDAS EN LOS PLANOS SERÁN UNA DE LAS SIGUIENTES SOLDADURAS CON PENETRACIÓN COMPLETA.
-SOLDADURA EN ÁNGULO POR LAS DOS CARAS CON UN ESPESOR DE GARGANTA a=0.7t, SIENDO t EL MENOR DE LOS ESPESORES DE LAS CHAPAS A SOLDAR.
- LAS ESTRUCTURAS METÁLICAS QUE NO QUEDEN VISTAS DEBERÁN SER PROTEGIDAS FRENTE AL FUEGO MEDIANTE MORTERO DE VERMICULITA Y LAS VISTAS CON PINTURA INTUMISCENTE. EN AMBOS CASOS SE DEBERA GARANTIZAR UNA RESISTENCIA AL FUEGO R-90
SOBRECARGA DE USO N N
N N
N N
ACCIONES VARIABLES
TIPO DE FORJADO TABLERO DE OSB ORMIGÓN PLACA DE CARTÓN ESO
ELEMENTO
A1 NACE
A2 NACE
A3 NACE
A4 NACE
A5 NACE
A6 NACE
A7 NACE
A8 NACE
A9 NACE
A10 NACE
A11 NACE
A12 NACE
A13 NACE
A14 NACE
A15 NACE
A16 NACE
A17 NACE
A18 NACE
A19 NACE
A20 NACE
A21 NACE
A22 NACE
A23 NACE
A24 NACE
A25 NACE
A26 NACE
A27 NACE
0
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
9 .3
0 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
15.60
D1-D2-D3-D4-D5-D6-D7-D9-D11-D12 D13-D14-D15-D16-D17-D19-D21-D22 D23-D24-D25-D26-D27
A8-A10-A18-A20 D8-D10-D18-D20
B1-B2-B3-B4-B5-B6-B7-B8-B9-B10 B11-B12-B13-B14-B15-B27
C1-C2-C3-C4-C5-C6-C7-C8-C9-C10 C11-C12-C13-C14-C15-C16-C27
0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
6.60
VARIAS
01
ESCALA GRÁ ICA
ESCALA GRÁ ICA
0.2 1.2 1.4 1.6 1.8m
0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9m
ESCALA GRÁ ICA
ELEMENTO
CONSIST.RESIST.TIPO
CONT. MIN.
ELEMENTO
UF 60 x 120 x 4.0
UF 60 x 120 x 4.0
UF 60 x 120 x 4.0
C F
6.60
+6.40
0.50 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 1.20 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.40
9.30
CUADROS DE CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES
IPÓTESIS DE CÁLCULO NORMA E E IPÓTESIS DE CONTROL
MATERIALES
ACCIONES
CUADRO DE CARGAS
N N
N N
ACCIONES VARIABLES
Nº PLANO:
VARIAS
ESCALA GRÁ ICA
ESCALA GRÁ ICA
0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0m
ESCALA GRÁ ICA
ELEMENTO
CONSIST.RESIST.TIPO
CONT. MIN.
ELEMENTO
CUADROS DE CARACTERÍSTICAS DE MATERIALES
IPÓTESIS DE CÁLCULO NORMA E E IPÓTESIS DE CONTROL
MATERIALES
ACCIONES
CUADRO DE CARGAS
N N
N N
ACCIONES VARIABLES
MONTANTE
VIGUETA
REMATE
OMEGA
VIGUETA
TORNILLO (
OMEGA
TABLERO OSB
AISLANTE
AISLANTE
Nº PLANO:
VARIAS
ESCALA GRÁ ICA
ESCALA GRÁ ICA
0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0m
ESCALA GRÁ ICA
P R O Y E C T O M . 4 ( 2 ) . P E R F I L E S
P E Q U E Ñ O E S P E S O R
R e f o r m a e d i f i c i o e x i s t e n t e .
Nº PLANO:
ESCALA :
PLANO:
RAMÓN ACEÑA RINCÓN BLANCA BAUZÁ MONTOJO ÁNGELA P. BUENDÍA BRASERO JULIÁN EVANGELIO PALOMO
FECHA :
21/05/2017
DETALLE 2
SOPORTES
DIAGONAL
CORDÓN SUPERIOR PERFIL CF 100 x 2.0
CORREA DE CUBIERTA
DETALLE 3
P R O Y E C T O M . 4 ( 2 ) . P E R F I L E S
P E Q U E Ñ O E S P E S O R
R e f o r m a e d i f i c i o e x i s t e n t e .
