Nave para taller de mecanizado y electroerosión
Abstract
El presente proyecto se encarga del cálculo y el diseño de una nave industrial para un taller de mecanizado y electroerosión y estará situada en el municipio de Galdakao (Bizkaia). La nave tendrá un puente grúa de 12,5 tn. para el manejo de materias primas, productos y maquinaria. Estará constituida por 11 pórticos separados 5 m. entre sí, con una longitud total de la nave de 50 m y un ancho de 22 m. La superficie total será de 1100 m2
Full text
Curso: 2020-2021 Fecha: 15-06-2021 Alumno: Villamayor Ortega, Alberto Director: Marcos Rodríguez, Ignacio GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TRABAJO FIN DE GRADO NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN DOCUMENTO 3ANEXOS
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS I Índice 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1 2. DATOS DE PARTIDA ................................................................................................ 2 3. ACCIONES .................................................................................................................. 3 4. CUBIERTA .................................................................................................................. 4 4.1. ELECCIÓN DE LA CUBIERTA .............................................................................. 4 4.2. CÁLCULOS DE LA CUBIERTA ......................................................................... 5 4.2.1. Peso propio ...................................................................................................... 6 4.2.2. Sobrecarga de uso............................................................................................ 6 4.2.3. Sobrecarga de nieve ........................................................................................ 7 4.2.4. Sobrecarga de viento ....................................................................................... 9 4.2.5. Resumen de cargas ........................................................................................ 18 4.3. COMBINACIONES DE CARGAS ..................................................................... 19 5. CERRAMIENTO LATERAL .................................................................................... 23 5.1. ELECCIÓN DEL CERRAMIENTO DE FACHADA ........................................ 23 5.2. CÁLCULOS DE LA FACHADA ....................................................................... 24 5.2.1. Peso propio .................................................................................................... 24 5.2.2. Sobrecarga de viento ..................................................................................... 24 5.2.3. Resumen de cargas ........................................................................................ 33 5.3. COMBINACIONES DE CARGAS ..................................................................... 34 6. GRÚA PUENTE ........................................................................................................ 38 6.1. DATOS DE PARTIDA DE LA GRÚA PUENTE .............................................. 38 6.2. CLASIFICACIÓN DEL POLIPASTO ................................................................ 38 6.2.1 Clasificación según las condiciones de servicio ............................................ 38 6.2.2 Determinación del grupo de trabajo ............................................................... 39 6.2.3 Elección del polipasto .................................................................................... 40 6.3. ELECCIÓN DE LOS TESTEROS ...................................................................... 40 6.4. ELECCIÓN DE LA GRÚA PUENTE ................................................................ 42 6.5. CÁCULO DE LA VIGA CARRIL ...................................................................... 43 6.5.1. Clasificación de los puentes grúa .................................................................. 43 6.5.2. Acciones verticales de las ruedas de la grúa puente...................................... 46
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS II 6.5.3 Acciones horizontales longitudinales ............................................................. 48 6.5.4 Acciones horizontales transversales sobre los carriles de traslación del puente ................................................................................................................................. 51 6.5.5. Situaciones posibles debidas al puente grúa ................................................. 53 6.5.6. Cálculo de la viga carril ................................................................................ 55 6.5.7. Informe de resultados .................................................................................... 71 7. DIMENSIONAMIENTO MEDIANTE EL PROGRAMA DE CÁLCULO .............. 72 7.1. ELEMENTOS DE LA NAVE ............................................................................. 86 7.1.1 Pórticos ........................................................................................................... 86 7.1.2 Pilarillos hastiales ......................................................................................... 107 7.1.3 Vigas de arriostramiento y marcos de las cruces de San Andrés ................. 116 7.1.4 Elementos de arriostramiento (Cruces de San Andrés) ................................ 125 7.1.5 Dinteles de las puertas de entrada y salida de material de la nave ............... 128 7.1.6 Ménsulas de la viga carril............................................................................. 137 7.2. UNIONES .......................................................................................................... 147 7.2.1 Especificaciones ........................................................................................... 147 7.2.2 Referencias y simbología ............................................................................. 149 7.2.3 Comprobaciones en placas de anclaje .......................................................... 152 7.2.4 Memoria de cálculo ...................................................................................... 153 7.3. PLACAS DE ANCLAJE ................................................................................... 239 7.4. CIMENTACIÓN ............................................................................................... 247 7.4.1. Elementos de cimentación aislados ............................................................. 247 7.4.2. Vigas de atado ............................................................................................. 256 7.4.3. Solera ........................................................................................................... 257 8. RED DE SANEAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES .......................................... 257
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 1 1. INTRODUCCIÓN En este documento se justificarán todas las soluciones tomadas para el desarrollo del proyecto. En él daremos cuenta de las hipótesis de partida, de los procedimientos seguidos para el cálculo de la estructura, de los resultados finales de los elementos y de las comprobaciones pertinentes de éstos. Primeramente expondremos los datos de partida y las acciones a la que estará expuesta la estructura. Teniendo en cuenta estos datos dimensionaremos la cubierta y los cerramientos laterales del edificio. Posteriormente, mediante el programa informático de cálculo Nuevo Metal 3D de Cype Ingenieros dimensionaremos la nave. De esta manera agilizamos el proceso de cálculo a la vez que evitamos la tarea de realizar comprobaciones manuales. También elegiremos el polipasto del puente grúa según nuestras necesidades y dimensionaremos la viga carril y las ménsulas correspondientes que sustentarán a nuestra grúa puente. Los resultados de los cálculos que se muestran a continuación corresponden a la estructura completa, cimentación y saneamiento.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 2 2. DATOS DE PARTIDA La nave industrial de estructura metálica y cubierta a dos aguas albergará en su interior una grúa puente con una capacidad de carga de 12,5 Toneladas. Los datos de partida que utilizaremos a la hora de dimensionar nuestra nave serán los siguientes: Longitud: 50 metros Luz: 22 metros Altura útil: 10 metros Altura total: 11,1 metros Inclinación de la cubierta: 5,71º Número de pórticos: 11 Distancia entre pórticos: 5 metros
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 3 3. ACCIONES Ahora que ya tenemos definidos los parámetros más generales de nuestra nave pasamos a hacer los cálculos de cada elemento. Para realizar los cálculos definiremos primero las distintas combinaciones de cargas que se pueden dar en nuestra nave. Los parámetros que tomaremos en consideración serán: Peso propio de la estructura (CP) Sobrecarga de uso (SU) Sobrecarga de nieve (SN) Sobrecarga de viento (V) Lo desdoblaremos en viento 1 (V1) a presión, y viento 2 (V2) a succión. La disposición de juntas de dilatación puede contribuir a disminuir los efectos de las variaciones de la temperatura. En edificios habituales con elementos estructurales de hormigón o acero, pueden no considerarse las acciones térmicas cuando se dispongan juntas de dilatación de forma que no existan elementos continuos de más de 40 m de longitud. En nuestro caso no consideraremos los efectos de las acciones térmicas como permite la norma, al disponer nuestra nave de junta de dilatación. Cada una de estas cargas puede actuar por separado o simultáneamente, y la norma establece unas directrices a seguir para combinarlas adecuadamente que explicaremos más adelante en el apartado de combinaciones, una vez que hayamos calculado todas las acciones. Todas las acciones se calcularán en base al Documento Básico de Seguridad Estructural – Acciones de la Edificación (DB SE-AE).
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 4 4. CUBIERTA 4.1. ELECCIÓN DE LA CUBIERTA Elegiremos para la cubierta un perfil de cubierta de tipo sándwich de 5 grecas de la gama ACH. Este tipo de perfil ofrece una solución de cubierta de alta calidad y durabilidad, garantizando una total estanqueidad, además de superar las mayores exigencias contra el fuego, y ofrecer un elevado nivel de aislamiento térmico. El diseño multigrecado le confiere una gran resistencia mecánica que permite luces mayores a igualdad de carga. El panel de 5 Grecas de Cubierta está especialmente diseñado para aquellas construcciones que requieran un elevado nivel de resistencia al fuego. Figura 1. Cerramiento de cubierta Para nuestro caso elegiremos un panel triapoyado que quedará del lado de la seguridad puesto que es más restrictivo que el panel multiapoyado que utilizaremos para nuestra obra. El espesor del panel será de 80mm. Y la distancia de correas de 150cm.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 5 Figura 2. Características del panel de cubierta De las tablas anteriores obtenemos los siguientes datos: Resistencia:3,66kN/m2 Peso:19,1kg/m2 = 187,37 N/m2 Distancia entre apoyos: 1,5m Espesor:80 mm 4.2. CÁLCULOS DE LA CUBIERTA Tras haber realizado la selección de la cubierta, se procede al cálculo de las diferentes acciones que inciden en ella. Agrupamos dichas acciones en dos grupos diferentes: Acciones permanentes: el peso propio de la cubierta. Acciones variables: la sobrecarga de uso, de nieve y de viento que inciden en ella.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 12 Figura 8. Cubiertas a dos aguas. Direccón del viento -45º ≤ θ ≤ 45º Nuestra cubierta tiene 5,71º de inclinación. Nos ayudamos de la figura anterior para obtener el valor de los coeficientes para las diferentes zonas. Para nuestro caso estudiando la influencia del viento en las distintas zonas de la cubierta: A ≥ 10m2 e = min (b, 2h) = 23m
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 13 F G H I J SUCCIÓN -1.7 -1.2 -0.6 -0.6 0.2 PRESIÓN 0 0 0 -0.6 -0.6 2. Viento de frente. Figura 9. Cubiertas a dos aguas. Direccón del viento 45º ≤ θ ≤135º Nuestra cubierta tiene 5,71º de inclinación. Nos ayudamos de la figura anterior para obtener el valor de los coeficientes para las diferentes zonas. Para nuestro caso estudiando la influencia del viento en las distintas zonas de la cubierta: A ≥ 10m2 e = min (b, 2h) = 23m
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 14 F G H I SUCCIÓN -1.6 -1.3 -0.7 -0.6 Ahora vamos a estudiar la presión interior. Para ello, tal y como hemos indicado antes aplicaremos la fórmula: qe = qb ce cp, sin embargo los coeficientes toman valores diferentes a los que hemos utilizado para la presión exterior. La presión dinámica será 0.52 KN/m2, ya explicada con anterioridad, ésta no cambia de valor para la exterior e interior. En edificios de una sola planta, se considerará como coeficiente de exposición el correspondiente a la altura del punto medio del hueco, salvo que exista un hueco dominante, en cuyo caso el coeficiente de exposición será el correspondiente a la altura media de dicho hueco. Teniendo en cuenta esto y ayudandonos de la tabla de la figura 7, adoptamos un valor de 1,3 para el coeficiente de exposición. Si el edificio presenta grandes huecos la acción del viento genera, además de presiones en el exterior, presiones en el interior, que se suman a las anteriores. El coeficiente eólico de presión interior, cpi, se considera único en todos los paramentos interiores del edificio que delimitan la zona afectada por la fachada o cubierta que presenta grandes huecos. El coeficiente de presión interior obtendrá un valor. Cuando el viento pega de frente por el lado del cerramiento, éste será sotavento. En el caso de que la nave tenga algún hueco se deberá estudiar también a barlovento, tomando entonces el coeficiente de presión interior dos valores. Para estos casos el valor del coeficiente de presión interior se tomará de la tabla 3.6 que se presenta a continuación. En ella hay que entrar con la esbeltez en el plano paralelo al viento, que será la relación entre la altura de cumbrera y la longitud del largo de la nave, y con la relación del área de huecos en zonas de succión respecto al área de huecos total.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 15 Figura 10. Presiones ejercidas por el viento en una construcción con grandes huecos. Al tratarse de una nave con dos puertas en cada plano transversal se determina que la nave consta de cuatro puertas de 25m2 cada una. Se tomarán las puertas de las fachadas transversales como abiertas o cerradas en conjunto y a conveniencia de las estimaciones oportunas de cálculo. Consecuentemente, se establece que la situación más desfavorable consiste en mantener las puertas transversales de un plano abiertas y las del otro plano transversal cerradas. Además, dada la simetría de la nave, se pueden simplificar los cálculos a dos situaciones. Para realizar el cálculo del coeficiente de presión interior se precisan los valores referentes a la esbeltez en el plano paralelo al viento y al área de los huecos en la zona de succión respecto al área total de huecos del edificio. La esbeltez en el plano paralelo al viento será: h/b = 11,5/50 = 0,23 < 1 A continuación analizaremos el área de huecos a succión con respecto al área total de huecos lo que nos generará las dos situaciones mencionadas anteriormente: Huecos a barlovento (puertas abiertas en la fachada por donde incide el viento) = 0m2/50m2 = 0, luego cpi = 0,7 Huecos a sotavento (puertas cerradas en la fachada por donde incide el viento) = 50m2/50m2 = 1, luego cpi = -0,5 Una vez calculadas las áreas de huecos en zonas de succión respecto al área total de huecos de la nave, introducimos los datos en la siguiente tabla y obtenemos los coeficientes de presión interior.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 16 Figura 11. Tabla 3.6. Coeficientes de presión interior Con lo que obtendremos un coeficiente de presión interior (cpi) diferente para cada situación estudiada. Resultados de la acción del viento Con los coeficientes obtenidos aplicamos la siguiente fórmula para calcular la presión estática del viento (qe): qe = qb ce cp ACCION EXTERIOR DEL VIENTO Transversal Longitudinal PRESIÓN SUCCIÓN SUCCIÓN F 1,9 ∙ 0,52 ∙ 0 = 0 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-1,7) = -1,68 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-1,6) = -1,58 G 1,9 ∙ 0,52 ∙ 0 = 0 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-1,2) = -1,19 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-1,3) = -1,28 H 1,9 ∙ 0,52 ∙ 0 = 0 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-0,6) = -0,59 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-0,7) = -0,69 I 1,9 ∙ 0,52 ∙ 0 = 0 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-0,6) = -0,59 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-0,6) = -0,59 J 1,9 ∙ 0,52 ∙ 0,2 = 0,2 1,9 ∙ 0,52 ∙ (-0,6) = -0,59 ACCION INTERIOR DEL VIENTO Huecos a barlovento (Presión interior)
