Parte de Una Nave

Máster de Especialización en Estructuras Metálicas y Mixtas Versión imprimible

B2 Naves industriales Componentes de naves T2 industriales P3

Pórtico hastial y viga de contraviento

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Máster de Especialización Máster Especialización en Estructu ras Metálicas y Mixtas B2 Naves Na ves Industri ales T2

Componentes de naves industriales

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Pórtico hastial y viga de contr aviento

ÍNDICE DE CONTENIDOS Tema Te ma 2 - Compon Compon ente entess de una un a nave industrial industr ial Parte Pa rte 3 Paso 1 Paso 2


Pórtico hastial Viga de contraviento

© Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L. No se permite un uso comercial. No se permite copiar, distribuir, exhibir, ejecutar el trabajo y realizar otros trabajos derivados del mismo con propósitos comerciales. Siempre se debe reconocer y citar al autor original, previa autorización autorización escrita. (Rev.0)

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ÍNDICE DE CONTENIDOS Tema Te ma 2 - Compon Compon ente entess de una un a nave industrial industr ial Parte Pa rte 3 Paso 1 Paso 2


Pórtico hastial Viga de contraviento


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Tema 2 - Com omponentes ponentes de una nave nave industri indus triaal Parte 3 – Pórtico hastial hasti al y viga de contraviento Nº PASO TÍTULO 1

Pórtico hastial

Introducción El pórtico hastial situado en la fachada frontal está formado por un grupo de pilares que soportan y transmiten las fuerzas de viento a la viga de contraviento. Esta viga transmite parte de los esfuerzos a la cimentación y el resto se disipan por la estructura.

Figura 3.1. 3.1.1 1 Pórtico hastial de nave nave industri al A grandes rasgos, se puede distinguir entre dos tipos de pórticos hastiales en f unción de si la nave es expandible o no.


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Pórtico hastial h astial nave expandible expandible En el caso que la nave pueda ampliarse, el hastial se diseña como un pórtico tipo y se le añaden los pilares intermedios (pilares hastiales). Si se eliminan los pilares hastiales, el dintel y los pilares exteriores continúan funcionando correctamente. Se debe de calcular el hastial para cumplir con las dos situaciones de carga a las que estará sometido. Al principio, deberá de cumplir como pórtico hastial y una vez se haya ejecutado la ampliación de la nave, el pórtico deberá de cumplir como cualquier otro pórtico tipo de la nave. En la Figura 3.1.2 se indican las uniones típicas de pórtico hastial expandible. En el ejemplo, los pilares están empotrados en la base, articulados en la cabeza y el plano de inercia fuerte se encuentra en el plano perpendicular al pórtico para absorber los esfuerzos de viento. Las uniones ‘Det.II’ y ‘Det.III’ son uniones articuladas articuladas con coliso.

Figura 3.1 3.1.2 .2 Pórtico hastial expandible


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DET.I Unión rígida tal y como sería en un pórtico tipo.

Figura 3.1.3 Det I. Unión dintel con sopor te ext hastial expandibl e

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DET.II El espacio libre entre el dintel y el pilar será mayor que el desplazamiento vertical máximo. La unión atornillada del coliso es sin apriete permitiendo el desplazamiento relativo entre coliso y pilar. El coliso se une al dintel con soldadura.

Figura 3.1.4 Det II. Unión d intel con sop orte interior h astial expandibl e


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DET.III La unión del pilar con la cumbrera se puede ejecutar de dos maneras distintas. La versión IIIa desplaza ligeramente el pilar para simplificar la unión. La versión IIIb nos obliga a definir una geometría más compleja del coliso.

Figura 3.1.5 Det IIIa. Unión dint el con sopo rte hastial en cumbrera expandible


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Figura 3.1.6 Det IIIb. Unión dint el con sopor te hastial en cumbrera expandible


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Pórtico hastial nave no expandible En el caso que la nave no pueda ampliarse, será más económico adoptar un diseño similar al que se indica en la Figura 3.1.7. El dintel se calcula con apoyos intermedios. El pórtico hastial permite varios diseños en función de la tipología de las uniones (empotradas o articuladas) o en función de la existencia o no de arriostramientos en la fachada. En el video que se expone al final de la unidad se habla de criterios de diseño. A continuación, se presentan los detalles típicos de unión de pilar con dintel.