Nº PLANO:
ESCALA :
PLANO:
RAMÓN ACEÑA RINCÓN BLANCA BAUZÁ MONTOJO ÁNGELA P. BUENDÍA BRASERO JULIÁN EVANGELIO PALOMO
FECHA :
21/05/2017
VIGUETAS FORJADO
CORDÓN INFERIOR CERCHA PERFIL CF 200 x 2.0DETALLE 3
SOPORTES
CORDÓN SUPERIOR CERCHA PERFIL CF 200 x 2.0
MONTANTE Y DIAGONAL
PERFIL DE BORDE
PERFIL DE BORDE
M_4_2 PERFILES DE PEQUEÑO ESPESOR CONFORMADOS EN FRÍO
CURSO 2016-2017
2. FORJADOS:....................................................................................................................... 10
3. CERCHAS: ......................................................................................................................... 15
b) CERCHA TESTERO PLANTA SEGUNDA: ........................................................................ 16
c) CERCHA CUBIERTA: ..................................................................................................... 18
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PLANTEAMIENTO INICIAL: El objeto de esta práctica es resolver el proyecto de reforma de un edificio existente en el que se pretende eliminar todos los forjados existentes y sustituirlos por otros. Para ello vamos a utilizar perfiles de acero galvanizado conformados en frío. CARGAS CONSIDERADAS: Las cargas que hemos considerado han sido las siguientes:
-Para el caso de las plantas tipo: El forjado se va a realizar con una chapa grecada no colaborante y una losa de hormigón armado de 4 cm de espesor.
CM: 1,5 kN/m2 (1 kN/m2 tabiquería +0,5 kN/m2 solado) SCU: 2 kN/m2 PP: 0,5 kN/m2 TOTAL: 4 kN/m2
-Para el caso de la cubierta: Esta se va a realizar con tablero de madera y un acabado de chapa galvanizada.
CM: 1,5 kN/m2 (solado) NIEVE: 0,6 kN/m2 SCU: 0,4 kN/m2 PP: 0,5 kN/m2 TOTAL: 3,0 kN/m2
-VIENTO: El viento solo afectará a la cubierta, ya que la estructura de perfiles de pequeño espesor irá en el interior de la estructura existente, que absorberá todos los esfuerzos del viento.
-COEFICIENTES DE MAYORACIÓN DE LAS CARGAS: Permanentes: 1,35 Variables: 1,50
-COEFICIENTES DE MINORACIÓN: Acero galvanizado: 1,25
Se plantea una estructura de acero galvanizado conformado en frío, en el interior de los muros de la vivienda ya existentes. Consideramos, que vaciamos el edificio al completo ya que se trata de un ejercicio completamente teórico, en la realidad, podríamos dejar algunos elementos estructurales, según los gustos del usuario. A la hora de hacer el estudio de esfuerzos de la estructura, hemos recurrido al programa informático SAP 2000. Hemos interpretado que los forjados apoyan en los muros de la vivienda ya existentes para estar del lado desfavorable ya que contamos con más luz. Por lo tanto los soportes que rodean a estos muros
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se han analizado a partir de las reacciones que le llegan al muro. Como hemos mencionado, estaremos del lado favorable, ya que tendremos unos 20 cm menos de luz. A su vez a la hora de introducir los datos al SAP 2000 hemos considerado que las uniones entre elementos verticales y horizontales, son uniones articuladas.
GRIS: SOPORTES TIPO: C.100.50.20 t=1,5 mm AZUL: CORREAS TIPO: C.250.50.25 t=1,5 mm FUXIA: PARES CUBIERTA: C 250.50.25 t=1,5mm ROJO: DIAGONALES CUBIERTA: C 100.50.20 t=1,5 mm
VERDE: CELOSÍA, PERFIL DE BORDE (U 200.50. t=1,5mm
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1. SOPORTES: A la hora de hacer el estudio de los soportes vemos que tenemos dos elementos singulares, los soportes tipo y los soportes que se encuentran al lado de las grandes luces de planta baja y planta primera (soportes singulares). A su vez, como hemos mencionado antes los soportes del perímetro de la estructura, se dimensionarán a partir de las reacciones que llegan al muro.