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 17 qvpint = 0,52 1,3 0,7 = 0,47 kN/m2 Huecos a sotavento (Succión interior) qvsint = 0,52 1,3 (-0,5) = -0,34 kN/m2 RESULTADOS TOTALES qv = qvext - qvint TRANSVERSAL Puesto que no existen huecos importantes en los cerramientos laterales de la nave, no se producirá ningún tipo de presión interior: qvint = 0 Consecuentemente: qv = qvext PRESION SUCCION qf = 0 qf = -1,68 qg = 0 qg = -1,19 qh = 0 qh = -0,59 qi = 0 qi = -0,59 qj = 0,2 qj = -0,59 LONGITUDINAL Huecos a barlovento Huecos a sotavento SUCCION SUCCION qf = -2,05 qf = -1,24 qg = -1,75 qg = -0,94
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 18 qh = -1,16 qh = -0,35 qj = -1,06 qj = -0,25 RESULTADOS FINALES A la vista de los resultados obtenidos, seleccionamos los más desfavorables, que son los que emplearemos para cálculos posteriores siendo: qvp = 0,2 kN/m2 qvs = -2,05 kN/m2 4.2.5. Resumen de cargas Procedemos a exponer un breve resumen de las cargas obtenidas para el cálculo posterior de las combinaciones de cargas: Cargas permanentes PESO PROPIO qppy = 19,00 kg/m2 = 0,186 kN/m2 qppx = 1,90 kg/m2 = 0,019 kN/m2 Cargas variables SOBRECARGA DE USO qsuy = 0,396 kN/m2 qsux = 0,039 kN/m2 SOBRECARGA DE NIEVE qny = 0,296 kN/m2 qnx = 0,030 kN/m2 EFECTO DEL VIENTO (MÁS DESFAVORABLE) Presión: qvp = 0,2 kN/m2 Succion: qvs = -2,05 kN/m2
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 19 4.3. COMBINACIONES DE CARGAS A continuación, se describe el proceso seguido, según Código Técnico de la Edificación Documento Básico Seguridad Estructural, para plantear las posibles combinaciones de hipótesis de carga y posteriormente seleccionar las más peligrosas. El valor de cálculo de los efectos de las acciones correspondiente a una situación persistente o transitoria, se determina mediante combinaciones de acciones a partir de la expresión: Es decir, considerando la acción simultánea de: a) todas las acciones permanentes, en valor de cálculo (γG · Gk), incluido el pretensado ( γP · P); b) una acción variable cualquiera, en valor de cálculo (γQ · Qk), debiendo adoptarse como tal una tras otra sucesivamente en distintos análisis; c) el resto de las acciones variables, en valor de cálculo de combinación (γQ · ψ0 · Qk). Los valores de los coeficientes deseguridad, γ, se establecen en la tabla 4.1 para cada tipo de acción, atendiendo para comprobaciones de resistencia a si su efecto es desfavorable o favorable, considerada globalmente.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 20 Figura 12. Tabla 4.1. Coeficientes parciales de seguridad (γ) para las acciones. Para comprobaciones de estabilidad, se diferenciará, aun dentro de la misma acción, la parte favorable (la estabilizadora), de la desfavorable (la desestabilizadora). Los valores de los coeficientes des imultaneidad que se emplean en las combinaciones, ψ0, se establecen en la tabla 4.2. Figura 13. Tabla 4.2. Coeficiente de simultaneidad (ψ) para las acciones.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 21 Siguiendo los pasos descritos anteriormente, se estudian 9 combinaciones de hipótesis de carga que quedan de la siguiente manera: En esta ocasión se pueden tachar ciertos valores, pues observándolos directamente la lógica dice que van a ser menores en comparación con alguna ecuación restante. Por ejemplo, la ecuación del peso propio evidentemente presentará un resultado menor al de la ecuación de peso, nieve y viento a presión. De la misma forma se han despreciado las fórmulas de dos valores, exceptuando la de sobrecarga de uso, ya que las últimas cuatro ecuaciones complementan las anteriores con un elemento adicional, generando en comparación un resultado mayor. Por último, cabe destacar también, que la fórmula de peso propio con nieve y viento a succión es irrelevante y claramente sustituida por la última ecuación, de peso propio, viento a succión y nieve, dados los coeficientes parciales de seguridad, que en ese caso concreto hace nulo el valor de la sobrecarga de nieve, y los coeficientes de simultaneidad, los cuales reducen el efecto del viento a succión en la ecuación desechada. Aclarando dichos puntos, se prosigue introduciendo los valores recopilados en el apartado anterior en las fórmulas seleccionadas, bien en perpendicular como en paralelo: Perpendicular y paralelo Perpendicular = 1,35· 0,186+ 1,5· 0,396 =0,845kN/m2
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 28 cubierta: A ≥ 10m2 Por otro lado el parámetro h/d relaciona la altura y el ancho de la nave, con lo que 11,5/30 = 0,38. Con los datos que tenemos obtenemos los valores de los coeficientes necesarios. Como ya sabemos los valores positivos indican presión y los valores negativos indican succión. A ≥ 10m2 A B C D E h/d = 0,38 -1.2 -0.8 -0.5 0.7 -0.3 2. Viento de frente. Figura 19. Paramentos verticales Nos ayudamos de la figura anterior para obtener el valor de los coeficientes para las diferentes zonas. Para nuestro caso estudiando la influencia del viento en las distintas zonas de la cubierta:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 29 A ≥ 10m2 Por otro lado el parámetro h/d relaciona la altura y el ancho de la nave, con lo que 11,5/50 = 0,23. Con los datos que tenemos obtenemos los valores de los coeficientes necesarios. Como ya sabemos los valores positivos indican presión y los valores negativos indican succión. A ≥ 10m2 A B C D E h/d ≤ 0.25 -1.2 -0.8 -0.5 0.7 -0.3 Ahora vamos a estudiar la presión interior. Para ello, tal y como hemos indicado antes aplicaremos la fórmula: qe = qb ce cp, sin embargo los coeficientes toman valores diferentes a los quehemos utilizado para la presión exterior. La presión dinámica será 0.52 KN/m2, ya explicada con anterioridad, ésta no cambia de valor para la exterior e interior. En edificios de una sola planta, se considerará como coeficiente de exposición el correspondiente a la altura del punto medio del hueco, salvo que exista un hueco dominante, en cuyo caso el coeficiente de exposición será el correspondiente a la altura media de dicho hueco. Teniendo en cuenta esto y audandonos de la tabla de la figura 7, adoptamos un valor de 1,3 para el coeficiente de exposición. Si el edificio presenta grandes huecos la acción del viento genera, además de presiones en el exterior, presiones en el interior, que se suman a las anteriores. El coeficiente eólico de presión interior, cpi, se considera único en todos los paramentos interiores del edificio que delimitan la zona afectada por la fachada o cubierta que presenta grandes huecos. El coeficiente de presión interior obtendrá un valor. Cuando el viento pega de frente por el lado del cerramiento, éste será sotavento. En el caso de que la nave tenga algún hueco se deberá estudiar también a barlovento, tomando entonces el coeficiente de presión interior dos valores. Para estos casos el valor del coeficiente de presión interior se tomará de la tabla 3.6 que se presenta a continuación. En ella hay que entrar con la esbeltez en el plano
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 30 paralelo al viento, que será la relación entre la altura de cumbrera y la longitud del largo de la nave, y con la relación del área de huecos en zonas de succión respecto al área de huecos total. Figura 20. Presiones ejercidas por el viento en una construcción con grandes huecos Al tratarse de una nave con dos puertas en cada plano transversal se determina que la nave consta de cuatro puertas de 25m2 cada una. Se tomarán las puertas de las fachadas transversales como abiertas o cerradas en conjunto y a conveniencia de las estimaciones oportunas de cálculo. Consecuentemente, se establece que la situación más desfavorable consiste en mantener las puertas transversales de un plano abiertas y las del otro plano transversal cerradas. Además, dada la simetría de la nave, se pueden simplificar los cálculos a dos situaciones. Para realizar el cálculo del coeficiente de presión interior se precisan los valores referentes a la esbeltez en el plano paralelo al viento y al área de los huecos en la zona de succión respecto al área total de huecos del edificio. La esbeltez en el plano paralelo al viento será: h/b = 11,5/50 = 0,23 < 1 A continuación analizaremos el área de huecos a succión con respecto al área total de huecos lo que nos generará las dos situaciones mencionadas anteriormente: Huecos a barlovento (puertas abiertas en la fachada por donde incide el viento) = 0m2/50m2 = 0, luego cpi = 0,7 Huecos a sotavento (puertas cerradas en la fachada por donde incide el viento) =
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 31 50m2/50m2 = 1, luego cpi = -0,5 Una vez calculadas las áreas de huecos en zonas de succión respecto al área total de huecos de la nave, introducimos los datos en la siguiente tabla y obtenemos los coeficientes de presión interior. Figura 21. Tabla 3.6. Coeficientes de presión interior Con lo que obtendremos un coeficiente de presión interior (cpi) diferente para cada situación estudiada. Resultados de la acción del viento Con los coeficientes obtenidos aplicamos la siguiente fórmula para calcular la presión estática del viento (qe): qe = qb ce cp ACCION EXTERIOR DEL VIENTO TRANSVERSAL PRESIÓN SUCCIÓN A 0,52 · 1,9 · (-1,2) = - 1,18 B 0,52 · 1,9 · (-0,8) = - 0,79 C 0,52 · 1,9 · (-0,5) = - 0,49 D 0,52 · 1,9 · 0,7 = 0,69 E 0,52 · 1,9 · (-0,3) = -0,30 LONGITUDINAL PRESIÓN SUCCIÓN A 0,52 · 1,9 · (-1,2) = - 1,18
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 32 B 0,52 · 1,9 · (-0,8) = - 0,79 C 0,52 · 1,9 · (-0,5) = - 0,49 D 0,52 · 1,9 · (0,7) = 0,69 E 0,52 · 1,9 · (-0,3) = - 0,30 ACCION INTERIOR DEL VIENTO Huecos a barlovento (Presión interior) qvpint = 0,52 1,3 0,7 = 0,47 kN/m2 Huecos a sotavento (Succión interior) qvsint = 0,52 1,3 (-0,5) = -0,34 kN/m2 RESULTADOS TOTALES qv = qvext - qvint TRANSVERSAL Puesto que no existen huecos importantes en los cerramientos laterales de la nave, no se producirá ningún tipo de presión interior: qvint = 0 Consecuentemente: qv = qvext PRESION SUCCION qa = -1,18 qb = -0,79 qc = -0,49
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 33 qd = 0,69 qe = -0,30 LONGITUDINAL Huecos a barlovento Huecos a sotavento PRESION SUCCION PRESION SUCCION qa = -1,18 - 0,47 = -1,65 qa = -1,18 + 0,34 = -0,84 qb = -0,79 - 0,47 = -1,26 qb = -0,79 + 0,34 = -0,45 qc = -0,49 - 0,47 = -0,96 qc = -0,49 + 0,34 = -0,15 qd = 0,69 - 0,47 = 0,22 qd = 0,69 + 0,34 = 1,03 qe = -0,30 - 0,47 = -0,77 qe = -0,30 + 0,34 = 0,04 RESULTADOS FINALES A la vista de los resultados obtenidos, seleccionamos los más desfavorables, que son los que emplearemos para cálculos posteriores siendo: qvp = 1,03 kN/m2 qvs = -1,65 kN/m2 5.2.3. Resumen de cargas Procedemos a exponer un breve resumen de las cargas obtenidas para el cálculo posterior de las combinaciones de cargas: Cargas permanentes PESO PROPIO qpp = 10,72 kg/m2 = 0,105 kN/m2 Cargas variables EFECTO DEL VIENTO (MAS DESFAVORABLE)
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 34 Presión: qvp = 1,03 kN/m2 Succion: qvs = -1,65 kN/m2 5.3. COMBINACIONES DE CARGAS A continuación, se describe el proceso seguido, según Código Técnico de la Edificación Documento Básico Seguridad Estructural, para plantear las posibles combinaciones de hipótesis de carga y posteriormente seleccionar las más peligrosas. El valor de cálculo de los efectos de las acciones correspondiente a una situación persistente o transitoria, se determina mediante combinaciones de acciones a partir de la expresión: Es decir, considerando la acción simultánea de: a) todas las acciones permanentes, en valor de cálculo (γG · Gk), incluido el pretensado ( γP · P); b) una acción variable cualquiera, en valor decálculo (γQ · Qk), debiendo adoptarse como tal una tras otra sucesivamente en distintos análisis; c) el resto de las acciones variables, en valor de cálculo de combinación (γQ · ψ0 · Qk). Los valores de los coeficientes de seguridad, γ, se establecen en latabla 4.1 para cada tipo de acción, atendiendo para comprobaciones de resistencia asi su efecto es desfavorable o favorable, considerada globalmente.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 35 Figura 22. Tabla 4.1. Coeficientes parciales de seguridad (γ) para las acciones Para comprobaciones de estabilidad, se diferenciará, aun dentro de la misma acción, la parte favorable (la estabilizadora), de la desfavorable (la desestabilizadora). Los valores de los coeficientes de simultaneidad que se emplean en las combinaciones, ψ0, se establecen en la tabla 4.2. Figura 23. Tabla 4.2. Coeficiente de simultaneidad (ψ) para las acciones Siguiendo los pasos descritos anteriormente, se estudian 9 combinaciones de
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 36 hipótesis de carga que quedan de la siguiente manera: En esta ocasión, para el caso de la fachada,se pueden desechar ciertos valores, ya que para este caso en concreto sólo se presentan el peso propio del cerramiento y la acción que el viento ejerce sobre él. De la misma manera, podemos desechar alguna de las fórmulas, quedándonos con las más críticas o desfavorables. Resumiendo bajo las premisas consideradas anteriormente, nos quedaremos con las fórmulas que contienen tanto el peso propio como la acción del viento. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores procedemos a introducir los datos recabados con anterioridad, tanto en perpendicular como en paralelo.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 37 Perpendicular y paralelo Perpendicular = 0+ 1,5 · 1,03 =1,545kN/m2 Paralelo = 1,35· 0,105+ 0= 0,142kN/m2 Perpendicular = 0 + 1,5 (-1,65) = -2,475kN/m2< 3,05kN/m2 Paralelo = 0,8· 0,105+ 0 = 0,084 kN/m2 Teniendo en cuanta que la fachada es capaz de soportar una tensión máxima admisible de 3,05KN/m2, con esta última comprobación se confirma que la fachada escogida es capaz de soportar las cargas a las cuales ésta será sometida.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 44 cargas KQ. La misma norma especifica el valor máximo convencional de maniobras de un aparato a partir de las condiciones de utilización de éste; mientras que el parámetro del espectro de cargas es fijado en función de sus condiciones, o estados, de carga Además, en la misma norma se recoge una clasificación global de los aparatos de elevación por grupos. Para nuestro caso en concreto seleccionamos de la tabla 1 la denominación de puente grúa de taller con gancho que es la que mejor se adapta a nuestro caso en concreto. Figura 31. Tabla 1. Clasificación de los aparatos de elevación Condiciones de utilización. En función del número convencional máximo de ciclos de maniobra, Nm, que el puente grúa debe cubrir durante su vida de servicio, se establecen las siguientes diez condiciones de utilización, recogidas en la tabla 2. Para nuestro caso en concreto el puente grúa tendrá una utilización regular en servicio ligero, a la cual le corresponde unas condiciones de utilización U4 y un número convencional de 2,5 · 105 ciclos de maniobra (Nm).
