UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS
Ingeniería Técnica Industrial Mecánica
DISEÑO Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA Y DE LA CIMENTACIÓN DE UNA NAVE INDUSTRIAL
Autor: MARTA PÉREZ RODRÍGUEZ Director: PROF. DR. D. ÁNGEL ARIAS HERNÁNDEZ
JULIO 2009
A mis padres A mi hermana A mis amigos y compañeros A mi tutor
Gracias a todos por vuestro continuo apoyo y por vuestra paciencia.
A mis padres A mi hermana A mis amigos y compañeros A mi tutor
Gracias a todos por vuestro continuo apoyo y por vuestra paciencia.
RESUMEN En este proyecto se ha realizado el diseño, cálculo y optimización de la estructura metálica y de la cimentación de una nave industrial mediante el código numérico TRICALC y de acuerdo a la normativa vigente (Código Técnico de la Edificación e Instrucción de Hormigón Estructural). También se ha desarrollado la documentación necesaria para la correcta ejecución de la nave: memoria de construcción, pliego de condiciones, estudio de seguridad y salud, presupuestos y mediciones, y planos. Se trata de una nave industrial sin uso definido de 740,77 m2 construidos; 599,59 m2 en planta baja y 141,18 m2 en planta alta, cuyas dimensiones son: 29,86 m de longitud, 20,08 m de ancho, 8,86 m de altura máxima (entre el nivel del suelo y la cumbrera) y 7,40 m de altura al alero. La estructura es de acero S275-JR con uniones soldadas con electrodo de rutilo y la tipología seleccionada ha sido pórticos con vigas en celosía “cerchas”, siendo la cubierta de la nave a dos aguas. La cimentación está formada por zapatas prismáticas y vigas de atado de hormigón armado HA-25 N/mm2, calculadas para un terreno de resistencia superior a 1,5 Kg/cm2.
El presupuesto total de ejecución de la solución adoptada es de 170.692,68 €, de acuerdo a la situación actual del mercado.
DISEÑO Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA Y DE LA CIMENTACIÓN DE UNA NAVE INDUSTRIAL
1.
INTRODUCCI INTRODUCCIÓN ÓN ...................... .................................. ....................... ...................... ....................... ....................... ...................... .................6 ......6 1.1.
MOTIVACIÓN .............................. ............................... ............................... ............. 6
1.2.
OBJETIVOS................................ OBJETIVOS.. .............................. ............................. .............................. ................. 6
1.3.
ACTIVIDADES........................... ACTIVIDADES ........................... .............................. ............................. .................. 7
2. ANTECEDENTES...............................................................................................9 2.1.
ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS INDUSTRIALES....................................... INDUSTRIALES......... .............................. ............................. ...... 9
2.1.1.
Funcionalidad..... Funcionalidad................................. ............................ ............................ ............................. ........ 9
2.1.2.
Ventajas e inconvenientes inconvenientes de la estructura metálica............................ metálica ............................ .......... 9
2.1.3.
El acero.......................... acero .......................... ............................. .............................. .................... 11
2.1.4.
Configuraciones Configuraciones estructurales...................................... ............................. .... 13
2.1.5.
Durabilidad Durabilidad de las estructuras................................... ............................ ........ 22
2.1.6.
Protecciones Protecciones para estructuras metálicas ............................ .......................... 23
2.2.
CARGAS ACTUANTES SOBRE ESTRUCTURAS............................................... 24
2.2.1.
Clasificación Clasificación de las acciones por su naturaleza ........................ ................... 24
2.2.2.
Clasificación Clasificación de las acciones por su variación en el espacio........................ 25
2.2.3.
Clasificación Clasificación de las acciones por su variación en el tiempo ......................... 25
2.3.
CÁLCULO ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL ............................... ............................... ................... 29
2.3.1.
Métodos de cálculo ......................... ............................ ............................ ...... 29
2.3.2.
Métodos clásicos de la resistencia de materiales ............................ ............. 30
2.3.3.
Métodos iterativos .............................. ............................. .............................. 31
2.3.4.
Métodos matriciales ............................ .............................. ............................ 32
2.3.5.
Métodos de discretización............................................ ............................ ..... 32
2.3.6.
Conclusión: Conclusión: método a utilizar en el desarrollo del proyecto.......................... proyecto..... ..................... 33
2.4.
CLASIFICACIÓN PREVIA DE ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS ............................. ..................... 33
2.4.1.
Modelización Modelización de estructura ........................ ............................. ...................... 33
2.4.2.
Clasificación Clasificación de las estructuras.................................... ............................ ..... 34
2.4.3.
Métodos simplificativos ........................... ............................. ......................... 35
2.5.
ESTUDIO GEOTÉCNICO Y CIMENTACIÓN ............................ ........................... 37
2.5.1.
