Hormigón, cálculo de elementos con CYPE

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INGENIERÍA MECÁNICA

PRÁCTICA PRÁCTI CA 9

Nombre:

Cristóbal Jesús Valdepeñas Octavio

Escuela de Ingenieros Industriales de Albacete, UCLM


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INTRODUCCIO N INTRODUCCIO NAVE PERSONALIZADA -

Altura de pilares (H) Ángulo (alpha) Separación entre pórticos (S) Separación entre correas (SC) Lonjitud (L) Número de correas (Nc)

6.45 metros 16º 5.3 metros 1.95 metros 10.15 metros 5

FORJADO PARA OFICINAS -

Altura de pilares (H/2) Luz entre pilares (L/2) Separación entre pórticos (S) Dimensiones de pilares Dimensiones de las vigas bxh

CARGAS A SUPERFICIALES: Permanentes -

Peso Propio forjado: Tabiquería: Solado:

350 kg/m2 100 kg/m2 100 kg/m2

Sobrecarga de uso -

Uso:

200 kg/m2


3.225 metros 5.075 metros 5.3 metros 30x30 centímetros 40xh centímetros

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DATOS Las armaduras serán realizadas en Acero B500S El Hormigón que usaremos será el HA25 Las vigas tendrán un recubrimiento de 3.5 cm

Se pide: -

Armado de vigas cuando el canto es de 30, 35 y 40 cm

Los coeficientes parciales de seguridad y de combinación son los siguientes:

Persistente o transitoria

Coeficientes parciales de seguridad ( ) Carga permanente (G) Viento (Q) Nieve (Q)

Coeficientes de combinación ( )

Favorable

Desfavorable

Principal ( )

Acompañamiento (a)

0.800 0.000 0.000

1.350 1.500 1.500

1.000 1.000

0.600 0.500

Para desplazamientos, tenemos que:

Característica

Coeficientes parciales de seguridad ( ) Carga permanente (G) Viento (Q) Nieve (Q)


Favorable

Desfavorable

1.000 0.000 0.000

1.000 1.000 1.000

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INTRODUCCIO N DE LA ESTRUCTURA INTRODUCCIO En el programa CYPECAD, introduciremos en primer lugar, los pilares de nuestra estructura.

Pasaremos a la siguiente pestaña, llamada Entrada de vigas, donde introduciremos las vigas que van desde un pilar a otro, en total son dos.

Hecho esto, podemos pedirle que nos muestre una imagen en tres dimensiones de la estructura que acabamos de crear:


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A continuación, insertaremos las cargas que se nos dice que hay que considerar para un forjado de oficinas como el que vamos a construir.

Como se puede ver, una de ellas, la de 28,6 KN/m es la de las cargas permanentes, mientras que la de 10,4 KN/m es la de sobrecarga de uso.


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ARMADO CON DIFERENTES CANTOS El objetivo de esta práctica es manejar los conceptos estudiados sobre el armado de las vigas de hormigón. Plantearemos diferentes situaciones, con diferentes cantos, viendo las distancias que obtenemos, los grosores de barra, etc. Todo ello, recordemos, que es para un acero B500S.

CASO 1: Canto de 30 cm. Con la solución que el programa nos propone, tenemos problemas en la comprobación de flecha.

El programa nos permite unir las barras que se muestran discontinuas. Aun así, debemos tener en cuenta que la longitud máxima que se puede transportar a obra es de 12 metros, por limitaciones de tamaño en los camiones, etc.


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La comprobación que no cumple es la de flecha, aunque no es objeto de esta práctica, se adjunta como captura de pantalla:

En primer lugar, obtenemos una armadura mínima como la siguiente:

En la opción armadura longitudinal y transversal podemos modificar cada una de las dos armaduras. Por ejemplo, podemos modificar la de refuerzo de los momentos positivos y ponerla, en vez de con diámetro 12, con diámetro 16.