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 45 Figura 32. Tabla 2. Condiciones de utilización Condiciones de carga. Las condiciones de carga se definen en función de la relación prevista entre las cargas que el puente grúa debe transportar normalmente en servicio y su carga nominal. En la tabla 3 se presentan las cuatro condiciones de carga, Q1, Q2, Q3, Q4, utilizados en el ámbito de la presente norma. Las condiciones de carga de nuestro puente grúa serán las de un aparato que levanta raramente la carga útil y corrientemente cargas muy pequeñas, por lo que su condición de carga será Q1Ligero y su parámetro del espectro KQ sera de 0,125. Figura 33. Tabla 3. Condiciones de carga
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 46 Grupos de puente grúa. En funcion de las condiciones de utilización y las de carga, definidas en los apartados anteriores, se clasificarán los puentes grúa en ocho grupos, definidos en la tabla 4. Para nuestro caso en concreto el puente grúa quedará classificado como perteneciente al grupo 3. Figura 34. Tabla 4. Clasificación de los puentes grúa. Coeficientes de efectos dinámicos vertical. Una vez determinado el grupo al que pertenece nuestro puente grúa podemos hallar en la tabla 5 el valor del coeficiente de efectos dinámicos vertical, el cual necesitaremos para calcular las acciones de las ruedas del puente en movimiento. El valor del coeficiente de efectos dinámicos vertical para nuestro caso en concreto viene resaltado en la siguiente tabla: Figura 35. Tabla 5. Valor de los coeficientes dinámicos. 6.5.2. Acciones verticales de las ruedas de la grúa puente Las acciones de las ruedas del puente en movimiento se obtienen a partir de las acciones estáticas máximas correspondientes, multiplicándolas por un coeficiente de efectos dinámicos. Con la notación establecida: Vd = φ · V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 47 La tabla 5 recoge los valores del coeficiente φ correspondiente a los distintos grupos de puentes grúa, tanto para las vigas del camino de rodadura como para el soporte de las mismas. Estos valores corresponden al caso de que, tanto el carril como las ruedas estén en buen estado y que las maniobras se efectúen normalmente. Los inconvenientes provenientes de un mal estado del camino de rodadura, juntas defectuosas, carriles sin el necesario grado ded fijación, o de mal estado de las ruedas, rueda aplanada, son imposibles de tener en cuenta con valor alguno del coeficiente de efectos dinámicos. Tomamos del catálogo de JASO los valores de las reacciones por rueda de nuestro puente grúa: Figura 36. Reacciones por rueda Teniendo en cuenta el valor de las reaaciones por rueda y el valor del coeficiente de efectos dinamicos ya podemos calcular el valor de las acciones verticales. Para la viga: Vdmax = φ · Rmax = 2 · 1,15 · 8720 kg = 20056 kg = 196,75 kN Vdmin = φ · Rmin = 2 · 1,15 · 2600 kg = 5980 kg = 58,67 kN Para los soportes: Vdmax = φ · Rmax = 2 · 1,0 · 8720 kg = 17480 kg = 171,48 kN Vdmin = φ · Rmin = 2 · 1,0 · 2600 kg = 5200 kg = 51,01 kN
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 48 Vdmax Vdmin Figura 37. Acciones verticales 6.5.3 Acciones horizontales longitudinales La aceleración, o el frenado, del movimiento de traslación del puente conducen a la aparición de acciones longitudinales aplicadas a las cabezas de los carriles. Estas fuerzas horizontales, que las llantas de las ruedas motrices del puente ejercen sobre el carril, se calcularán en función de la aceleración, o deceleraciones máximas que se produzcan en servicio normal. Si los valores de las aceleraciones y deceleraciones no fueran dados por el constructor de la grúa o impuestos por el usuario, se podrá fijar, a título indicativo, en función de la velocidad de movimiento y de las tres condiciones de explotación siguientes: 1. Aparatos de velocidad lenta y aparatos de velocidad media con grandes recorridos. 2. Aparatos de velocidad media y rápida de aplicación corriente. 3. Aparatos de velocidad rápida con fuertes aceleraciones. La tabla 6 recoge los valores medios de las aceleraciones y deceleraciones, para las tres condiciones de explotación. Cuando se desconozca la velocidad de movimiento del puente, se adoptará 0,4 m/s2 como valor medio de la aceleración. El valor medio de la resultante de las acciones longitudinales de acveleración de un puente estará limitado por la adherencia entre las ruedas motrices y los carriles.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 49 Esta fuerza estará limitada por la adherencia entre las ruedas motrices y los carriles para que la selección del equipo sea correcta. Para el cálculo de la viga carril y de sus vínculos a la estructura soporte se adoptará: ∑Hlmax = (Q + C + P) · (w + ) ≤ (Q + C + P) f kp debiendo tomarse como valor del coeficiente de adherencia: f = 0,12 en caminos de rodadura húmedos; f = 0,2 en caminos secos. Se considerará que la carga se halla en su posición mas elevada, y no se tendrá en cuenta su osclaciónlas acciones longitudinales se considerarán repartidas por igual en los dos carriles, siempre que su valor no esté limitado por la adherencia entre rueda y carril. En caso contrario, se repartirá en dos fuerzas desiguales, de la manera siguiente: Reacción longitudinal menor: Hl2 = f kp · ∑V2 Reacción longitudinal mayor: Hl1 = ∑ Hlmax - Hl2 siendo ∑V2 = ∑Vmin la suma de las acciones verticales estáticas ejercidas por las ruedas de la viga testera menos cargada. Para el cálculo de los soportes se adoptará: Hl = 0,2 · ∑V · kp siendo ∑V la suma de todas las acciones estáticas ejercidas por las ruedas de la viga testera correspondiente. Procederemos al cálculo mediante la fórmula utilizada anteriormente: ∑Hlmax = (Q + C + P) · (w + ) ≤ (Q + C + P) f kp donde: Q peso de la carga nominal, 12500kg = 122,63kN C peso del carro y su equipo, 800kg = 7,85kN P peso del puente y su equipo, 10140kg = 99,47kN
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 50 jp aceleración media positiva o negativa del puente según la Tabla 6 “Valores medios de las aceleraciones y las deceleraciones”. Para obtener el valor medio de la aceleleración del puente introducimos en la Tabla 6 el valor de la velocidad de nuestra grúa, esto es, 20m/min = 0,33m/s. Para este valor obtendremos jp = 0,088m/s2 Figura 38. Tabla 6. Valores medios de las aceleraciones. f coeficiente de adherencia de la rueda carril, 0,2 en caminos de rodadura secos. kp relación entre el número de ruedas motrices del puente y su número total de ruedas, en nuestro caso 2/4 = 0,5. Introducimos los parametros calculados en la expresión de la fuerza longitudinal y comprobamos la condición: ∑Hlmax = (Q + C + P) · (w + ) ≤ (Q + C + P) f kp (122,63+7,85+99,47) · ( ) ≤ (122,63+7,85+99,47) · 0,2 ·0,5 4,13kN ≤ 23,00kN Por consiguiente, se posee la capacidad para elaborar la instrucción de las solicitaciones ejercidas por el puente grúa sobre el conjunto de la estructura. Procedemos a continuación al cálculo de la fuerza longitudinal máxima y
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 51 mínimo: Hlmax = Vdmax · = 171,48 · = 3,08kN Hlmin = Vdmin · = 51,01 · = 0,92kN Hlmax Hlmin Figura 39. Acciones horizontales longitudinales 6.5.4 Acciones horizontales transversales sobre los carriles de traslación del puente Acciones Hc debidas a la aceleración o deceleración del carro La aceleración, o deceleración, de movimiento de traslación del carro conduce a la aparición de acciones horizontales trasversales al camino de rodadura. Estas fuerzas transversales se calcularán en función de la aceleración, deceleración, máximas que se produzcan en un servicio normal. El valor de la aceleración media positiva o negativa es un dato que debe proporcionar el constructor de la grúa, o fijar el usuario. En caso de no ser conocido, podrán utilizarse a título indicativo los valores que se dan en la Tabla 6, para aplicaciones corrientes. Cuando se desconozca la velocidad de movimiento, se adoptará 0,2m/s2 como aceleración media. Para el cálculo de la viga carril y de sus vínculos a la estructura de soporte se tomará: ∑Hcmax = (Q + C) · (w + ) ≤ (Q + C) f kc
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 52 Siendo los valores del coeficiente de adherencia los mismos calculados anteriormente y considerando que la carga se encuentra en su posición más elevada. donde: Q peso de la carga nominal, 12500kg = 122,63kN C peso del carro y su equipo, 800kg = 7,85kN Jc aceleración media positiva o negativa del carro según la Tabla 6 “Valores medios de las aceleraciones y las deceleraciones”. Para obtener el valor medio de la aceleleración del carro introducimos en la Tabla 6 el valor de la velocidad de nuestro carro, esto es, 40m/min = 0,66m/s. Para este valor obtendremos jc = 0,098m/s2 Figura 40. Tabla 6. Valores medios de las aceleraciones. f coeficiente de adherencia de la rueda carril, 0,2 en caminos de rodadura secos. Kc relación entre el número de ruedas motrices del carro y su número total de ruedas, en nuestro caso 2/4 = 0,5. Introducimos los parametros calculados en la expresión de la fuerza longitudinal y comprobamos la condición: ∑Hcmax = (Q + C) · (w + ) ≤ (Q + C) f kc
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 53 (122,63 + 7,85) · ( ) ≤ (122,63 + 7,85) · 0,2 · 0,5 2,61kN ≤ 13,05kN Por consiguiente, se posee la capacidad para elaborar la instrucción de las solicitaciones ejercidas por el puente grúa sobre el conjunto de la estructura. Hcmax = 2,61kN Hcmax/2Hcmax/2 Figura 41. Acciones horizontales transversales. 6.5.5. Situaciones posibles debidas al puente grúa Debemos considerar las dos situaciones probables del elemento estudiado para estimar con certeza las posibles consecuencias. Se establece el moviento de un solo elemento en cada situación. Lo que quiere decir que el carro y el puente no se encontrarán en movimiento al mismo tiempo. Cuando se produzca el movimiento del carro el puente se encontrará estacionario y viceversa. Las fuerzas a considerar sobre la viga carril son las siguientes: Verticales. Producidas por el peso propio de la viga carril y de las fuerzas verticales. Longitudinales. Producidas por la aceleración y frenado del puente grúa.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 60
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 61 Propiedades del material: Normativa:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 62 Apoyos: Rigidizadores:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 63 Parámetros de la grúa puente:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 64 Cargas: Casos de carga (resistencia): Casos de carga (fatiga): Combinaciones de carga (resistencia):
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NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 69 Combinaciones de carga (fatiga):
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 76 Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión ni de tracción. Abolladura del alma inducida por el ala comprimida (Criterio de CYPE, basado en: Eurocódigo 3 EN 1993-1-5: 2006, Artículo 8) Se debe satisfacer: 24.41 248.01 Donde: hw: Altura del alma. hw : 107.40 mm tw: Espesor del alma. tw : 4.40 mm Aw: Área del alma. Aw : 4.73 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 4.03 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 275.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de tracción. Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión. Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.481 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo 0.746, 5.000, 10.575, para la combinación de acciones 0.80*G1 + 0.80*G2 + 1.50*V(0°) H1. MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 7.64 kN·m Para flexión negativa: MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 0.00 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 15.90 kN·m w yf fc,ef EA kfA w w h t yf y ff Ed c,Rd M1 M pl,y yd Wf c,Rd M
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 77 Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 60.70 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Se debe satisfacer: : 0.073 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo 0.746, 5.000, 10.575, para la combinación de acciones 0.80*G1 + 0.80*G2 + 1.50*V(0°) H1. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 6.99 kN El esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd viene dado por: Vc,Rd : 95.19 kN Donde: Av: Área transversal a cortante. Av : 6.30 cm² Siendo: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 13.20 cm² b: Ancho de la sección. b : 64.00 mm tf: Espesor del ala. tf : 6.30 mm tw: Espesor del alma. tw : 4.40 mm r: Radio de acuerdo entre ala y alma. r : 7.00 mm y M0 f yd f Ed c,Rd V1 V yd V f A3 c,Rd V f w f A 2 b t (t 2 r) t V A
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 78 fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Abolladura por cortante del alma: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.4) Aunque no se han dispuesto rigidizadores transversales, no es necesario comprobar la resistencia a la abolladura del alma, puesto que se cumple: 21.23 64.71 Donde: w: Esbeltez del alma. w : 21.23 máx: Esbeltez máxima. máx : 64.71 : Factor de reducción. : 0.92 Siendo: fref: Límite elástico de referencia. fref : 235.00 MPa fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir la resistencia de cálculo a flexión, ya que el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd no es superior al 50% de la resistencia de cálculo a cortante Vc,Rd. 5.37 kN 47.60 kN Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen para la combinación de acciones 0.80*G1 + 0.80*G2 + 1.50*V(0°) H1. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 5.37 kN Vc,Rd: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd : 95.19 kN y M0 f yd f 70 w d t w d t w 70 max ref y f f 2 c,Rd Ed V V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 79 Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre axil y momento flector ni entre momentos flectores en ambas direcciones para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector, axil y cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 80 Comprobación de flecha Comprobación de flecha El perfil seleccionado cumple todas las comprobaciones. Porcentajes de aprovechamiento: - Flecha: 97.71 % Datos de correas laterales Descripción de correas Parámetros de cálculo Tipo de perfil: IPE 120 Límite flecha: L / 300 Separación: 1.50 m Número de vanos: Tres vanos Tipo de Acero: S275 Tipo de fijación: Fijación rígida Comprobación de resistencia Comprobación de resistencia El perfil seleccionado cumple todas las comprobaciones. Aprovechamiento: 52.57 % Barra pésima en lateral Perfil: IPE 120 Material: S275 Nudos Longitu d (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm² ) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4 ) It(2) (cm4 ) 0.000, 50.000, 0.750 0.000, 45.000, 0.750 5.000 13.2 0 318.0 0 27.7 0 1.69 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 0.00 1.00 0.00 0.00 LK 0.000 5.000 0.000 0.000 Cm 1.000 1.000 1.000 1.000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMY MZ NMYMZVY VZ Mt MtVZ MtVY pésima en lateral N.P.( 1) x: 0.833 m w w,máx Cumple NEd = 0.00 N.P.(2) NEd = 0.00 N.P.(3) x: 5 m = 52.6 MEd = 0.00 N.P.(4) x: 5 m = 10.9 VEd = 0.00 N.P.(5) x: 0.833 m < 0.1 N.P.( 6) N.P.( 7) N.P.(8) MEd = 0.00 N.P.(9) N.P.(1 0) N.P.(1 0) CUMPL E = 52.6