Figura 3.1.7 Pórtico hastial no expandible


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DET 1 El pilar exterior está girado 90º, es decir, con el plano de inercia fuerte en el plano perpendicular al pórtico. El dintel apoya encima de una tapa soldada a la parte superior del pilar.

Figura 3.1.8 Det 1 Unión d intel con sop orte exterior hastial no expandible


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DET 2

Figura 3.1.9 Det 2 Unión d intel con sop orte interio r hastial no expandible

© Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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DET 3 En cumbrera, los dos dinteles y sus placas de testa correspondientes se atornillan en el alma del pilar.

Figura 3.1.10 Det 3 Unión d intel con sop orte cumbr era hastial no expandible


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Ejemplo

Cálculo de un pórti co hastial Se realiza el cálculo del pórtico hastial de la nave industrial de la Figura 3.1.11. Es una nave indust rial a dos aguas con el pór tico hastial no expandible . Inicialmente, se plantea la geometría de la nave, el estado de cargas y las consideraciones de estabilidad (longitudes de pandeo y pandeo lateral). Posteriormente, se calculan los pilares y dintel del pórtico y se explican los criterios de diseño generales mediante un video.

Figur a 3.1.11 Ejemplo de cálcul o La estructura de la nave industrial de este ejemplo, tiene las siguientes características geométricas: •

Luz de 30m.

•

Pendiente de cubierta del 10%

•

Distancia entre pórticos M=6m.


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•

Altura de cálculo pilar exterior h=8.75m.

•

Situación: Albacete.

•

Zona urbana en general, industrial o forestal.

En la Figura 3.1.12 se observan las dimensiones del pórtico hastial objeto de análisis en este ejemplo. Se plantean los arriostramientos (tirantes) indicados en la figura:

Figura 3.1.12 Ejemplo pó rtico hastial

Estado de cargas Carga permanente Cerramiento (0.15 kN/m 2) Correas (0.07 kN/m 2) Instalaciones (0.10 kN/m 2) Total = 0.32 kN/m 2 Carga de nieve: N = 0.60 kN/m2 Carga de viento:



= 0.5 ·

  ·

= 0.5 · 1.7 ·

Los diferentes coeficientes de presión





= 0.85 ·



de cada zona de viento de la fachada se

determinan en la Tabla D.1 DB-SE A y se indican en las figuras 3.1.13 y 3.1.14.


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Figura 3.1.13 Coeficiente presión v iento 1


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Figura 3.1.14 Coeficiente presión v iento 2

Las cargas de viento superficiales para cada zona se calculan a continuación:

  ⇒   ⇒   ⇒   ⇒   ⇒ 

= = =

− ⇒  − − ⇒  − − ⇒  − ⇒  − ⇒  −

⁄2 ⁄2 ⁄2 ⁄2 ⁄2

1.2

=

1.02 (

)

0.8

=

0.68 (

)

0.5

=

0.42 (

)

= +0.71

= +0.60 (

)

=

=

)

0.32

0.27 (


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Para el cálculo del pórtico no consideramos la carga de viento de succión en la cubierta ya que es una acción favorable para los pilares.

Consideraciones de estabilidad •

Pandeo en el plano XZ (plano perpendicular al pórtico). La barra se encuentra articulada en sus dos extremos.

•



=1

Pandeo en el plano XY (plano del pórtico). Consideramos que las correas de fachada

constriñen el pandeo en el plano XY. A menudo, en la parte inferior del pilar se suele construir un murete perimetral de 2,5 de altura. En el tramo del murete, el pilar no tiene ninguna constricción que impida el pandeo en el plano. Por lo tanto, se considera una distancia entre constricciones de:

 

= 2.5( )

•

Pandeo lateral. Las constricciones a torsión del pilar para tener en cuenta el pandeo

lateral son las siguientes: En el ala exterior se tiene en cuenta la distancia hasta la primera correa. Lc=2.5(m) En el ala interior, se considera que no hay ningún elemento que pueda impedir la torsión y, por lo tanto, la distancia entre constricciones es la del propio pilar.