a) SOPORTES TIPO: Cuyos esfuerzos máximos obtenidos y resistidos para estos perfiles son los siguientes: *(En la imagen se pueden ver los esfuerzos axiles máximos de los soportes, los momentos de los soportes son 0kN, ya que están articulados en la unión entre correa-soporte)
NEd=21,06 kN (Compresión) MEd= 21,06*0,02=0,42 kNm (Momento debido a la excentricidad mínima)
Para las propiedades del acero galvanizado conformado en frio, hemos tenido en cuenta las siguientes propiedades:
-Fy=280 N/mm2
-Fu=360 N/mm2
CONCLUSIÓN: Siguiendo estos esfuerzos máximos hemos dimensionado los soportes tipo con: PERFIL C- 100.50.20 con un espesor de 1,5 mm. Hemos colocado perfiles Omega 50.50.20 a mitad de la altura del perfil, para que los arriostre, disminuya la longitud de pandeo y aumente su resistencia. Por lo tanto:
NEd=21,06 kN < NRd=36,71 kN CUMPLE
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En el caso de los perfiles Omega 50.50.20, tendrán las siguientes características:
b) SOPORTES SINGULARES: A la hora de dimensionar los soportes singulares, tenemos que tener en cuenta sus esfuerzos máximos. Como podemos ver en la foto, estos soportes tienen que trabajar con NEd=152,99 kN. Por lo que hemos visto en el apartado “Soportes tipo” un perfil C.100.50.20 con un espesor de 1,5 mm, resiste NRd=51,1 kN si está arriostrado cada 45 cm con perfiles omega, por lo tanto en este caso tendremos un soporte compuesto por tres perfiles C.100.50.20 que resiste NRd=153,3 kN, por lo que cumpliría a resistencia.
CONCLUSIÓN: Para el caso de los soportes singulares vamos a usar tres perfiles C.100.50.20 con t=1.5mm, con arriostramientos con perfiles Omega 50.50.20 cada 45 cm.
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Una vez dimensionados los soportes de este lado, tendremos que irnos a los soportes que quedan del lado del perímetro y que tienen un NEd=41,88kN, por lo tanto, como tendremos que poner tres soportes para poder aguantar la celosía, estos solo estarán arriostrados con un perfil Omega 50.50.20, que cada soporte resistirá NRd=36,71 kN.
Finalmente, tendremos tres soportes que soportarán NRd=110,13 kN >NEd=41,88 kN, por lo tanto CUMPLE.
En la siguiente imagen podemos ver, los arriostramientos de los distintos soportes que tenemos.
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c) SOPORTES DEL PERÍMETRO: Como ya hemos mencionado para dimensionar los soportes del perímetro, lo haremos a partir de las reacciones que nos da el programa informático SAP2000. Al considerarse articuladas las cabezas de los soportes, estas no tendrán momento, solo el considerado debido a la excentricidad mínima.
Los esfuerzos máximos obtenidos son los siguientes, que los encontramos en los soportes en esquina: NEd=22,45 kN (Compresión) MEd= 22,45*0,02=0,45 kNm (Momento debido a la excentricidad mínima)
Las reacciones que vemos en cubierta, no hay que analizarlas ya que se apoyan en los muros existentes de la vivienda.
CONCLUSIÓN: Siguiendo estos esfuerzos máximos hemos dimensionado los soportes tipo con: PERFIL C.100.50.20 con un espesor de 1,5 mm. Hemos colocado perfiles Omega70.70.20 a mitad de la altura del perfil, para que los arriostre, disminuya la longitud de pandeo y aumente su resistencia. Por lo tanto: NEd=22.45 kN < NRd=36,71
kN CUMPLE
(*En la imagen de la derecha podemos ver los distintos arriostramientos, de la P1)
Además de colocar los perfiles omega para arriostrar los soportes es necesario unir algún punto de esos perfiles a un punto fijo, por ejemplo en el suelo.Para ello hay que colocar diagonales. Aunque también se puede contar con los paneles de cerramiento.