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 81 Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMY MZ NMYMZVY VZ Mt MtVZ MtVY Notación: : Limitación de esbeltez w: Abolladura del alma inducida por el ala comprimida Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión ni de tracción. (2) La comprobación no procede, ya que no hay axil de tracción. (3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión. (4) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. (5) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. (6) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (7) No hay interacción entre axil y momento flector ni entre momentos flectores en ambas direcciones para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (8) No hay interacción entre momento flector, axil y cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (9) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (10) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión ni de tracción. Abolladura del alma inducida por el ala comprimida (Criterio de CYPE, basado en: Eurocódigo 3 EN 1993-1-5: 2006, Artículo 8) Se debe satisfacer: 24.41 248.01 Donde: hw: Altura del alma. hw : 107.40 mm tw: Espesor del alma. tw : 4.40 mm Aw: Área del alma. Aw : 4.73 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 4.03 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 275.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de tracción. Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión. Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: w yf fc,ef EA kfA w w h t yf y ff Ed c,Rd M1 M
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 82 : 0.526 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo 0.000, 45.000, 0.750, para la combinación de acciones 1.35*G1 + 1.35*G2 + 1.50*V(90°) H1. MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 8.36 kN·m Para flexión negativa: MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 0.00 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 15.90 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 60.70 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Se debe satisfacer: : 0.109 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo 0.000, 45.000, 0.750, para la combinación de acciones 1.35*G1 + 1.35*G2 + 1.50*V(90°) H1. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 10.35 kN El esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd viene dado por: pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f Ed c,Rd V1 V yd V f A3 c,Rd V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 83 Vc,Rd : 95.19 kN Donde: Av: Área transversal a cortante. Av : 6.30 cm² Siendo: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 13.20 cm² b: Ancho de la sección. b : 64.00 mm tf: Espesor del ala. tf : 6.30 mm tw: Espesor del alma. tw : 4.40 mm r: Radio de acuerdo entre ala y alma. r : 7.00 mm fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Abolladura por cortante del alma: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.4) Aunque no se han dispuesto rigidizadores transversales, no es necesario comprobar la resistencia a la abolladura del alma, puesto que se cumple: 21.23 64.71 Donde: w: Esbeltez del alma. w : 21.23 máx: Esbeltez máxima. máx : 64.71 : Factor de reducción. : 0.92 Siendo: fref: Límite elástico de referencia. fref : 235.00 MPa fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) f w f A 2 b t (t 2 r) t V A y M0 f yd f 70 w d t w d t w 70 max ref y f f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 84 No es necesario reducir la resistencia de cálculo a flexión, ya que el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd no es superior al 50% de la resistencia de cálculo a cortante Vc,Rd. 4.41 kN 47.60 kN Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.833 m del nudo 0.000, 50.000, 0.750, para la combinación de acciones 1.35*G1 + 1.35*G2 + 1.50*V(90°) H1. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 4.41 kN Vc,Rd: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd : 95.19 kN Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre axil y momento flector ni entre momentos flectores en ambas direcciones para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector, axil y cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. 2 c,Rd Ed V V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 85 Comprobación de flecha Comprobación de flecha El perfil seleccionado cumple todas las comprobaciones. Porcentajes de aprovechamiento: - Flecha: 99.22 % Pórticos Se dispondrán de 11 pórticos rígidos biempotrados, separados entre sí a 5 metros, conformando así una longitud total de la nave de 50 metros. Los pórticos tendrán una luz de 22 metros, con 10 metros de altura de alero y 11,1 metros de altura de cumbrera. Figura 46. Dimensiones del pórtico Como muestra la figura, las dimensiones de los pilares son 0,5 mayores; estos 0,5 metros de estructura irán soterrados dándonos el margen necesario para alojar el forjado de la nave. Los pórticos serán traslacionales y, como ya hemos indicado anteriormente, biempotrados. Este empotramiento en la base de los pilares nos obligará a realizar zapatas de mayores dimensiones que en el caso de pórticos biarticulados, pero a cambio conseguiremos unos perfiles métalicos de menores dimensiones para nuestra
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 92 z : 0.49 : Esbeltez reducida. y : 1.19 z : 0.24 Ncr: Axil crítico elástico de pandeo, obtenido como el menor de los siguientes valores: Ncr : 2441.22 kN Ncr,y: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 2441.22 kN Ncr,z: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 60750.61 kN Ncr,T: Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.429 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.342 m del nudo N27, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(90°)H1. MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 80.88 kN·m Para flexión negativa: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.342 m del nudo N27, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(180°)H4+0.75·N(EI). MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 166.21 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 387.15 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 1534.00 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. y cr Af N Ed c,Rd M1 M pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 93 Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Se debe satisfacer: : 0.116 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.066 m del nudo N27, para la combinación de acciones 1.35·PP+0.9·V(0°)H4+1.5·N(EI). VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 58.32 kN El esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd viene dado por: Vc,Rd : 502.60 kN Donde: Av: Área transversal a cortante. Av : 34.49 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Abolladura por cortante del alma: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.4) Aunque no se han dispuesto rigidizadores transversales, no es necesario comprobar la resistencia a la abolladura del alma, puesto que se cumple: 18.67 65.92 Donde: w: Esbeltez del alma. w : 18.67 máx: Esbeltez máxima. máx : 65.92 : Factor de reducción. : 0.94 Ed c,Rd V1 V yd V f A3 c,Rd V y M0 f yd f 70 w d t w d t w 70 max ref y f f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 94 Siendo: fref: Límite elástico de referencia. fref : 235.00 MPa fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir la resistencia de cálculo a flexión, ya que el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd no es superior al 50% de la resistencia de cálculo a cortante Vc,Rd. 75.64 kN 413.10 kN Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen para la combinación de acciones 1.35·PP+0.9·V(0°)H4+1.5·N(EI). VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 75.64 kN Vc,Rd: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd : 826.19 kN Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) Se debe satisfacer: : 0.449 : 0.484 : 0.286 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 2.342 m del nudo N27, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(180°)H4+0.75·N(EI). 2 c,Rd Ed V V y,Ed c,Ed z,Ed pl,Rd pl,Rd,y pl,Rd,z M NM 1 N M M m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y z z y yd LT pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y y z z yd pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 95 Donde: Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 65.53 kN My,Ed, Mz,Ed: Momentos flectores solicitantes de cálculo pésimos, según los ejes Y y Z, respectivamente. My,Ed- : 166.21 kN·m Mz,Ed+ : 0.00 kN·m Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de sus elementos planos, para axil y flexión simple. Clase : 1 Npl,Rd: Resistencia a compresión de la sección bruta. Npl,Rd : 3316.29 kN Mpl,Rd,y, Mpl,Rd,z: Resistencia a flexión de la sección bruta en condiciones plásticas, respecto a los ejes Y y Z, respectivamente. Mpl,Rd,y : 387.15 kN·m Mpl,Rd,z : 181.11 kN·m Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.4.2) A: Área de la sección bruta. A : 131.40 cm² Wpl,y, Wpl,z: Módulos resistentes plásticos correspondientes a la fibra comprimida, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. Wpl,y : 1534.00 cm³ Wpl,z : 717.60 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 ky, kz: Coeficientes de interacción. ky : 1.03 kz : 1.00 Cm,y, Cm,z: Factores de momento flector uniforme equivalente. Cm,y : 1.00 Cm,z : 1.00 y, z: Coeficientes de reducción por pandeo, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. y : 0.48 z : 0.98 y, z: Esbelteces reducidas con valores no mayores que 1.00, en relación a los ejes Y y Z, respectivamente. y : 1.19 z : 0.24 y, z: Factores dependientes de la clase de la sección. y : 0.60 z : 0.60 Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir las resistencias de cálculo a flexión y a axil, ya que se puede ignorar el efecto de abolladura por esfuerzo cortante y, además, el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd es menor o igual que el 50% del esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd. y M1 f yd f c,Ed y y c,Rd N 1 0.2 N y k c,Ed z z c,Rd N 1 2 0.6 N z k
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 96 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen para la combinación de acciones 1.35·PP+0.9·V(0°)H4+1.5·N(EI). 75.64 kN 413.10 kN Donde: VEd,z: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd,z : 75.64 kN Vc,Rd,z: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd,z : 826.19 kN Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Pilares El perfil elegido para los pilares será un HEB 280. De la misma manera que ocurre para los dinteles, hemos dimensionado los pilares en función del que está sometido a mayores solicitaciones para facilitar el montaje en obra y que en un futuro, en caso de ser necesaria una ampliación de la estructura, ésta pueda realizarse de la forma más sencilla. También tenemos que tener en cuenta que si bien podría habernos servido, debido a las solicitaciones de flecha y resistencia un perfil menor, hemos optado por colocar el mismo perfil que el de los dinteles del pórtico, lo que nos facilitará el montaje en obra y el dimensionamiento de las uniones. A continuación, se muestran las comprobaciones pertinentes que muestran que el perfil elegido cumple los requisitos necesarios: Barra N102/N27 Perfil: HE 280 B Material: Acero (S275) c,Rd,z V 2 Ed,z V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 97 Perfil: HE 280 B Material: Acero (S275) Nudos Longitud (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm²) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4) It(2) (cm4) N102 N27 3.000 131.40 19270.00 6595.00 146.09 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 0.14 1.50 0.00 0.00 LK 0.429 4.500 0.000 0.000 Cm 1.000 1.000 1.000 1.000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMYMZ NMYMZVY VZ Mt MtVZ MtVY N102/N2 7 2.0 Cumpl e w w,máx Cumple x: 2.604 m = 1.9 x: 0.1 m = 3.1 x: 2.605 m = 72.4 x: 0.1 m = 1.1 x: 2.605 m = 9.9 < 0.1 < 0.1 < 0.1 x: 2.605 m = 75.2 < 0.1 MEd = 0.00 N.P.(1) N.P.( 2) N.P.( 2) CUMPL E = 75.2 Notación: : Limitación de esbeltez w: Abolladura del alma inducida por el ala comprimida Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (2) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La esbeltez reducida de las barras comprimidas debe ser inferior al valor 2.0. : 0.42 Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa Ncr: Axil crítico de pandeo elástico. Ncr : 19723.13 kN El axil crítico de pandeo elástico Ncr es el menor de los valores obtenidos en a), b) y c): y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 98 a) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 19723.13 kN b) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 744197.62 kN c) Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Donde: Iy: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Y. Iy : 19270.00 cm4 Iz: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Z. Iz : 6595.00 cm4 It: Momento de inercia a torsión uniforme. It : 146.09 cm4 Iw: Constante de alabeo de la sección. Iw : 1130000.00 cm6 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa G: Módulo de elasticidad transversal. G : 81000 MPa Lky: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Y. Lky : 4.500 m Lkz: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Z. Lkz : 0.429 m Lkt: Longitud efectiva de pandeo por torsión. Lkt : 0.000 m i0: Radio de giro polar de la sección bruta, respecto al centro de torsión. i0 : 14.03 cm Siendo: iy , iz: Radios de giro de la sección bruta, respecto a los ejes principales de inercia Y y Z. iy : 12.11 cm iz : 7.08 cm y0 , z0: Coordenadas del centro de torsión en la dirección de los ejes principales Y y Z, respectivamente, relativas al centro de gravedad de la sección. y0 : 0.00 mm z0 : 0.00 mm Abolladura del alma inducida por el ala comprimida (Criterio de CYPE, basado en: Eurocódigo 3 EN 1993-1-5: 2006, Artículo 8) Se debe satisfacer: 23.24 169.50 Donde: hw: Altura del alma. hw : 244.00 mm 2y 2 ky EI L cr,y N 2z 2 kz EI L cr,z N 2w t 22 0 kt 1 E I GI iL cr,T N 0.5 2 2 2 2 y z 0 0 i i y z 0 i w yf fc,ef EA kfA w w h t