Consideraciones de deformación Consideramos un límite de flecha de L/300.

En el siguiente tutorial se calcula el pórtico hastial mediante el programa Nuevo Metal 3D y se plantean criterios de diseño en el ámbito del pórtico hastial no expandible.

VER VÍDEO (click) Tutorial 3.1.1 Pórtico hastial


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Nº PASO TÍTULO 2

Viga contraviento

Introducción Arriostramient o - Carga de vient o Los sistemas de arriostramiento de una nave industrial se proyectan para hacer frente a cargas en concreto.

Viento en Sentido longi tudinal El viento en una nave industrial puede incidir perpendicularmente al pórtico hastial. Esta cargas se absorben con la viga de contraviento con unos arriostramientos que forman una viga en celosía (viga de contraviento), en la cual los cordones son los dinteles y pilares de los pórticos principales transversales. El arriostramiento más usual es la cruz de San Andrés.

Figur a 3.2.1 Viga contr aviento en Cruz de San Andr és © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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También, puede recurrirse a utilizar el arriostramiento tipo K.

Figura 3.2.2 Viga contraviento en K


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Figura 3.2.3 Viga contraviento en K En el caso que las cargas sean excesivas y las barras del arriostramiento tipo K sean proclives al pandeo, se recurre al arriostramiento tipo A.


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Figura 3.2.4 Viga contraviento en A


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En este tipo de arriostramiento los dos perfiles principales se orientan de manera que se encuentren arriostrados en su plano débil.

Figura 3.2.5 Viga contraviento en A En algún caso, el cliente requiere de puertas en los vanos arriostrados y, por lo tanto, no se pueden ejecutar arriostramientos en Cruz de San Andrés, K o A. En tal caso, existe la solución de añadir un pórtico suficientemente rígido que resista las cargas de viento longitudinales.


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Figura 3.2.6 Pórtico de frenado En la Figura 3.2.7 se observa el detalle de la unión del pilar del pórtico de frenado con el pilar del pórtico.

Figura 3.2.7 Pórtico de frenado Las naves con muchos pórticos se resuelven con arriostramientos intermedios cada 3 o 4 pórticos. © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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Figura 3.2.8 Arrios tramientos intermedios


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Viento en sentido transversal Cuando el viento incide perpendicularmente en la fachada lateral, la carga de viento se contrarresta por la propia rigidez de los pórticos. En el caso del pórtico hastial, normalmente no dispone de suficiente rigidez y se requiere de arriostramientos.

Figura 3.2.9 Arriost ramiento en la fachada hastial Para el correcto funcionamiento de la cruz de San Andrés se limita en ángulo de la diagonal con la horizontal a 60º. Con ángulos mayores se disponen dos cruces.


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Figura 3.2.10 Ángulo máximo diagonales En la Figura 3.2.11 se observa el duplicado de la cruz de San Andrés para cumplir con el límite de 60º entre la diagonal y la horizontal.

Figura 3.2.11 Duplicado de diagonales


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En naves donde exista un pilar intermedio se incluye el arriostramiento para facilitar la transmisión de los esfuerzos de viento al resto de la estructura.

Figura 3.2.12 Arriost ramiento en pilar intermedio


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Detalles de uni ones de varillas Se proponen dos tipos de unión. En el siguiente detalle se perfora el alma del perfil y se tensa el redondo con la tuerca. Se adjuntan dos alternativas: con casquillo perforado y con casquillo angular.

Figura 3.2.13 Unión arriostramientos En el detalle anterior, el arriostramiento se dispone en el plano débil de los pilares o dintel ya que se perfora el alma. En el caso de arriostramientos entre pilar de hastial y pilar de pórtico que estén girados 90º uno respecto el otro, se utiliza el detalle que se adjunta a continuación:

Figura 3.2.14 Unión arri ostramientos alternativa


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Arriostramient o – Puent e grúa Un puente grúa transmite a la estructura fuerzas de aceleración/frenado en sentido longitudinal y transversal. Los pórticos deberán de dimensionarse para resistir las fuerzas transversales de los puentes grúa. En el otro sentido, las fuerzas de aceleración y frenada del puente grúa deberán de absorberse con arriostramientos tal y como se indica en la Figura 3.2.15.