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2. FORJADOS: Para dimensionar las correas del forjado, tenemos que distinguir, las correas tipo y la correas de los soportes singulares, donde colocaremos las celosías necesarias para que soporten los esfuerzos máximos.
a) CORREAS TIPO: Para dimensionar las correas tipo tenemos unos esfuerzos máximos de: MEd=5,40 kNm
Tomamos el siguiente perfil conformado en frio, C.200.50.25 con un espesor de 1,5 mm, y verificamos que cumple a resistencia. Por lo tanto tenemos que este perfil tiene: Módulo Resistente (W)=28303 mm3
MRd= W* fy/= (28303 mm3*280 N/mm2)/1,25= 6,33 kNm
Por lo tanto: MEd=5,40 kNm < MRd=6,33 kNm CUMPLE
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• DEFORMACIONES: Ahora el siguiente punto, es verificar que este perfil cumple en cuanto la rigidez. Los verificamos con el programa informático SAP2000:
Esta correa tiene una L=3,75 m, y tiene una deformación de 0,0088 m<L/300=0,0125 m, por lo tanto su deformación relativa es de L/426 > L/300, por lo tanto CUMPLE.
También podríamos ver que cumple por medio del programa AISIWIN, en la ventana de “floors”, e introduciendo los datos de la correa tipo, en este caso, C.250.50.25, t=1,5 mm:
Podemos ver que con las cargas que tenemos la luz permitida sería de 4,59 m, y nosotros tenemos 3.75 m.
CONCLUSIÓN: Por lo tanto para las correas tipo de toda la estructura, vamos a utilizar perfiles C.200.50.25 con un espesor de 1,5 mm.
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b) COREAS SINGULARES_1º CELOSÍA: Para dimensionar las celosías utilizaremos los esfuerzos máximos que nos da la siguiente imagen: MEd=79,71 kNm
A partir de este momento y sabiendo que en el soporte, anteriormente dimensionado, consta de tres perfiles C100.50.20, consideramos que también vamos a colocar tres celosías para resistir este momento. Por lo tanto, para saber la altura que tiene que tener esta celosía, tomamos las siguientes consideraciones: -Una celosía tiene que resistir un momento de 79,75 kNm/3 ≈ 27 kNm -En este caso tenemos que colocar, un perfil Channel Stud tanto en el cordón inferior como superior, para permitir introducir los montantes correctamente. El perfil será un Channel Stud 100.50 de 2 mm de espesor, ya que tiene más resistencia, y nos permite reducir el canto de la celosía.
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Por lo tanto la celosía tendrá una altura h, sabiendo que cada cordón resistente 64,96 kN, como podemos ver en la imagen superior: 27 kNm =64,96kN*h h=0,41 m para estar de cara de la seguridad, cogemos h=0,45 m y así también, facilitar el paso de las correas.
c) COREAS SINGULARES_2º CELOSÍA: Para dimensionar las celosías utilizaremos los esfuerzos máximos que nos da la siguiente imagen: MEd=18,76 kNm
CONCLUSIÓN: Como hemos visto en el caso de la 1 celosía, una celosía aguantaba 27 kNm, por lo tanto aquí pondremos una celosía con las mismas propiedades, es decir, cordones en U.100.50 t=2mm, los montantes serán C.100.50.20 t=1,5 mm
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3. CERCHAS: La estructura de perfiles presenta una cercha que soporta el forjado de la boardilla, y sendas cerchas en los testeros que soportan el forjado de planta segunda. Además los faldones de la cubierta presentan también una estructura triangulada en el plano del faldón que se hace cargo de poner en equilibrio los empujes horizontales del faldón contra los muros testeros de fábrica. Vamos a dimensionar a continuación las secciones que hacen falta para estos elementos:
a) CERCHA FORJADO BOARDILLA: Las solicitaciones de cada barra de esta cercha son:
Los cordones de la cercha son perfiles continuos, que dimensionamos par la máxima compresión, en el centro del vano, de 85kN. La longitud de pandeo de esta barra son 0,65m que es la distancia entre montantes. En el plano perpendicular el movimiento del cordón comprimido está coaccionado por el faldón de cubierta.
Para los cordones optamos por secciones en ‘U’ para poder atornillar fácilmente los montantes y diagonales dentro del carril de los cordones. Disponiendo dos celosías gemelas vale con el perfil canal 250.65 de 1,5 mm de espesor como cordón:
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EL conjunto de los dos cordones resiste con seguridad 2 .43,2 kN =86,4 kN > 85kN RESISTE.