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 99 tw: Espesor del alma. tw : 10.50 mm Aw: Área del alma. Aw : 25.62 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 50.40 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 265.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) Se debe satisfacer: : 0.019 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.604 m del nudo N102, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(90°)H1. Nt,Ed: Axil de tracción solicitante de cálculo pésimo. Nt,Ed : 62.54 kN La resistencia de cálculo a tracción Nt,Rd viene dada por: Nt,Rd : 3316.29 kN Donde: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) Se debe satisfacer: : 0.028 : 0.031 yf y ff t,Ed t,Rd N1 N yd Af t,Rd N y M0 f yd f c,Ed c,Rd N1 N c,Ed b,Rd N1 N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 100 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 0.100 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+0.9·V(0°)H4+1.5·N(EI). Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 93.16 kN La resistencia de cálculo a compresión Nc,Rd viene dada por: Nc,Rd : 3316.29 kN Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.2) La resistencia de cálculo a pandeo Nb,Rd en una barra comprimida viene dada por: Nb,Rd : 3044.31 kN Donde: A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 : Coeficiente de reducción por pandeo. y : 0.92 z : 1.00 Siendo: y : 0.63 z : 0.47 : Coeficiente de imperfección elástica. y : 0.34 z : 0.49 : Esbeltez reducida. yd Af c,Rd N y M0 f yd f yd Af b,Rd N y M1 f yd f 2 11 2 0.5 1 0.2
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 101 y : 0.42 z : 0.07 Ncr: Axil crítico elástico de pandeo, obtenido como el menor de los siguientes valores: Ncr : 19723.13 kN Ncr,y: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 19723.13 kN Ncr,z: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 744197.62 kN Ncr,T: Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.724 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.605 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(180°)H4+0.75·N(EI). MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 280.37 kN·m Para flexión negativa: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.605 m del nudo N102, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(90°)H1. MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 178.71 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 387.15 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 1534.00 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. y cr Af N Ed c,Rd M1 M pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 108 Perfil: HE 280 B Material: Acero (S275) Nudos Longitud (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm²) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4) It(2) (cm4) N65 N55 11.600 131.40 19270.00 6595.00 146.09 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 1.00 1.00 0.00 0.00 LK 11.600 11.600 0.000 0.000 Cm 1.000 1.000 1.000 1.000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMYMZ NMYMZVY VZ Mt MtVZ MtVY N65/N5 5 2.0 Cumpl e x: 0.58 m w w,máx Cumple x: 11.6 m = 0.4 x: 0 m = 6.0 x: 5.8 m = 17.3 MEd = 0.00 N.P.(1) x: 0 m = 3.8 VEd = 0.00 N.P.(2) x: 0.58 m < 0.1 N.P.( 3) x: 5.8 m = 17.5 x: 0.58 m < 0.1 MEd = 0.00 N.P.(4) N.P.( 5) N.P.( 5) CUMPL E = 17.5 Notación: : Limitación de esbeltez w: Abolladura del alma inducida por el ala comprimida Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. (2) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. (3) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (4) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (5) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La esbeltez reducida de las barras comprimidas debe ser inferior al valor 2.0. : 1.85 Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa Ncr: Axil crítico de pandeo elástico. Ncr : 1015.82 kN y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 109 El axil crítico de pandeo elástico Ncr es el menor de los valores obtenidos en a), b) y c): a) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 2968.14 kN b) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 1015.82 kN c) Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Donde: Iy: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Y. Iy : 19270.00 cm4 Iz: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Z. Iz : 6595.00 cm4 It: Momento de inercia a torsión uniforme. It : 146.09 cm4 Iw: Constante de alabeo de la sección. Iw : 1130000.00 cm6 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa G: Módulo de elasticidad transversal. G : 81000 MPa Lky: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Y. Lky : 11.600 m Lkz: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Z. Lkz : 11.600 m Lkt: Longitud efectiva de pandeo por torsión. Lkt : 0.000 m i0: Radio de giro polar de la sección bruta, respecto al centro de torsión. i0 : 14.03 cm Siendo: iy , iz: Radios de giro de la sección bruta, respecto a los ejes principales de inercia Y y Z. iy : 12.11 cm iz : 7.08 cm y0 , z0: Coordenadas del centro de torsión en la dirección de los ejes principales Y y Z, respectivamente, relativas al centro de gravedad de la sección. y0 : 0.00 mm z0 : 0.00 mm Abolladura del alma inducida por el ala comprimida (Criterio de CYPE, basado en: Eurocódigo 3 EN 1993-1-5: 2006, Artículo 8) Se debe satisfacer: 23.24 169.50 Donde: 2y 2 ky EI L cr,y N 2z 2 kz EI L cr,z N 2w t 22 0 kt 1 E I GI iL cr,T N 0.5 2 2 2 2 y z 0 0 i i y z 0 i w yf fc,ef EA kfA w w h t
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 110 hw: Altura del alma. hw : 244.00 mm tw: Espesor del alma. tw : 10.50 mm Aw: Área del alma. Aw : 25.62 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 50.40 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 265.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) Se debe satisfacer: : 0.004 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo N55, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(270°)H2. Nt,Ed: Axil de tracción solicitante de cálculo pésimo. Nt,Ed : 14.70 kN La resistencia de cálculo a tracción Nt,Rd viene dada por: Nt,Rd : 3316.29 kN Donde: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) Se debe satisfacer: : 0.013 : 0.060 yf y ff t,Ed t,Rd N1 N yd Af t,Rd N y M0 f yd f c,Ed c,Rd N1 N c,Ed b,Rd N1 N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 111 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo N65, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(0°)H1+0.75·N(EI). Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 44.53 kN La resistencia de cálculo a compresión Nc,Rd viene dada por: Nc,Rd : 3316.29 kN Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.2) La resistencia de cálculo a pandeo Nb,Rd en una barra comprimida viene dada por: Nb,Rd : 741.86 kN Donde: A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 131.40 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 : Coeficiente de reducción por pandeo. y : 0.55 z : 0.22 Siendo: y : 1.24 z : 2.62 : Coeficiente de imperfección elástica. y : 0.34 z : 0.49 : Esbeltez reducida. y : 1.08 z : 1.85 yd Af c,Rd N y M0 f yd f yd Af b,Rd N y M1 f yd f 2 11 2 0.5 1 0.2 y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 112 Ncr: Axil crítico elástico de pandeo, obtenido como el menor de los siguientes valores: Ncr : 1015.82 kN Ncr,y: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 2968.14 kN Ncr,z: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 1015.82 kN Ncr,T: Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.173 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 5.800 m del nudo N65, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(0°)H1. MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 59.96 kN·m Para flexión negativa: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 5.800 m del nudo N65, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(270°)H2. MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 66.82 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 387.15 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 1534.00 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Ed c,Rd M1 M pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 113 Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Se debe satisfacer: : 0.038 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en el nudo N65, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(270°)H2. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 23.05 kN El esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd viene dado por: Vc,Rd : 599.31 kN Donde: Av: Área transversal a cortante. Av : 41.13 cm² Siendo: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 131.40 cm² b: Ancho de la sección. b : 280.00 mm tf: Espesor del ala. tf : 18.00 mm tw: Espesor del alma. tw : 10.50 mm r: Radio de acuerdo entre ala y alma. r : 24.00 mm fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Abolladura por cortante del alma: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.4) Aunque no se han dispuesto rigidizadores transversales, no es necesario comprobar la resistencia a la abolladura del alma, puesto que se cumple: 18.67 65.92 Donde: w: Esbeltez del alma. w : 18.67 máx: Esbeltez máxima. máx : 65.92 : Factor de reducción. : 0.94 Ed c,Rd V1 V yd V f A3 c,Rd V f w f A 2 b t (t 2 r) t V A y M0 f yd f 70 w d t w d t w 70 max
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 114 Siendo: fref: Límite elástico de referencia. fref : 235.00 MPa fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir la resistencia de cálculo a flexión, ya que el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd no es superior al 50% de la resistencia de cálculo a cortante Vc,Rd. 20.74 kN 299.66 kN Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.580 m del nudo N65, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(270°)H2. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 20.74 kN Vc,Rd: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd : 599.31 kN Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) Se debe satisfacer: : 0.165 : 0.175 : 0.138 ref y f f 2 c,Rd Ed V V y,Ed c,Ed z,Ed pl,Rd pl,Rd,y pl,Rd,z M NM 1 N M M m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y z z y yd LT pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y y z z yd pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 115 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 5.800 m del nudo N65, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(0°)H1+0.75·N(EI). Donde: Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 32.43 kN My,Ed, Mz,Ed: Momentos flectores solicitantes de cálculo pésimos, según los ejes Y y Z, respectivamente. My,Ed+ : 59.96 kN·m Mz,Ed+ : 0.00 kN·m Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de sus elementos planos, para axil y flexión simple. Clase : 1 Npl,Rd: Resistencia a compresión de la sección bruta. Npl,Rd : 3316.29 kN Mpl,Rd,y, Mpl,Rd,z: Resistencia a flexión de la sección bruta en condiciones plásticas, respecto a los ejes Y y Z, respectivamente. Mpl,Rd,y : 387.15 kN·m Mpl,Rd,z : 181.11 kN·m Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.4.2) A: Área de la sección bruta. A : 131.40 cm² Wpl,y, Wpl,z: Módulos resistentes plásticos correspondientes a la fibra comprimida, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. Wpl,y : 1534.00 cm³ Wpl,z : 717.60 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 ky, kz: Coeficientes de interacción. ky : 1.01 kz : 1.06 Cm,y, Cm,z: Factores de momento flector uniforme equivalente. Cm,y : 1.00 Cm,z : 1.00 y, z: Coeficientes de reducción por pandeo, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. y : 0.55 z : 0.22 y, z: Esbelteces reducidas con valores no mayores que 1.00, en relación a los ejes Y y Z, respectivamente. y : 1.08 z : 1.85 y, z: Factores dependientes de la clase de la sección. y : 0.60 z : 0.60 Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) y M1 f yd f c,Ed y y c,Rd N 1 0.2 N y k c,Ed z z c,Rd N 1 2 0.6 N z k