Figura 3.2.15 Arrios tramiento frenado puente gr úa Debido a que estas cargas pueden ser elevadas, los arriostramientos en K y A suelen ser los más utilizados en el caso de existir puentes grúa de gran tonelaje.


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Arrios tr amiento – Ala comprimida pandeo lateral Las cargas de succión de viento en cubierta producen una inversión de momentos y consecuentemente el ala inferior de los dinteles queda comprimida. En esta situación, y para evitar el pandeo lateral, se disponen de arriostramientos llamados tornapuntas. Hay dos tipologías de tornapuntas.

Tornapuntas a tracción Son aquellos que se disponen en dinteles intermedios de tal manera que se ejecuta un tornapuntas en ambos lados. De esta manera, se consigue que el tornapuntas que entra en carga sea el traccionado. Este tipo de tornapuntas suelen ser perfiles en L conformados en frío. Se unen en el ala inferior del perfil a arriostrar y en la correa.

Figura 3.2.16 Tornapuntas t ipo L Se calculan a tracción y se verifica la siguiente ecuación:

   ·

< 1


(3.2.1)

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Tornapuntas a tracción o c ompresión Son aquellos tornapuntas que se instalan en dinteles de pórtico hastial o pórticos extremos donde no hay espacio suficiente como para colocar tornapuntas en ambos lados. De esta manera, los tornapuntas son de perfil cerrado redondo (CHS) o cuadrado (SHS).

Figur a 3.2.17 Tornapu ntas t ipo SHS o CHS Se calculan a compresión y se verifica la siguiente ecuación:

   

< 1

(3.2.2)

· ·


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Opinión del Experto La práctica habitual en construcción industrial es colocar 1 tornapuntas en cada correa en las zonas más susceptibles de inversión de momentos. Es decir: •

En la zona de alero (1/5 L) cuando la carga vertical dominante es vertical descendiente (CP+N).

•

En la zona de cumbrera (1/5·L) cuando la carga predominante es vertical ascendientes (CP+V) debido a la succión del viento.

En el resto de zonas se coloca un tornapuntas cada 2 correas.

Ejemplo

Cálculo de Arriostramiento Pórtico Hastial En la unidad anterior se propuso el cálculo del pórtico hastial representado en la Figura 3.2.18. Para dimensionar los tirantes, nos hace f alta la reacción que se impuso en el nudo del tirante.

Figura 3.2.18 Pórtico hastial En la siguiente figura se indican las reacciones (mayoradas) del nudo que incluye la limitación de desplazamiento en sentido X debido al tirante. Es preciso recordar que el © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

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viento incide por la fachada lateral de izquierda a derecha.

Figura 3.2.19 Reacciones en el arriostr amiento Así, se obtiene: Rx=18.27 kN (mayorado)

Opinión del Experto Los arriostramientos en Cruz de San Andrés funcionan correctamente con ángulos de 45º y, como buen criterio, se aconseja no superar un ángulo de 60º. En nuestro ejemplo, se supera el límite de 60º por muy poco y debido a las cargas relativamente bajas se acepta el arriostramiento con un solo tirante. En el caso de que no se aceptara la simplificación, habría que disponer de dos tirantes que complicarían la ejecución del pórtico hastial tal y como se indica en la Figura 3.2.20.


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Figura 3.2.20 Arrios tramiento alternativo Hay que tener presente que las naves industriales se montan en obra empezando precisamente por el pórtico hastial y vale la pena proponer soluciones constructivas rápidas de ejecutar ya que de él depende la estabilidad de los elementos de la nave que se van montando posteriormente. Es por este motivo que se proyecta con un solo tirante.

Obtenida la reacción Rx, el cálculo de la diagonal es muy sencillo.