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Como se puede comprobar en las gráficas gr áficas de armadura, se cumple la comprobación de armadura mínima de refuerzo. Si queremos modificar la armadura transversal y jugar con los parámetros disponibles, buscaríamos la siguiente ventana.

(Solución propuesta por el programa de cálculo de estructuras CYPE) De esta forma podemos agrupar cercos y aumentar un poco la distancia o separación entre armaduras, como vemos en la siguiente captura de pantalla, donde hemos pasado, con el mismo diámetro (6 mm), de 8 centímetros de separación a 19, obteniendo un buen aprovechamiento del armado.


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Seguiremos probando nuevos diámetros cambiando el canto del perfil de la viga de hormigón armado.

CASO 2: Canto de 35 cm. En este caso, obtenemos el siguiente diagrama:

Vamos a plantear este caso desde un punto de vista diferente. Lo que haremos será cambiar armaduras hasta ajustar el área efectiva a la necesaria. 1) Cambiamos el armado transversal del centro y lo alejamos un poco:

2) Cambiamos el armado transversal de los extremos de la viga:


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Y así, realizando una serie de modificaciones más en la armadura longitudinal, podemos obtener la siguiente gráfica:

Queda más ajustada, como se puede ver, sin embargo, la solución debería pasar el control de errores, es decir, la estructura puede cumplir a resistencia teóricamente como hemos planteado, sin embargo, puede que por normativa la concepción de los elementos como la hemos realizado no sea válida. De hecho, no se cumplen distancias mínimas entre barras, ya que por ajustar más a la curva c urva de área necesaria, se colocaron grandes números de barras de pequeños diámetros.

CASO 3: Canto de 40 cm. Para el último de los casos, con un canto de 40 centímetros, el programa nos ofrece por defecto la siguiente armadura:


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Cabe decir que el programa nos ofrecerá soluciones muy buenas y que, cuando modifiquemos algo de lo que él nos propone, será por criterios constructivos que no contempla por sí solo. En nuestro caso, lo que queremos es observar la relación directa que hay entre áreas y longitudes del acero. Como se puede ver, se han dimensionado también los anclajes, siendo éstos doblados en patilla. Por ejemplo, si queremos cambiar el armado transversal:

Podemos adoptar soluciones muy variadas:


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CONCLUSIONES SOBRE ARMADO DE VIGAS DE HORMIGO HORMIGO N Como hemos podido comprobar en varias v arias ocasiones durante la realización de los sucesivos trabajos, las soluciones han sido infinitamente abiertas. Este noveno trabajo no iba a ser menos, por lo que de nuevo nos enfrentamos a un problema en el cual dos personas diferentes pueden dar soluciones diferentes y defender que ambas son correctas, sin equivocación alguna. De esto podemos abstraer la necesidad de aplicación de un criterio propio, del diseño que tenemos en mente y de, como sabemos que las estructuras estructuras de hormigón se comportan comportan de la forma en la que las construyes, construyes, la proyección de estas ideas en el plano. Claramente, las relaciones comprobadas son muy evidentes. Si necesitamos un cierto valor de área para cubrir las necesidades, tanto por resistencia como por normativa, de nuestro forjado, podremos elegirla con diferentes barras de acero corrugado, siendo el área de estas últimas igual o superior a la necesaria. Cabía, en un principio, la opción de construir dos vigas de forma separada, sin embargo, se consideró continua por las diferentes ventajas que pueden presentar, como por ejemplo el valor de los momentos y la mayor facilidad a la hora de construirla. Se podrían plantear diferentes formas de analizar estas estructuras. Así, una buena idea y a la que hemos recurrido en varias ocasiones, es al análisis por elementos finitos. La modelización se llevaría a cabo mediante la introducción de datos del material, el perfil de la viga y la serie de barras que queramos tomar, siendo el contacto entre viga – barra friccional o de adherencia.


Hormigón, cálculo de elementos con CYPE

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