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 116 No es necesario reducir las resistencias de cálculo a flexión y a axil, ya que se puede ignorar el efecto de abolladura por esfuerzo cortante y, además, el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd es menor o igual que el 50% del esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd. Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.580 m del nudo N65, para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(270°)H2. 20.74 kN 299.66 kN Donde: VEd,z: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd,z : 20.74 kN Vc,Rd,z: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd,z : 599.31 kN Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. 7.1.3 Vigas de arriostramiento y marcos de las cruces de San Andrés La misión fundamental de los arriostramientos en los edificios industriales, es absorber los empujes longitudinales provocados por el viento debido a su presión sobre las paredes frontales, así como las fuerzas de inercia longitudinal originadas por los puentes grúa en su movimiento. Se han elegido perfiles IPE 160 tanto para las vigas de arriostramiento como para los marcos de las cruces de Andrés. Si bien para nuestra estuctura podrían valernos perfiles de menor sección, de han elegido estos perfiles para dar una mayor estabilidad, para garantizar las condiciones de las uniones con el resto de la estructura y proporcionar el área de marco necesario para las cruces de San Andrés. A continuación, se muestran las comprobaciones pertinentes que muestran que c,Rd,z V 2 Ed,z V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 117 el perfil elegido cumple los requisitos necesarios: Barra N47/N52 Perfil: IPE 160 Material: Acero (S275) Nudos Longitud (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm²) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4) It(2) (cm4) N47 N52 5.000 20.10 869.00 68.30 3.54 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 0.14 1.00 0.00 0.00 LK 0.700 5.000 0.000 0.000 Cm 1.000 1.00 1.000 1.000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMYMZ NMYMZVYV Z Mt MtVZ MtVY N47/N5 2 2.0 Cumpl e x: 0.313 m w w,máx Cumple = 0.4 = 18.3 x: 2.5 m = 2.0 MEd = 0.00 N.P.(1) x: 0 m = 0.4 VEd = 0.00 N.P.(2) x: 0.313 m < 0.1 N.P.(3 ) x: 2.5 m = 20.5 x: 0.313 m < 0.1 MEd = 0.00 N.P.(4) N.P.(5 ) N.P.(5 ) CUMPL E = 20.5 Notación: : Limitación de esbeltez w: Abolladura del alma inducida por el ala comprimida Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. (2) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. (3) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (4) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (5) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La esbeltez reducida de las barras comprimidas debe ser inferior al valor 2.0. : 0.88 Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 20.10 cm² fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 124 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 2.500 m del nudo N47, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(270°)H2+0.75·N(R)2. Donde: Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 72.09 kN My,Ed, Mz,Ed: Momentos flectores solicitantes de cálculo pésimos, según los ejes Y y Z, respectivamente. My,Ed+ : 0.65 kN·m Mz,Ed+ : 0.00 kN·m Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de sus elementos planos, para axil y flexión simple. Clase : 1 Npl,Rd: Resistencia a compresión de la sección bruta. Npl,Rd : 526.43 kN Mpl,Rd,y, Mpl,Rd,z: Resistencia a flexión de la sección bruta en condiciones plásticas, respecto a los ejes Y y Z, respectivamente. Mpl,Rd,y : 32.48 kN·m Mpl,Rd,z : 6.84 kN·m Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.4.2) A: Área de la sección bruta. A : 20.10 cm² Wpl,y, Wpl,z: Módulos resistentes plásticos correspondientes a la fibra comprimida, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. Wpl,y : 124.00 cm³ Wpl,z : 26.10 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 ky, kz: Coeficientes de interacción. ky : 1.12 kz : 1.04 Cm,y, Cm,z: Factores de momento flector uniforme equivalente. Cm,y : 1.00 Cm,z : 1.00 y, z: Coeficientes de reducción por pandeo, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. y : 0.75 z : 0.91 y, z: Esbelteces reducidas con valores no mayores que 1.00, en relación a los ejes Y y Z, respectivamente. y : 0.88 z : 0.44 y, z: Factores dependientes de la clase de la sección. y : 0.60 z : 0.60 Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) y M1 f yd f c,Ed y y c,Rd N 1 0.2 N y k c,Ed z z c,Rd N 1 2 0.6 N z k
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 125 No es necesario reducir las resistencias de cálculo a flexión y a axil, ya que se puede ignorar el efecto de abolladura por esfuerzo cortante y, además, el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd es menor o igual que el 50% del esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd. Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.313 m del nudo N47, para la combinación de acciones 1.35·PP. 0.46 kN 73.08 kN Donde: VEd,z: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd,z : 0.46 kN Vc,Rd,z: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd,z : 146.16 kN Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. 7.1.4 Elementos de arriostramiento (Cruces de San Andrés) Su finalidad principal es la de absorber los empujes debido a la acción del viento. También colaboran en el frenado y arranque de la grúa puente. Los entramados arriostramiento se suelen colocar en los módulos extremos de la nave. Para nuestra nave hemos elegido unos perfiles redondos R 22. Como llevamos haciendo hasta ahora, equipararemos el perfil que recibe mayores solicitaciones con el resto de elementos de arriostramiento, a fin de facilitar el montaje en obra. A continuación, se muestran las comprobaciones pertinentes que muestran que el perfil elegido cumple los requisitos necesarios: Barra N52/N74 Perfil: R 22 Material: Acero (S275) c,Rd,z V 2 Ed,z V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 126 Perfil: R 22 Material: Acero (S275) Nudos Longitud (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm²) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4) It(2) (cm4) N52 N74 5.839 3.80 1.15 1.15 2.30 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 0.00 0.00 0.00 0.00 LK 0.000 0.000 0.000 0.000 Cm 1.000 1.000 1.000 1.000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMY MZ NMYMZVY VZ Mt MtVZ MtVY N52/N7 4 4.0 Cumpl e = 83.8 NEd = 0.00 N.P.(1) MEd = 0.00 N.P.(2) MEd = 0.00 N.P.(2) VEd = 0.00 N.P.(3) VEd = 0.00 N.P.(3) N.P.( 4) N.P.( 4) N.P.( 5) N.P.(6) MEd = 0.00 N.P.(7) N.P.( 8) N.P.( 8) CUMPL E = 83.8 Notación: : Limitación de esbeltez Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión. (2) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. (3) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. (4) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (5) No hay interacción entre axil y momento flector ni entre momentos flectores en ambas direcciones para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (6) No hay interacción entre momento flector, axil y cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La esbeltez reducida de las barras de arriostramiento traccionadas no debe superar el valor 4.0. < 0.01 Donde: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 3.80 cm² fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa Ncr: Axil crítico de pandeo elástico. Ncr : y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 127 Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) Se debe satisfacer: : 0.838 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(270°)H2+0.75·N(R)2. Nt,Ed: Axil de tracción solicitante de cálculo pésimo. Nt,Ed : 80.37 kN La resistencia de cálculo a tracción Nt,Rd viene dada por: Nt,Rd : 95.94 kN Donde: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 3.80 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 252.38 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 265.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) La comprobación no procede, ya que no hay axil de compresión. Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) t,Ed t,Rd N1 N yd Af t,Rd N y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 128 No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre axil y momento flector ni entre momentos flectores en ambas direcciones para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector, axil y cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. 7.1.5 Dinteles de las puertas de entrada y salida de material de la nave Se han escogido unos perfiles IPE 160 para los dinteles de las puertas de entrada y salida de material de nave, coincidiendo este perfil con el del arriostramiento longitudinal de nave y el de los marcos de las cruces de San Andrés, facilitando así la colocación de estos perfiles en la obra. A continuación, se muestran las comprobaciones pertinentes que muestran que el perfil elegido cumple los requisitos necesarios: Barra N128/N129 Perfil: IPE 160 Material: Acero (S275)
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 129 Perfil: IPE 160 Material: Acero (S275) Nudos Longitud (m) Características mecánicas Inicial Final Área (cm²) Iy(1) (cm4) Iz(1) (cm4) It(2) (cm4) N128 N129 5.000 20.10 869.00 68.30 3.54 Notas: (1) Inercia respecto al eje indicado (2) Momento de inercia a torsión uniforme Pandeo Pandeo lateral Plano XY Plano XZ Ala sup. Ala inf. 0.14 1.00 0.00 0.00 LK 0.700 5.000 0.000 0.000 Cm 1.000 1.000 1.000 .000 C1 - 1.000 Notación: : Coeficiente de pandeo LK: Longitud de pandeo (m) Cm: Coeficiente de momentos C1: Factor de modificación para el momento crítico Barra COMPROBACIONES (CTE DB SE-A) Estado w Nt Nc MY MZ VZ VY MYVZ MZVY NMYMZ NMYMZVYV Z Mt MtVZ MtVY N128/N12 9 2.0 Cumpl e x: 0.313 m w w,máx Cumple = 0.1 = 0.1 x: 2.5 m = 2.0 MEd = 0.00 N.P.(1) x: 0 m = 0.4 VEd = 0.00 N.P.(2) x: 0.313 m < 0.1 N.P.( 3) x: 2.5 m = 2.1 x: 0.313 m < 0.1 MEd = 0.00 N.P.(4) N.P.( 5) N.P.( 5) CUMPL E = 2.1 Notación: : Limitación de esbeltez w: Abolladura del alma inducida por el ala comprimida Nt: Resistencia a tracción Nc: Resistencia a compresión MY: Resistencia a flexión eje Y MZ: Resistencia a flexión eje Z VZ: Resistencia a corte Z VY: Resistencia a corte Y MYVZ: Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados MZVY: Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados NMYMZ: Resistencia a flexión y axil combinados NMYMZVYVZ: Resistencia a flexión, axil y cortante combinados Mt: Resistencia a torsión MtVZ: Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados MtVY: Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados x: Distancia al origen de la barra : Coeficiente de aprovechamiento (%) N.P.: No procede Comprobaciones que no proceden (N.P.): (1) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. (2) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. (3) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. (4) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. (5) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Limitación de esbeltez (CTE DB SE-A, Artículos 6.3.1 y 6.3.2.1 - Tabla 6.3) La esbeltez reducida de las barras comprimidas debe ser inferior al valor 2.0. : 0.88 Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 20.10 cm² fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa Ncr: Axil crítico de pandeo elástico. Ncr : 720.44 kN y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 130 El axil crítico de pandeo elástico Ncr es el menor de los valores obtenidos en a), b) y c): a) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 720.44 kN b) Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 2888.97 kN c) Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Donde: Iy: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Y. Iy : 869.00 cm4 Iz: Momento de inercia de la sección bruta, respecto al eje Z. Iz : 68.30 cm4 It: Momento de inercia a torsión uniforme. It : 3.54 cm4 Iw: Constante de alabeo de la sección. Iw : 3960.00 cm6 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa G: Módulo de elasticidad transversal. G : 81000 MPa Lky: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Y. Lky : 5.000 m Lkz: Longitud efectiva de pandeo por flexión, respecto al eje Z. Lkz : 0.700 m Lkt: Longitud efectiva de pandeo por torsión. Lkt : 0.000 m i0: Radio de giro polar de la sección bruta, respecto al centro de torsión. i0 : 6.83 cm Siendo: iy , iz: Radios de giro de la sección bruta, respecto a los ejes principales de inercia Y y Z. iy : 6.58 cm iz : 1.84 cm y0 , z0: Coordenadas del centro de torsión en la dirección de los ejes principales Y y Z, respectivamente, relativas al centro de gravedad de la sección. y0 : 0.00 mm z0 : 0.00 mm Abolladura del alma inducida por el ala comprimida (Criterio de CYPE, basado en: Eurocódigo 3 EN 1993-1-5: 2006, Artículo 8) Se debe satisfacer: 29.04 250.58 Donde: 2y 2 ky EI L cr,y N 2z 2 kz EI L cr,z N 2w t 22 0 kt 1 E I GI iL cr,T N 0.5 2 2 2 2 y z 0 0 i i y z 0 i w yf fc,ef EA kfA w w h t
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 131 hw: Altura del alma. hw : 145.20 mm tw: Espesor del alma. tw : 5.00 mm Aw: Área del alma. Aw : 7.26 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 6.07 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 275.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) Se debe satisfacer: : 0.001 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·V(180°)H3+0.75·N(R)1. Nt,Ed: Axil de tracción solicitante de cálculo pésimo. Nt,Ed : 0.37 kN La resistencia de cálculo a tracción Nt,Rd viene dada por: Nt,Rd : 526.43 kN Donde: A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 20.10 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) Se debe satisfacer: : 0.001 : 0.001 yf y ff t,Ed t,Rd N1 N yd Af t,Rd N y M0 f yd f c,Ed c,Rd N1 N c,Ed b,Rd N1 N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 132 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·V(0°)H4+0.75·N(R)2. Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 0.35 kN La resistencia de cálculo a compresión Nc,Rd viene dada por: Nc,Rd : 526.43 kN Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 20.10 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.2) La resistencia de cálculo a pandeo Nb,Rd en una barra comprimida viene dada por: Nb,Rd : 394.60 kN Donde: A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 20.10 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 : Coeficiente de reducción por pandeo. y : 0.75 z : 0.91 Siendo: y : 0.95 z : 0.64 : Coeficiente de imperfección elástica. y : 0.21 z : 0.34 : Esbeltez reducida. y : 0.88 z : 0.44 yd Af c,Rd N y M0 f yd f yd Af b,Rd N y M1 f yd f 2 11 2 0.5 1 0.2 y cr Af N