La diagonal más solicitada es la de los extremos, que está sometida a una tracción de 74kN, con una longitud total de 2,2m y arriostrada en su punto medio por el montante del tabique con el que se cruza.
Disponemos para este elemento una sección tipo ‘C’. A tracción trabaja toda el área de la sección. Necesitamos una sección cuyo área sea: 74kN/(2 .28kN/cm2/1,05)=1,4cm2
La siguiente sección tiene un área de 2,3 cm2.
El conjunto de las dos diagonales con esta sección resiste 2 .2,3cm2. 28kN/cm2/1,25 =103 kN
b) CERCHA TESTERO PLANTA SEGUNDA: En uno de los testeros de la cubierta en el nivel de la planta segunda disponemos una cercha que recoge la carga de la viga-celosía que soporta el forjado de la planta segunda y apoya en los muros de fábrica.
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El cordón de esta cercha es también continuo. Dado que la cercha tiene un canto importante y recoge dos cargas puntuales de la celosía del forjado de 40kN cada una, además de una carga uniforme del forjado, las barras más solicitadas son las diagonales de la celosía, solicitadas con una tracción de 91kN, es decir necesitamos en estas barras una sección de: 91kN / (28kN/cm2/1,25) =4,0 cm2.
El cordón superior está solicitado con una compresión de hasta 77kN. Como antes disponemos una sección en canal. La longitud de pandeo de la barra es de nuevo 65cm.
Repitiendo la estrategia de disponer dos cerchas gemelas el cordón de cada una de ellas responde a la solicitación de cálculo si tiene, por ejemplo, las siguientes dimensiones:
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EL conjunto de los dos cordones resiste con seguridad 2 .40,2 kN =80,4 kN > 77kN RESISTE.
c) CERCHA CUBIERTA:
Para resistir las acciones horizontales tanto de la acción de viento como del empuje de los faldones de la cubierta disponemos triangulaciones en los faldones.
La barra más solicitada a compresión y también la de mayor longitud es la que marcamos en la siguiente imagen, y es con la que vamos a dimensionar todas las barras que constituyen la cercha de los faldones:
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Su longitud total es de 5,8m, esta coaccionada cada vez que se cruza con las viguetas del faldón, quedando una longitud entre puntos de arriostramiento de 1,65m; y está solicitada con 35kN.
La sección siguiente:
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Resiste con seguridad una compresión máxima de: 40,5 kN > 34kN CUMPLE.
4. CORREAS DE CUBIERTA:
Las correas de cubierta están solicitadas con esfuerzo axil de compresión y flexión. Las solicitaciones de estas barras son:
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Compresión de 13,5 kN y flexión de 7,2 m.kN. La luz a salvar por las correas de la cubierta en proyección horizontal es de 4,55m, y la separación entre montantes del muro que hay debajo es de 60cm.
Con estas condiciones y las cargas enunciadas al principio resulta que disponiendo correas con una cadencia de 30cm (es decir separación mitad a la de los montantes del muro) la sección en ‘U’ siguiente:
Es capaz de salvar una luz de 4,58m> 4,55m RESISTE.
M_4_2 PERFILES DE PEQUEÑO ESPESOR CONFORMADOS EN FRÍO
PLANOS
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Ejercicio final 2016-17 M4_2 ESTRUCTURA METÁLICA CON PERFILES DE PEQUEÑO ESPESOR
grupo
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ÍNDICE
Características de los materiales
Coeficientes de seguridad adoptados
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0. DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO
El objeto sobre el que se desarrolla el contenido del trabajo práctico es un edificio existente de vivienda unifamiliar, formado por dos plantas y un espacio bajo cubierta, que será reformado completamente.
La reforma prevista exige la demolición total de todos los elementos constructivos interiores del inmueble, incluyendo su cubierta.
La fachada, formada por muros estructurales de fábrica, de gran espesor, será respetada y conformará parte de la nueva solución estructural.
Se supone, que los muros existentes de fachada serán capaces de garantizar la estabilidad global de la nueva estructura. En este sentido, estamos hablando de un diseño de Clase Estructural II, de acuerdo con el anexo B de la norma EN 1990.