 ⇒       ⇒   0 0  2 2  ∅  ∅  =0

=

cos (63)

=

=

<1

cos (63)

·

=

3

18.27 · 10

>

> 146.33(

· cos(63)

3

= 40.24 · 10 ( )

3

40.24 · 10 = 275 1.0

)

·

4

> 13.65(

)

∅ 

Por lo tanto, se dispone una diagonal de = 16( © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

)

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Ejemplo

Cálculo de una Viga Contraviento Se dimensiona la viga de contraviento de la nave industrial representada en la Figura 3.2.18.

Figura 3.2.21 Ejemplo de cálculo v iga de contraviento Recordamos que la estructura de la nave industrial de este ejemplo tiene las siguientes características geométricas: •

Luz de 30m.

•

Pendiente de cubierta del 10% .

•

Distancia entre pórticos M=6m.

•

Altura de cálculo pilar exterior h=8.75m.

•

Situación: Albacete.

•

Zona urbana en general, industrial o forestal.

La situación más desfavorable para la viga de contraviento corresponde a la del viento de presión que incide perpendicularmente por el pórtico hastial. En este caso, la presión del


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viento es de



= 0.60(

 2 /

).

Figura 3.2.22. Cargas de vi ento y dimensio nes hastial La succión en la fachada hastial producida por el viento que incide por la fachada lateral es mayor que la



= 0.60(

 2 /

) considerada. En este caso, se podría pensar que se

debería de dimensionar con esta succión. Ahora bien, la succión aparece en ambas fachadas hastiales con lo que se anulan y, por lo tanto, no sería la situación más desfavorable para la viga de contraviento.

Cargas de viento puntuales En la Figura 3.2.23 se indican las superficies tributarias de cada pilar hastial. Con estos valores se conocerán las cargas de viento

′

que aplican a cada uno de los nodos de la

celosía de contraviento. La viga de contraviento se representa con los pilares extremos abatidos. De esta manera, se entiende que los arriostramientos de cubierta y los de fachada trabajan conjuntamente como una sola viga.


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Figura 3.2.23. Cargas de v iento en v iga de con traviento Con el valor de presión de



 2 ′    

= 0.60(

/

) y sabiendo que la mitad de la carga de

viento se absorbe en la cimentación y la otra mitad por la viga de contraviento se determinan los valores de carga de viento

′1 �2 ′2 �2 ′3 �2 ′4 �2

2 2 2 2

= 0.60

· 22.19(

)·

= 0.60

· 46.25(

)·

= 0.60

· 48.75(

)·

= 0.60

· 50.62(

)·

1 2 1 2 1 2 1 2

= 6.66(

)

= 13.88(

)

= 14.62(

)

= 15.18(

)

Cargas adicionales (imperfeccion es) Tal y como se indica en el Apartado 5.3.3 del UNE EN 1993-1-1:2005 (ver anexo pág. 62) se tiene en cuenta una curvatura inicial en arco

0

para tener en cuenta las

imperfecciones. La curvatura inicial se sustituye por una carga linealmente distribuida equivalente



.


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Figura 3.2.24. Cargas de viento adicionales en vi ga de con traviento Se calcula la flecha inicial en arco, Donde

0

,

L

es la luz del sistema de arriostramiento,

m

es el número de elementos a estabilizar. En nuestro ejemplo, 7 pórticos.

0 ∝  ∝  �   �  0 ∝    =

·

=

0.5 · 1 +

=

·

500

500

1

=

= 0.75 ·

Para el cálculo de

0.5 · 1 +

30000 500

= 45(

1 7

= 0.75

)

, se requiere de la deformación

Por el lado de la seguridad se determina el



=

150



del sistema de arriostramiento.

. Este valor es el mismo que el valor

máximo admitido por el desplome de un pilar de una nave industrial con cerramientos flexibles.