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 133 Ncr: Axil crítico elástico de pandeo, obtenido como el menor de los siguientes valores: Ncr : 720.44 kN Ncr,y: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 720.44 kN Ncr,z: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 2888.97 kN Ncr,T: Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.020 Para flexión positiva: El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 2.500 m del nudo N128, para la combinación de acciones 1.35·PP. MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 0.65 kN·m Para flexión negativa: MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 0.00 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 32.48 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 124.00 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Ed c,Rd M1 M pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 140 hw: Altura del alma. hw : 170.00 mm tw: Espesor del alma. tw : 9.00 mm Aw: Área del alma. Aw : 15.30 cm² Afc,ef: Área reducida del ala comprimida. Afc,ef : 30.00 cm² k: Coeficiente que depende de la clase de la sección. k : 0.30 E: Módulo de elasticidad. E : 210000 MPa fyf: Límite elástico del acero del ala comprimida. fyf : 275.00 MPa Siendo: Resistencia a tracción (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.3) La comprobación no procede, ya que no hay axil de tracción. Resistencia a compresión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.5) Se debe satisfacer: : 0.002 : 0.002 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce para la combinación de acciones 0.8·PP+1.5·PGIZDA. Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 3.92 kN La resistencia de cálculo a compresión Nc,Rd viene dada por: Nc,Rd : 2045.48 kN Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos comprimidos de una sección. Clase : 1 A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 78.10 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 yf y ff c,Ed c,Rd N1 N c,Ed b,Rd N1 N yd Af c,Rd N y M0 f yd f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 141 Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.2) La resistencia de cálculo a pandeo Nb,Rd en una barra comprimida viene dada por: Nb,Rd : 2021.62 kN Donde: A: Área de la sección bruta para las secciones de clase 1, 2 y 3. A : 78.10 cm² fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 : Coeficiente de reducción por pandeo. y : 1.00 z : 0.99 Siendo: y : 0.50 z : 0.53 : Coeficiente de imperfección elástica. y : 0.34 z : 0.49 : Esbeltez reducida. y : 0.13 z : 0.22 Ncr: Axil crítico elástico de pandeo, obtenido como el menor de los siguientes valores: Ncr : 43226.28 kN Ncr,y: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Y. Ncr,y : 122924.05 kN Ncr,z: Axil crítico elástico de pandeo por flexión respecto al eje Z. Ncr,z : 43226.28 kN Ncr,T: Axil crítico elástico de pandeo por torsión. Ncr,T : Resistencia a flexión eje Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) Se debe satisfacer: : 0.325 Para flexión positiva: MEd+: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd+ : 0.00 kN·m Para flexión negativa: yd Af b,Rd N y M1 f yd f 2 11 2 0.5 1 0.2 y cr Af N Ed c,Rd M1 M
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 142 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 0.140 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·PGIZDA. MEd-: Momento flector solicitante de cálculo pésimo. MEd- : 54.71 kN·m El momento flector resistente de cálculo Mc,Rd viene dado por: Mc,Rd : 168.27 kN·m Donde: Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de los elementos planos de una sección a flexión simple. Clase : 1 Wpl,y: Módulo resistente plástico correspondiente a la fibra con mayor tensión, para las secciones de clase 1 y 2. Wpl,y : 642.50 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Resistencia a pandeo lateral: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.2) No procede, dado que las longitudes de pandeo lateral son nulas. Resistencia a flexión eje Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.6) La comprobación no procede, ya que no hay momento flector. Resistencia a corte Z (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) Se debe satisfacer: : 0.416 El esfuerzo solicitante de cálculo pésimo se produce en un punto situado a una distancia de 0.140 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·PGIZDA. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 156.46 kN El esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd viene dado por: Vc,Rd : 375.76 kN Donde: Av: Área transversal a cortante. Av : 24.85 cm² Siendo: pl,y yd Wf c,Rd M y M0 f yd f Ed c,Rd V1 V yd V f A3 c,Rd V f w f A 2 b t (t 2 r) t V A
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 143 A: Área bruta de la sección transversal de la barra. A : 78.10 cm² b: Ancho de la sección. b : 200.00 mm tf: Espesor del ala. tf : 15.00 mm tw: Espesor del alma. tw : 9.00 mm r: Radio de acuerdo entre ala y alma. r : 18.00 mm fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M0: Coeficiente parcial de seguridad del material. M0 : 1.05 Abolladura por cortante del alma: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.3.4) Aunque no se han dispuesto rigidizadores transversales, no es necesario comprobar la resistencia a la abolladura del alma, puesto que se cumple: 14.89 64.71 Donde: w: Esbeltez del alma. w : 14.89 máx: Esbeltez máxima. máx : 64.71 : Factor de reducción. : 0.92 Siendo: fref: Límite elástico de referencia. fref : 235.00 MPa fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa Resistencia a corte Y (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.4) La comprobación no procede, ya que no hay esfuerzo cortante. Resistencia a momento flector Y y fuerza cortante Z combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir la resistencia de cálculo a flexión, ya que el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd no es superior al 50% de la resistencia de cálculo a cortante Vc,Rd. 156.46 kN 187.88 kN y M0 f yd f 70 w d t w d t w 70 max ref y f f 2 c,Rd Ed V V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 144 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.140 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·PGIZDA. VEd: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd : 156.46 kN Vc,Rd: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd : 375.76 kN Resistencia a momento flector Z y fuerza cortante Y combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento flector y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a flexión y axil combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) Se debe satisfacer: : 0.327 : 0.327 : 0.197 Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.140 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·PGIZDA. Donde: Nc,Ed: Axil de compresión solicitante de cálculo pésimo. Nc,Ed : 3.92 kN My,Ed, Mz,Ed: Momentos flectores solicitantes de cálculo pésimos, según los ejes Y y Z, respectivamente. My,Ed- : 54.71 kN·m Mz,Ed+ : 0.00 kN·m Clase: Clase de la sección, según la capacidad de deformación y de desarrollo de la resistencia plástica de sus elementos planos, para axil y flexión simple. Clase : 1 Npl,Rd: Resistencia a compresión de la sección bruta. Npl,Rd : 2045.48 kN Mpl,Rd,y, Mpl,Rd,z: Resistencia a flexión de la sección bruta en condiciones plásticas, respecto a los ejes Y y Z, respectivamente. Mpl,Rd,y : 168.27 kN·m Mpl,Rd,z : 80.09 kN·m Resistencia a pandeo: (CTE DB SE-A, Artículo 6.3.4.2) A: Área de la sección bruta. A : 78.10 cm² Wpl,y, Wpl,z: Módulos resistentes plásticos correspondientes a la fibra comprimida, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. Wpl,y : 642.50 cm³ Wpl,z : 305.80 cm³ fyd: Resistencia de cálculo del acero. fyd : 261.90 MPa y,Ed c,Ed z,Ed pl,Rd pl,Rd,y pl,Rd,z M NM 1 N M M m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y z z y yd LT pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f m,y y,Ed c,Ed m,z z,Ed y y z z yd pl,y yd pl,z yd cM N c M k k 1 A f W f W f
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 145 Siendo: fy: Límite elástico. (CTE DB SE-A, Tabla 4.1) fy : 275.00 MPa M1: Coeficiente parcial de seguridad del material. M1 : 1.05 ky, kz: Coeficientes de interacción. ky : 1.00 kz : 1.00 Cm,y, Cm,z: Factores de momento flector uniforme equivalente. Cm,y : 1.00 Cm,z : 1.00 y, z: Coeficientes de reducción por pandeo, alrededor de los ejes Y y Z, respectivamente. y : 1.00 z : 0.99 y, z: Esbelteces reducidas con valores no mayores que 1.00, en relación a los ejes Y y Z, respectivamente. y : 0.13 z : 0.22 y, z: Factores dependientes de la clase de la sección. y : 0.60 z : 0.60 Resistencia a flexión, axil y cortante combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No es necesario reducir las resistencias de cálculo a flexión y a axil, ya que se puede ignorar el efecto de abolladura por esfuerzo cortante y, además, el esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo VEd es menor o igual que el 50% del esfuerzo cortante resistente de cálculo Vc,Rd. Los esfuerzos solicitantes de cálculo pésimos se producen en un punto situado a una distancia de 0.140 m del nudo N102, para la combinación de acciones 1.35·PP+1.5·PGIZDA. 156.46 kN 187.88 kN Donde: VEd,z: Esfuerzo cortante solicitante de cálculo pésimo. VEd,z : 156.46 kN Vc,Rd,z: Esfuerzo cortante resistente de cálculo. Vc,Rd,z : 375.76 kN Resistencia a torsión (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.7) La comprobación no procede, ya que no hay momento torsor. Resistencia a cortante Z y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) y M1 f yd f c,Ed y y c,Rd N 1 0.2 N y k c,Ed z z c,Rd N 1 2 0.6 N z k c,Rd,z V 2 Ed,z V
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 146 No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede. Resistencia a cortante Y y momento torsor combinados (CTE DB SE-A, Artículo 6.2.8) No hay interacción entre momento torsor y esfuerzo cortante para ninguna combinación. Por lo tanto, la comprobación no procede.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 147 7.2. UNIONES En el caso de nuestra obra hemos intentado solucionar la mayoría de uniones mediante uniones atornilladas, ya que este tipo de uniones facilitan su montaje en obra y su desmonte, en el caso de que en un futuro quisiésemos cambiar algún elemento de nuestra estructura. Aún así, inevitablemente aparecerán en nuestra obra uniones soldadas que complementarán a las uniones atornilladas. A fin de garantizar un cálculo y dimensionamiento óptimo de las uniones soldadas tendremos que tener una serie de consideraciones que detallaremos a continuación. 7.2.1 Especificaciones Norma La ejecución de las pertinentes comprobaciones se ajusta a las prescripciones dispuestas en los apartados “8.5. Resistencia de los medios de unión. Uniones atornilladas.” y “8.6. Resistencia de los medios de unión. Uniones soldadas.” contenidos en el DB SE-A. Materiales Los aceros en chapas y perfiles utilazos en nuestra obra entran dentro de lo establecido en el apartado “4. Materiales” del DB SE-A. de la misma manera los tornillos, tuercas y arandelas que se utilicen el las uniones cumplirán las características mecánicas mínimas que se establecen el este mismo apartado. Cabe destacar que, en el caso de los materiales de aportación de las soldaduras, las características mecánicas de dichos materiales serán, en todos los casos, superiores a los del material base como bien indica la el DB SE-A en su apartado “4.4. Materiales de aportación”.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 148 Disposiciones constructivas Para el caso de las uniones soldadas, se cumplirán las disposiciones constructivas especificadas en el DB SE-A, concretamente en el apartado “8.6.1. Disposiciones constructivas y clasificación”. Las prescripciones que siguen serán aplicables cuando los elementos a unir tienen al menos 4 mm de espesor y son de aceros estructurales soldables: Soldadura en ángulo. Se utiliza para unir elementos cuyas caras de fusión forman un ángulo (α)comprendido entre 60º y 120º. Pueden ser uniones en T o de solape. En el caso deuniones en T: - si α> 120º ⇒ No se considerará que se pueden transmitir esfuerzos; - si α< 60º ⇒ Se considerará como soldadura a tope con penetración parcial. El espesor de garganta de un cordón de soldadura en ángulo no será menor de 3 mm. La longitud efectiva de un cordón de soldadura en ángulo será la total del cordón siempre quese mantenga el espesor de garganta nominal, pero no se considerarán cordonescuya longitud sea inferior a 40 mm o a seis veces el ancho de garganta. La ejecución de los cordones de longitud L0 en los extremos de la pieza es un detalle obligatorio. Comprobaciones En lo referente a las comprobaciones necesarias para las uniones soldadas cabe destacar las siguientes consideraciones:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 149 Cordones de soldadura a tope con penetración total: En este caso no será necesaria ninguna comprobación. La resistencia de la unión será igual a la de la más debil de las piezas a unir. Cordones de soldadura a tope con penetración parcial y con preparación de bordes: En este caso se comprueban como soldaduras en ángulo considerando un espesor de garganta igual al canto nominal de la preparación menos 2 mm, tal y como se indica en el artículo “8.6.3. Resistencia de cálculo de las soldaduras a tope” del CTE DB SE-A. Cordones de soldadura en ángulo: Se realiza la comprobación de tensiones de cada cordón de soldadura según el artículo“8.6.2. Resistencia de cálculo de las soldaduras en ángulo” del CTE DB-A. Se comprueban los siguientes tipos de tensión: - Tensión Von Mises - Tensión normal 7.2.2 Referencias y simbología Se destacan las siguientes referencias: -a (mm): según el artículo “8.6.2. Resistencia de cálculo de las