0.1 Bases de cálculo
Para el desarrollo del proyecto se utilizará estructura metálica, formada con perfiles y chapas de pared delgada conformados en frio, a partir de bobinas de chapa galvanizada.
En la medida de lo posible, se intentará resolver todos los elementos utilizando sólo dos perfiles diferentes, en aras de la mayor sencillez constructiva.
Los perfiles propuestos cumplen con las relaciones de anchura-espesor máximas, que han sido establecidas en la tabla 5.1 de UNE-EN_1993-1-3:2006.
C 220x37 x1.5 mm U 220x52 x1.5 mm
En los anejos A1 y A2 se detallan las características geométricas y las capacidades estructurales relevantes, de las secciones consideradas.
Dado el reducido radio interior en los pliegues, inferior a cinco veces el espesor y a una décima parte de la longitud del elemento plano contiguo, para determinar las propiedades geométricas
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se puede considerar que la sección está formada por ángulos vivos, sin acuerdos, y tomar la longitud de los elementos planos como la proyección correspondiente a los puntos medios de las esquinas.
El análisis aplicado para abordar el diseño, tiene el carácter de “uno de conjunto”. Es decir, se valorarán las zonas de solicitación máxima, procediendo a las comprobaciones pertinentes y, luego bastará con emplear en el resto de la estructura los mismos perfiles. El objetivo final es facilitar el proceso constructivo de montaje, que debe ser repetitivo.
El modelo 3D realizado, con SAP 2000, tiene el objetivo de verificar las zonas de tensión máxima. Aunque, la posición de los perfiles en el proyecto final no tiene por qué corresponder “exactamente” con la que ocupan en el análisis. La solución estructural puede ajustarse ligeramente a las necesidades de obra y, en función de los detalles constructivos.
En el cálculo de solicitaciones, dado que se trata de perfiles con clase de sección esbelta, clase 4, se utilizará análisis elástico con posible reducción de rigidez.
Al determinar la resistencia de las secciones se utilizará el método elástico aplicando el concepto de la sección reducida eficaz, para poder valorar las inestabilidades locales (abolladura) y de distorsión, que se dan en este tipo estructural.
No obstante, todos los perfiles siempre dispondrán de elementos transversales, tanto intermedios como de borde, para su atado y rigidización.
Las uniones se resolverán mediante tornillos roscachapa, y cumplirán la norma UNE-EN ISO 10666 “Tornillos autotaladrantes y autorroscantes. Características mecánicas y funcionales”
y el resto de normas específicas aplicables a su geometría particular (cabeza hexagonal).
En las uniones se aplicará el criterio que la rotura debe ser dúctil, es decir que la capacidad a cortante del tornillo es superior a la correspondiente a cualquier otro modo de fallo (+20%).
En la siguiente tabla se muestran las resistencias de cálculo por tornillo, obtenidas aplicando un coeficiente parcial de seguridad γM2=1,25.
Resistencia a cortadura de una unión de dos chapas dependiendo del espesor de la chapa más delgada y del diámetro del tornillo, Fb,Rd [kN/tornillo]
espesor 1,0mm espesor 1,5mm espesor 2,0mm
diametro 3,5 mm 1,7 3,2 4,2
diametro 4,0 mm 1,8 3,4 4,8
diametro 4,5 mm 2,0 3,6 5,4
diametro 5,0 mm 2,1 3,8 5,8
Todas las uniones de la estructura llevarán, al menos, 4 tornillos de 5mm de diámetro, trabajando a cortante, tal y como es habitual en este tipo de montajes… salvo en los detalles
de unión indicados expresamente.
Planta Primera. Nivel de acceso / calle
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0.2 Acciones consideradas en el calculo
Para la evaluación de acciones se han seguido las presunciones fijadas por CTE SE-AE.