 ℎ =

150

=

10250 150



= 68.33(

)


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   ′ 0 2  ′  ′ 0 2   � Se determina la carga =

·8·

linealmente distribuida según:

+

El sumatorio de las cargas es: = 2 · 6.66 + 2 · 13.88 + 2 · 14.62 + 15.18 = 85.5 (

=

·8·

+

3

= 85.5 · 10 · 8 ·



)

45 + 68.33 30000

2

= 0.09

Figura 3.2.25 Cargas de viento adicion ales en vig a de contr aviento Se puede sustituir la carga linealmente distribuida por cargas aplicadas en los nudos de la celosía de contraviento. De esta manera:

1 2 3 4

= = = =

   

   

· 6.87 = 0.62(

)

· 5.00 = 0.45(

)

· 5.00 = 0.45(

)

· 5.00 = 0.45(

)

Cargas totales Se suman las cargas iniciales a las equivalentes a la imperfección. Así,

 ′  =

+

Se obtienen cargas características, las cuales no están afectadas por ningún coeficiente de mayoración:

1 ′1 1 2 ′2 2 3 ′3 3

   )

=

+

= 6.66 + 0.62 = 7.28(

=

+

= 13.88 + 0.45 = 14.33(

)

=

+

= 14.62 + 0.45 = 15.07(

)


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4 ′4 4 =

+



= 15.18 + 0.45 = 15.63(

)

Esfuerzos en las diagonales (o tirantes)

Tal y como se muestra en la Figura 3.2.26 se determinan las cargas en las diagonales D1, D2, D3 y D4. Obsérvese que la mitad de las diagonales de la viga de contraviento no influyen en el cálculo por estar comprimidas. Así, la celosía se simplifica a la celosía de la Figura 3.2.23. La geometría resultante es una viga Pratt con los montantes comprimidos y las diagonales traccionadas. En el equilibrio general de fuerzas deberemos comprobar que:

   =

+

Figura 3.2.26 Nomenclatura esfuerzos en viga de con traviento Se obtienen las cargas de un simple balance de cargas verticales en los nudos (1), (2), (3) y (4). Se empieza por el nudo (4).

Nudo (4) La carga R4 se transmite directamente al nudo (4) a través del montante C4.

 ⇒    =0

4=

4 · sin (50.2) =

4

2 · sin (50.2)

=



4

2

15.63 2 · sin (50.2)



= 10.17(

)

Nudo (3) A la carga R3 se le añade la carga que proviene de la diagonal D4.

 ⇒  =0

 

3 · s i n(50.2) = 3 + 4 · sin (50.2)


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   3=

3 + 4 · sin (50.2) sin (50.2)

=

Nudo (2)

 ⇒     =0

2=

sin (50.2)

1=



)



)

= 29.78(

 

=

Nudo (1)

=0

sin (50.2)

2 · s i n(50.2) = 2 + 3 · sin (50.2)

2 + 3 · sin (50.2)

 ⇒    

15.07 + 10.17 · sin (50.2)

14.33 + 29.78 · sin (50.2) sin (50.2)

= 48.43(

 

1 · s i n(34) = 1 + 2 · sin (50.2)

1 + 2 · sin (50.2) sin (34)

=

7.28 + 48.43 · sin (50.2) sin (34)

= 79.56(



)

En resumen:

   

   

1 = 79.56(

)

2 = 48.43(

)

3 = 29.78(

)

4 = 10.17(

)

Se observa el orden descendente de las cargas de las diagonales. Las diagonales de los tramos extremos están más solicitadas que las diagonales del centro. Se puede observar que los esfuerzos de viento fluyen por la viga de contraviento del centro hacia ambos extremos de tal manera que en el recorrido las diagonales van asumiendo cada vez más carga.

Figura 3.2.27.Propagación esfuerzos


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P3


Dimensionamiento de l as diagonales (tirantes) Se proponen varillas redondas lisas galvanizadas de diámetro

∅   16, 20 24

y de

acero de calidad S275. Según EN 1993-1-1:2005 el coeficiente de minoración del material

0

  2

= 1.0 y el límite elástico es

= 275

/

Si el criterio es la utilización del CTE:

  22 ∅     ∅   0          ≤   3      ≥  2 ∅ ≥  ⇒ ∅    ⇒ ∅    ⇒ ∅    ⇒ ∅    ⇒ ∅   ⇒ ∅   ⇒ ∅   ⇒ ∅   ⇒ ∅  = 275 /

para

= 16

= 265 /

para

= 20 24

= 1.05 )