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 252 Referencia: N6 Dimensiones: 335 x 335 x 70 Armados: Xi:Ø12c/17 Yi:Ø12c/17 Xs:Ø12c/17 Ys:Ø12c/17 Comprobación Valores Estado - Armado superior dirección X: Calculado: 17 cm Cumple - Armado superior dirección Y: Calculado: 17 cm Cumple Longitud de anclaje: Criterio del libro "Cálculo de estructuras de cimentación", J. Calavera. Ed. INTEMAC, 1991 Mínimo: 15 cm - Armado inf. dirección X hacia der: Calculado: 82 cm Cumple - Armado inf. dirección X hacia izq: Calculado: 82 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia arriba: Calculado: 82 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia abajo: Calculado: 82 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia der: Calculado: 82 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia izq: Calculado: 82 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia arriba: Calculado: 82 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia abajo: Calculado: 82 cm Cumple Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Zapata de tipo rígido (Artículo 59.2 de la norma EHE-98) - Relación rotura pésima (En dirección X): 0.17 - Relación rotura pésima (En dirección Y): 0.31 - Cortante de agotamiento (En dirección X): 545.14 kN - Cortante de agotamiento (En dirección Y): 545.14 kN GRUPO 3 Referencia: N58 Dimensiones: 190 x 190 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado Tensiones sobre el terreno: Criterio de CYPE - Tensión media en situaciones persistentes: Máximo: 0.2 MPa Calculado: 0.0285471 MPa Cumple - Tensión máxima en situaciones persistentes sin viento: Máximo: 0.249959 MPa Calculado: 0.0217782 MPa Cumple - Tensión máxima en situaciones persistentes con viento: Máximo: 0.249959 MPa Calculado: 0.0359046 MPa Cumple Vuelco de la zapata: Si el % de reserva de seguridad es mayor que cero, quiere decir que los coeficientes de seguridad al vuelco son mayores que los valores estrictos exigidos para todas las combinaciones de equilibrio.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 253 Referencia: N58 Dimensiones: 190 x 190 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado - En dirección X: Reserva seguridad: 12.7 % Cumple - En dirección Y: Reserva seguridad: 15930.0 % Cumple Flexión en la zapata: - En dirección X: Momento: 18.55 kN·m Cumple - En dirección Y: Momento: 13.85 kN·m Cumple Cortante en la zapata: - En dirección X: Cortante: 27.47 kN Cumple - En dirección Y: Cortante: 20.21 kN Cumple Compresión oblicua en la zapata: - Situaciones persistentes: Criterio de CYPE Máximo: 5000 kN/m² Calculado: 159.6 kN/m² Cumple Canto mínimo: Artículo 59.8.1 de la norma EHE-98 Mínimo: 25 cm Calculado: 40 cm Cumple Espacio para anclar arranques en cimentación: - N58: Mínimo: 30 cm Calculado: 33 cm Cumple Cuantía geométrica mínima: Criterio de CYPE Mínimo: 0.0018 - En dirección X: Calculado: 0.0019 Cumple - En dirección Y: Calculado: 0.0019 Cumple Cuantía mínima necesaria por flexión: Artículo 42.3.2 de la norma EHE-98 Calculado: 0.001 - Armado inferior dirección X: Mínimo: 0.0003 Cumple - Armado inferior dirección Y: Mínimo: 0.0003 Cumple - Armado superior dirección X: Mínimo: 0.0001 Cumple - Armado superior dirección Y: Mínimo: 0.0001 Cumple Diámetro mínimo de las barras: Recomendación del Artículo 59.8.2 (norma EHE-98) Mínimo: 12 mm - Parrilla inferior: Calculado: 12 mm Cumple - Parrilla superior: Calculado: 12 mm Cumple Separación máxima entre barras: Artículo 59.8.2 de la norma EHE-98 Máximo: 30 cm - Armado inferior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado inferior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple Separación mínima entre barras: Criterio de CYPE, basado en: J. Calavera. "Cálculo de Estructuras de Cimentación". Capítulo 3.16 Mínimo: 10 cm
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 254 Referencia: N58 Dimensiones: 190 x 190 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado - Armado inferior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado inferior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple Longitud de anclaje: Criterio del libro "Cálculo de estructuras de cimentación", J. Calavera. Ed. INTEMAC, 1991 Mínimo: 15 cm - Armado inf. dirección X hacia der: Calculado: 40 cm Cumple - Armado inf. dirección X hacia izq: Calculado: 40 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia arriba: Calculado: 40 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia abajo: Calculado: 40 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia der: Calculado: 40 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia izq: Calculado: 40 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia arriba: Calculado: 40 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia abajo: Calculado: 40 cm Cumple Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Zapata de tipo rígido (Artículo 59.2 de la norma EHE-98) - Relación rotura pésima (En dirección X): 0.22 - Relación rotura pésima (En dirección Y): 0.16 - Cortante de agotamiento (En dirección X): 188.55 kN - Cortante de agotamiento (En dirección Y): 188.55 kN GRUPO 4 Referencia: N65 Dimensiones: 130 x 130 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado Tensiones sobre el terreno: Criterio de CYPE - Tensión media en situaciones persistentes: Máximo: 0.2 MPa Calculado: 0.0306072 MPa Cumple - Tensión máxima en situaciones persistentes sin viento: Máximo: 0.249959 MPa Calculado: 0.025506 MPa Cumple - Tensión máxima en situaciones persistentes con viento: Máximo: 0.249959 MPa Calculado: 0.0457146 MPa Cumple Vuelco de la zapata:
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 255 Referencia: N65 Dimensiones: 130 x 130 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado - En dirección X: Si el % de reserva de seguridad es mayor que cero, quiere decir que los coeficientes de seguridad al vuelco son mayores que los valores estrictos exigidos para todas las combinaciones de equilibrio. Reserva seguridad: 28.0 % Cumple - En dirección Y: No procede(1) (1) Sin momento de vuelco Flexión en la zapata: - En dirección X: Momento: 7.24 kN·m Cumple - En dirección Y: Momento: 4.52 kN·m Cumple Cortante en la zapata: - En dirección X: Cortante: 9.61 kN Cumple - En dirección Y: Cortante: 5.59 kN Cumple Compresión oblicua en la zapata: - Situaciones persistentes: Criterio de CYPE Máximo: 5000 kN/m² Calculado: 94.3 kN/m² Cumple Canto mínimo: Artículo 59.8.1 de la norma EHE-98 Mínimo: 25 cm Calculado: 40 cm Cumple Espacio para anclar arranques en cimentación: - N65: Mínimo: 30 cm Calculado: 33 cm Cumple Cuantía geométrica mínima: Criterio de CYPE Mínimo: 0.0018 - En dirección X: Calculado: 0.0019 Cumple - En dirección Y: Calculado: 0.0019 Cumple Cuantía mínima necesaria por flexión: Artículo 42.3.2 de la norma EHE-98 Calculado: 0.001 - Armado inferior dirección X: Mínimo: 0.0002 Cumple - Armado inferior dirección Y: Mínimo: 0.0002 Cumple - Armado superior dirección X: Mínimo: 0.0001 Cumple Diámetro mínimo de las barras: Recomendación del Artículo 59.8.2 (norma EHE-98) Mínimo: 12 mm - Parrilla inferior: Calculado: 12 mm Cumple - Parrilla superior: Calculado: 12 mm Cumple Separación máxima entre barras: Artículo 59.8.2 de la norma EHE-98 Máximo: 30 cm - Armado inferior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado inferior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 256 Referencia: N65 Dimensiones: 130 x 130 x 40 Armados: Xi:Ø12c/30 Yi:Ø12c/30 Xs:Ø12c/30 Ys:Ø12c/30 Comprobación Valores Estado Separación mínima entre barras: Criterio de CYPE, basado en: J. Calavera. "Cálculo de Estructuras de Cimentación". Capítulo 3.16 Mínimo: 10 cm - Armado inferior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado inferior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección X: Calculado: 30 cm Cumple - Armado superior dirección Y: Calculado: 30 cm Cumple Longitud de anclaje: Criterio del libro "Cálculo de estructuras de cimentación", J. Calavera. Ed. INTEMAC, 1991 Mínimo: 22 cm - Armado inf. dirección X hacia der: Calculado: 22 cm Cumple - Armado inf. dirección X hacia izq: Calculado: 22 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia arriba: Calculado: 22 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia abajo: Calculado: 22 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia der: Calculado: 22 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia izq: Calculado: 22 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia arriba: Calculado: 22 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia abajo: Calculado: 22 cm Cumple Longitud mínima de las patillas: Mínimo: 12 cm - Armado inf. dirección X hacia der: Calculado: 12 cm Cumple - Armado inf. dirección X hacia izq: Calculado: 12 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia arriba: Calculado: 12 cm Cumple - Armado inf. dirección Y hacia abajo: Calculado: 12 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia der: Calculado: 12 cm Cumple - Armado sup. dirección X hacia izq: Calculado: 12 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia arriba: Calculado: 12 cm Cumple - Armado sup. dirección Y hacia abajo: Calculado: 12 cm Cumple Se cumplen todas las comprobaciones Información adicional: - Zapata de tipo rígido (Artículo 59.2 de la norma EHE-98) - Relación rotura pésima (En dirección X): 0.13 - Relación rotura pésima (En dirección Y): 0.08 - Cortante de agotamiento (En dirección X): 127.92 kN - Cortante de agotamiento (En dirección Y): 127.92 kN 7.4.2. Vigas de atado Para las vigas de atado se ha supuesto la misma sección para toda la estructura.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 257 La nave dispondrá de un muro de hormigon armado perimetralmente, por lo que será necesario contar unas vigas de atado de mayores dimensiones para que el muro perimetral pueda apoyar en ellas. Las dimensiones de las vigas de atado serán las siguientes: 60 40 CUADRO DE VIGAS DE ATADO C . 1 Arm. sup.: 3Ø12 B 500 T, CN Arm. inf.: 3Ø12 B 500 T, CN Estribos: 2xØ8 B 500 T, CN c/30 Figura 78. Cuadro de vigas de atado. 7.4.3. Solera Según la norma NTE-RSS en lo referente a soleras, para un uso como el que se le va a dar en una nave industrial como la que se está diseñando se utilizan solera pesadas (RSS-6), sobrecarga estática superior a 5 t/m2. La solera se ejecuta de la siguiente manera: 1) Capa: arena de río con tamaño máximo de árido de 0,5 cm, formando una capa de 15 cm de espesor, extendida sobre firme estabilizado, consolidado y compactado. 2) Capa: lámina aislante de polietireno. 3) Capa: hormigón formado por una capa de 20 cm de espesor, extendido sobre la lámina aislante, terminando la superficie mediante reglado. El curado se realizará mediante riego que no produzca deslavado. También se dispondrá de juntas de retracción así como juntas de aislamiento. 8. RED DE SANEAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES Utilizaremos tubos de P.V.C. para evitar la acumulación de agua que se da en las tuberías de fibrocemento.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 258 Se utilizará la norma NTE-ISS referente a saneamiento para proyectar las dimensiones de los elementos que constituyen la red de saneamiento como: canalones, bajantes, colectores y arquetas. Además, se cumplirá lo establecido en el CTE-DB de salubridad. Sumideros De acuerdo con el documento DB-SE-HS del CTE se regula la disposición de los sumideros para facilitar la evacuación de las aguas pluviales recogidas en la cubierta de la nave. El número de sumideros depende de la superficie de la cubierta. Para saber el número de sumideros se hace uso de la tabla 4.6 extraída del CTE (DB-SE-HS apartado 4.2.1) Figura 79. Tabla 4.6. Nº de sumideros en función de la superficie de cubierta En nuestro caso dispondremos de 8 sumideros, 4 para cada faldón de cubierta, debido a que disponemos de una superficie aproximada de 550m2 para cada faldón. Canalones Las dimensiones de los canalones también dependen del volumen de agua a evacuar y por lo tanto de la superficie de cubierta en proyección horizontal. Se debe conocer la intensidad pluviométrica de la zona donde se sitúe la nave, mostrada en el DB-SE-HS.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 259 De donde observamos que la nave se encuentra en la zona isoyeta A-40. En la tabla se indica que la intensidad pluviométrica es de 125 mm/h, como se aprecia a continuación: Figura 80. Intensidad pluviométrica. A continuación, se deberá calcular la superficie en proyección horizontal que abarcará cada canalón, por lo que si la superficie total por faldón es de 550 m2 la superficie aproximada para cada canalón será de 150 m2. También se deberá considerar la inclinación de los canalones que será de un 2%. El CTE establece que para un régimen de intensidad pluviométrica diferente de 100 mm/h, debe aplicarse un factor f de corrección a la superficie servida tal que: f = i/100. Por lo tanto, con la intensidad pluviométrica calculada anteriormente se obtiene dicho factor de correción: f = i/100 = 125/100 =1,25 La superficie por canalón será: 150 · 1,25 = 187,5 m. Entrando con este dato en la tabla 4.7 de DB-SE-HS que se observa a continuación obtenemos el diametro mínino del que deberán de disponer los canalones.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 260 Figura 81. Tabla 4.7. Diámetro del canalón s/régimen pluviométrico Tomamos el valor del diámetro que corresponde al valor de la superficie mayor, para quedarnos del lado de la seguridad. Por lo tanto el diámetro de los canalones será de 150 mm. Bajantes Se sigue con el cáculo de los canalones establecido en 150 m2 para obtener mediante la tabla 4.8 del DB-SE-HS el diámetro de las bajantes. Figura 82. Tabla 4.8. Diámetro de las bajantes Tomamos el valor del diámetro que corresponde al valor de la superficie mayor, para quedarnos del lado de la suguridad. Por lo tanto el diámetro nominal mínimo de la bajante será de 75 mm. Colectores Son tuberias que se encuentran soterradas para transportar el agua de recogida en las arquetas hasta los pozos de registro. Estas tuberias tienen una pendiente aproximada del 2%.
NAVE PARA TALLER DE MECANIZADO Y ELECTROEROSIÓN 3.ANEXOS 261 Dado que el caudal de recogida puede ser mayor en algunas arquetas que en otras, se dimensionará primero para un faldón de la cubierte y posteriormente para toda la cubierta. De acuerdo con la tabla 4.9 del DB-SE-HS sacaremos el diámetro mínimo de los colectores individuales y del colector final. Figura 83. Tabla 4.9. Diámetro de los colectores Para los colectores individuales: 1,25 · 550 = 687,5 m al 2%, díametro nominal mínimo del colector: 160 mm. Para el colector final: 1,25 · 1100 = 1375 m al 2%, diámetro nominla mínimo del colector: 200 mm. Arquetas Se situarán debajo de cada bajante, separadas de la fachada, y donde exista algún cambio de dirección. Con una tubería de 160 mm de diámetro como mínimo que le llegará se obtiene de acuerdo a la tabla 4.13 del CTE el tamaño mínimo de la arqueta. Figura 84. Tabla 4.13. Diámetro de las arquetas. Se establece que las dimensiones mínimas de las arquetas para los tramos con tubería de diámetro mínimo de 160 mm serán de 60x60 cm, al igual que para la salida final con tubería de diámetro mínimo de 200 mm.