- Forjado Tipo: - Peso propio: forjado de chapa grecada y mortero (50mm) ............... 1,0 kN/m2 - Solado y revestimiento inferior .......................................................... 0,5 kN/m2
- Sobrecarga de uso (vivienda) ……………......................................... 2,0 kN/m2
- Forjado de Cubierta: - Peso propio: tablero o paneles ligeros de madera (15mm) .............. 1,0 kN/m2 - Cobertura y revestimiento inferior ……………................................... 0,5 kN/m2
- Sobrecarga de nieve (o mantenimiento) …….................................... 0,6 kN/m2
- Cerramiento de fachada …………………........................................ 3,0 kN/m
- Escaleras de caracol ………..……………........................................ 2,0 kN
VIENTO
Presión dinámica, zona-A (Madrid) qb = 0,42 kN/m2
Coeficiente de exposición, entorno urbano (grado aspereza IV) ce = 1,80 a +10,5m ce = 1,55 a + 7,5m
Coeficiente eólico longitudinal (esbeltez 12/17 = 0,7) cp = +0,78 cs = - 0,40
Coeficiente eólico transversal (esbeltez 12/11 = 1,1) cp = +0,80 cs = - 0,55
Por tanto, sobre los faldones de cubierta el viento supone:
en dirección longitudinal, a +10,5m: qe = 0,42·1,80·(+0,78) = +0,59 kN/m2 qe = 0,42·1,80· (-0,40) = - 0,30 kN/m2
en dirección transversal, a +9m: qe = 0,42·1,55· (+0,80) = +0,52 kN/m2 qe = 0,42·1,55· (-0,55) = - 0,36 kN/m2
Se supone que los muros existentes asumen la estabilidad global de la estructura. Por tanto, las cargas anteriormente determinadas, servirán únicamente para el estudio local de los faldones de la cubierta.
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Coeficiente parcial de seguridad material γc = 1,50
Resistencia de cálculo fcd = 16,67 N/mm2
Acero corrugado B-500S fyk = 500 N/mm2
Coeficiente parcial de seguridad material γs = 1,15
Resistencia de cálculo fyd = 435 N/mm2
Acero laminado S-275-JR fyk = 275 N/mm2
Resistencia de cálculo fyd = 261,9 N/mm2
Acero conformado S-280GD+Z (EN 10326) fyb = 280 N/mm2
Límite elástico después del doblado fya = 280 N/mm2
Tensión última del material fu = 360 N/mm2
Resistencia de cálculo fyd = 266,7 N/mm2
0.4 Coeficientes de seguridad adoptados
efecto desfavorable favorable Acciones permanentes 1,35 1,0
Acciones variables 1,50 0,0
0.5 Coeficientes de simultaneidad
Sobrecarga de nieve, con altitud ≤ 1000m 0,5 0,2 0
Sobrecarga de viento 0,6 0,5 0
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1. FORJADO PLANTA PRIMERA
En los siguientes esquemas se detallan los diagramas de esfuerzos de cálculo, y de resistencia máxima de las secciones, considerando únicamente la hipótesis de carga máxima en todos los vanos.
No se ha planteado en el cálculo de esfuerzos alternancia de sobrecargas, dado que se considera que dichos efectos quedan incluidos en la sobrecarga equivalente considerada.
Para determinar los esfuerzos se ha procedido a realizar un análisis lineal sin redistribución, mediante el programa de análisis SAP 2000.
Para determinar la resistencia última de las secciones, y en la fase de diseño conceptual, se han utilizado los resultados obtenidos con AISIWIN (ver anejos).
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El dimensionado de los perfiles es el siguiente:
- Rojo: C (220x37x1.5) - Amarillo: 2xC (220x37x1.5) en cajón - Amarillo oscuro: U (200x37x1.5) - Azul claro: U (220x52x1.5) - Azul marino: Chapa (100x1.5)
Forjado Planta Primera
Forjado Planta Segunda
M4.2 RODRIGO BURGOS_SANDRA CAMACHO_EUGENIO SIMÓN_MEMORIA
0_MEMORIA_M4.1_ACERO_GRUP0 4 1
PLANTEAMIENTO INICIAL:
1. SOPORTES:
a) SOPORTES TIPO:
b) SOPORTES SINGULARES:
En la siguiente imagen podemos ver, los arriostramientos de los distintos soportes que tenemos.
c) SOPORTES DEL PERÍMETRO:
PLANTEAMIENTO INICIAL:
3. CERCHAS:
c) CERCHA CUBIERTA:
Portada A3 acero
M4.2 RODRIGO BURGOS_SANDRA CAMACHO_EUGENIO SIMÓN_PLANOS
7
P42_MEMORIA_Climent_Crespo_Gimenez

M4 2 ESTRUCTURAS DE PERFILES DE ACERO DE PEQUEÑO …

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