1 = 79.56(

Se mayora la carga para el dimensionamiento del perfil: 1

= 1.5 · 79.56 = 119.34(

)

·

1

1

·

=

119.34 · 10 · 1.0 275

)

23.5(

= 24(

= 433.96(

)

)

Así, se obtienen varios diámetros para las distintas solicitaciones de las diagonales: 1 = 79.56(

)

= 24(

)

2 = 48.43(

)

= 20(

)

3 = 29.78(

)

= 16(

)

4 = 10.17(

)

= 10(

)

Para homogeneizar, se propone lo siguiente, 1

= 24(

)

2

= 20(

)

3

= 16(

)

4

= 16(

)

Cargas en los perfiles de compr esión © Zigurat Consultoría de Formación Técnica S.L.

41




P3


De la misma manera que en las diagonales, se calculan las cargas en los montantes.

   

       

4 = 4 = 15.63(

)

  

3 = 3 + 4 · s i n(50.2) = 22.88(

)

2 = 2 + 3 · s i n(50.2) = 37.21(

)

1 = 1 + 2 · s i n(50.2) = 44.48(

)

Comprobación de los perfiles de compresión Utilizando el perfil rectangular conformado en frío RHS 100.6

 2        1   ⇒     0 )

= 2160(

= 37.9(

)

La esbeltez es: ·

=

=

1 · 6000 37.9

= 158.3

Para determinar la esbeltez adimensional, = 0.92 acero S275



, se considera:

Curva c de pandeo

=

=

158.3

93.9 ·

=

158.3 93.9 · 0.92

= 1.83

Curva c de pandeo: = 1.83

·

·

= 0.23

3

1.5 · 44.48 · 10 = = 0.49 < 1 275 0.23 · 2160 · 1.0

En la siguiente figura se adjunta un resumen de las cargas calculadas:

Figura 3.2.28 Esfuerzos en l a viga de co ntraviento


42




P3


Opinión del Experto Se puede observar que para un arriostramiento típico en edificación industrial, un buen predimensionado de los tubos de compresión puede calcularse fijando una esbeltez (L/i) de 200. Esto se debe a los aprovechamientos tan bajos que tienen estos perfiles.


43




P3


Tornapuntas Otro tipo de arriostramientos es el tornapuntas. Este elemento está diseñado para evitar el pandeo lateral del ala comprimida. Para el dimensionamiento tenemos dos opciones según la normativa que se aplique:

•

Apartado 5.4.1(5) del DB-SE A La carga de diseño del tornapuntas es el 1.5% del esfuerzo de compresión máximo del elemento a estabilizar.

•

Apartado 5.3.3(4) del UNE EN 1993-1-1:2005 La carga de diseño del tornapuntas es de,

∝   1    ∝  �  El valor de Donde

=

·

·

0.5 · 1 +

es el número de elementos a estabilizar. En el caso que se tenga que

estabilizar un dintel =

∝  1001

0.5 · 1 +

1 1

= 1.

=1

Y por lo tanto, la carga de diseño del tornapuntas será de, 1·



·

1 100

Con lo cual, la carga de diseño del tornapuntas es el 1% del esfuerzo de compresión máximo del elemento a estabilizar.

Conclusiones En conclusión, la carga de diseño es distinta en función de la normativa aplicada: DB-SE-A

1.5% de la compresión del dintel

UNE EN 1993-1-1:2005

1.0% de la compresión del dintel


44




P3


Ejercicio

Cálculo de Tornapuntas Suponemos un dintel IPE400 con un momento flector de:

    ℎ = 56(

,

)

El axil será aproximadamente: =

,

=

56

0.4



= 140(

)

Por lo tanto, según el UNE EN 1993-1-1:2005, la carga de diseño del tornapuntas será del 1% de la carga de compresión máxima del elemento a estabilizar.



= 0.01 · 140 = 1.4 (



)

Suponemos dos situaciones: tornapuntas a tracción y a compresión.

Tornapuntas a tracción

  0 >

3

1.4 · 10 = = 5.09( 275 1.0

2

)

Se dispone un perfil conformado en frío tipo L mínimo por motivos constructivos. L 40.3


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Parte de Una Nave

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