Cálculo y Diseño de La Marquesina

PROYECTO FIN DE CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

“ C Á LCULO

Y DISEÑO DE LA MARQUESINA DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO” ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR

DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS Autor: Jorge Ramón Portero

Directora: Sonia Sánchez Sáez

ANTECEDENTES A NTECEDENTES

• ¿Qué es una marquesina? – Cubierta cuya función es proteger de las adversidades adversidades climatológicas – ¡NO SOLO ES UNA SIMPLE SIMPLE CUBIERTA!  SEÑAL DE IDENTIDAD

• Tipos de marquesinas:

ANTECEDENTES

• Gran evolución de la marquesinas a través de los años.

Evolución

• Diseño “rupturista” de Repsol: la marquesina como señal de identidad (Norman Foster).

OBJETIVOS DEL PROYECTO

• Objetivo principal: calcular y diseñar una marquesina de una estación de servicio para proteger de las incidencias climatológicas y además convertir a la misma en la señal de identidad de nuestro negocio. Para ello: – Diseño previo – Cálculo de las cargas. – Realizar y analizar la estructura con Metal 3D – Localizar los problemas – Obtener la marquesina deseada con informes de la misma.

DISEÑO PREVIO

• DESCRIPCIÓN:

ST = 479,36m2

DISEÑO PREVIO.

• ESTRUCTURA: DOBLE L SOLDADOS

DOBLE L SOLDADOS

PERFIL IPN

PERFIL HEB DOBLE

DISEÑO PREVIO

• CIMENTACIÓN: – Zapatas armadas y aisladas de hormigón armado, cuadradas y centradas respecto al pilar de la estructura. – Hormigón de clase HA-25 (R=255 kp/cm2.) – Armado con redondos de acero corrugado B400S (R=4079 kp/cm2).

• CUBIERTA: – Parte inferior y laterales: chapas de acero de 1mm de espesor. – Parte superior: chapa de acero galvanizado de 1.0 mm de espesor. – Colores característicos del negocio.

CÁLCULO DE CARGAS.

• Para el cálculo de las cargas se seguirá el CTE en su apartado DB-SE-AE. • Sólo se calcularán las cargas para las marquesinas de mayor altura • Necesario transformar las cargas superficiales en cargas lineales:

CÁLCULO DE CARGAS.

21.84 Kg/m

• PESO PROPIO: – Peso de la estructura calculado por el programa. – Peso de la cubierta: Chapa acero de e=1 mm y d=7800Kg/m3   Ccub =7,8Kg/m2

10.92 Kg/m

CÁLCULO DE CARGAS

280 Kg/m

• SOBRECARGA DE USO: – Según la tabla 3.1 del DB-SE-AE: Csobrecarga uso=100 Kg/m2

140 Kg/m

CÁLCULO DE CARGAS

168 Kg/m

• SOBRECARGA DE NIEVE: – Según la tabla 3.8 del DB-SE-AE: Cnieve=60 Kg/m2

84 Kg/m

CÁLCULO DE CARGAS

• SOBRECARGA DE VIENTO:

CÁLCULO DE CARGAS

• Para el cp hay que diferenciar la dirección del viento. – Cubierta superior

CF= -153 Kg/m2 CG= -102 Kg/m2 CH= -59,5 Kg/m2 CI= -17 Kg/m2

CÁLCULO DE CARGAS

– Cubiertas laterales: CA= -102 Kg/m2 CB= -60 Kg/m2 CC= -42,5 Kg/m2 CD= 59,5 Kg/m2 CE= -25,5 Kg/m2

CÁLCULO DE CARGAS

– Cubiertas inferiores: CF= -76,5 Kg/m2 CG= -68 Kg/m2 CH= -25,5 Kg/m2 CI= 42,5 Kg/m2 CJ= -25,5 Kg/m2ç CL= -119 Kg/m2 CM= -51 Kg/m2

CÁLCULO DE CARGAS

• Ejemplo de transformación de cargas superficiales a lineales:

CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.

• ANÁLISIS DE LAS BARRAS: – Cálculo de esfuerzos y desplazamientos en los nudos mediante un análisis matricial de la estructura. – Comprobaciones de ELS: Deformaciones máximas: Desplazamientos horizontales totales:


• ANÁLISIS DE LAS BARRAS: – Comprobaciones de ELU: Agotamiento de secciones por plastificación: Resistencia a tracción: Esbeltez máxima: Pandeo por flexión y compresión: Pandeo lateral: verificar que el máximo momento flector ponderado se mantenga por debajo del momento crítico de pandeo lateral (6.3.2 de la norma CTE-DB-SE-A)


• RESULTADOS DE LAS ESTRUCTURA:


• ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:

ENVOLVENTE DE LA ENVOLVENTE DE DEFORMADA TENSIONES


• ANÁLASIS DE LA CIMENTACION. – Resultante de las cargas en el centro de la zapata

– Se verifica: 1. Tensión sobre el terreno:

tensión media no supere la del terreno tensión máxima en borde no supere en un % la media 2. Estados de equilibrio: la resultante queda dentro de la zapata. ⎛ 0.5 ⋅ ancho zapata ⎞ ⎜⎜ − 1⎟⎟ ⋅100 ⎝ excentricidad resul tan te ⎠


• ANÁLASIS DE LA CIMENTACION. 3. Estados del hormigón: flexión de la zapata y las tensiones tangenciales – Placas de anclaje: placa rígida o hipótesis de Bernouilli. • Debe ser simétrica • Suficientemente rígida (espesor mínimo en función del lado).


• RESULTADOS DE LA CIMENTACION:

RESÚMEN Y CONCLUSIONES

• Concepto de marquesina como algo más que una cubierta. • Diseño de 4 marquesinas independientes de acero. • Fuerzas actuantes sobre la marquesina. pilar principal: HEB-340 Doble • Perfiles obtenidos: Estructuras en celosía: Perfiles en T (100x15 y 45x5) correas: perfiles IPN160 • Cimentación obtenida: Zapata rectangular de 4,5x4,5x1,05 m con armado de redondos de acero de d=16 mm.

DESARROLLOS FUTUROS

• Cálculo de las uniones atornilladas • Analizar el comportamiento dinámico • Diseño de la instalación eléctrica • Diseño de un sistema de evacuación de aguas • Realizar las mismas comprobaciones para las marquesinas de 6 m de altura

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Cálculo y Diseño de La Marquesina

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