Estudio geotécnico...................... ............................ ............................ .......... 37
2.5.2.
Cimentaciones Cimentaciones superficiales .......................... ............................. .................. 38
2.5.3.
Cimentaciones Cimentaciones profundas .......................... .............................. ..................... 40
2.6.
NORMATIVA......................................................... NORMATIVA............................ ............................. .............................. .................. 42
2.7.
PROGRAMA DE CÁLCULO UTILIZADO: TRICALC................................ TRICALC ................................ ............ 43
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DISEÑO Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA Y DE LA CIMENTACIÓN DE UNA NAVE INDUSTRIAL
3.
4.
INSTALACIÓN OBJETO DEL PROYECTO............. PROYECTO .......................... .......................... .......................... ............... ..45 45 3.1.
EMPLAZAMIENTO Y CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS DEL SOLAR............................... SOLAR ............................... ..... 45
3.2.
COMPOSICIÓN Y PROGRAMA DE NECESIDADES.................................... NECESIDADES...... .............................. ...... 45
3.3.
ASPECTOS URBANÍSTICOS ............................ ............................... ................... 46
3.4.
DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN ADOPTADA ............................... .................. 47
3.4.1.
Sistema estructural .............................. ............................. ............................ 48
3.4.2.
Sistema envolvente................... ............................. .............................. ......... 49
CÓDIGO NUMÉRICO DE CÁLCULO: TRICALC .......................... ............ ........................... .................... ....... 51 4.1.
GEOMETRÍA ........................... ............................... ............................... ............... 51
4.2.
CARGAS.................................. CARGAS.... .............................. .............................. ............................. .................. 51
4.3.
SECCIONES....................................... SECCIONES.......... ............................. .............................. ............................. ....... 52
4.4.
CÁLCULO............................ CÁLCULO ............................ ............................... .............................. .................... 52
4.4.1.
Cálculo de esfuerzos..................................... ............................ .................... 52
4.4.2.
Comprobación Comprobación de secciones de acero................................. acero... .............................. ......................... 53
4.4.3.
Cálculo de cimentación............................. cimentación ............................. .............................. ...................... 53
4.5.
5.
RESULTADOS..................................... .............................. ............................... .... 53
CÁLCULO ESTRUCTURAL DE LA NAVE INDUSTRIAL.................... INDUSTRIAL................................. ............... 54 5.1.
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ............................ ............................... ............................... ........ 54
5.2.
GEOMETRÍA ........................... ............................... ............................... ............... 54
5.2.1.
Sistema de coordenadas coordenadas ......................... ............................ ......................... 54
5.2.2.
Definición de la geometría .............................. ............................. ................. 56
5.2.3.
Ejes de cálculo............................. cálculo ............................. .............................. ............................. ...... 57
5.2.4.
Criterio de signos de los listados de solicitaciones solicitaciones ........................ ............... 57
5.3.
CARGAS.................................. CARGAS.... .............................. .............................. ............................. .................. 59
5.3.1.
Hipótesis de cargas.............................. cargas.......................................................... ............................ ............................ . 59
5.3.2.
Reglas de combinación entre hipótesis ......................... ............................ ... 60
5.3.3.
Opciones............................. Opciones ............................. ............................. .............................. ............... 61
5.4.
SECCIONES....................................... SECCIONES.......... ............................. .............................. ............................. ....... 61
5.4.1.
Definición de las características geométricas y mecánicas de los perfiles... perfiles ... 61
5.4.2.
Secciones de inercia variable: cartelas................................... cartelas....... ............................ ...................... 65
5.5.
CÁLCULO DE SOLICITACIONES.................................... SOLICITACIONES.... ................................ ................................ .... 66
5.5.1.
Principios fundamentales fundamentales del cálculo de esfuerzos ........................ .............. 68
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5.6.
5.6.1.
Normativas............................ Normativas ............................ ............................. .............................. ............. 70
5.6.2.
Combinaciones Combinaciones de acciones según EHE, EC y CTE ............................... ..... 70
5.7.
Criterios de comprobación comprobación ............................ ............................. ................... 76
5.7.2.
Caso particular de las secciones de inercia variable: cartelas...................... 84
5.7.3.
Perfiles Conformados................ Conformados............................................. ............................. .............................. ......... 85
5.7.4.
Parámetros de comprobación comprobación del acero ......................... .............................. 85
CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN .............................. ................................ ......... 85
5.8.1.
Geometría ............................. ............................. .............................. ............. 85
5.8.2.
Cargas.................................... .............................. ............................. ............ 85
5.8.3.
Cálculo de la tensión admisible.......................................... ........................... 86
5.8.4.
Cálculo estructural del cimiento .......................... ............................. ............. 87
ANÁLISIS DE RESULTADOS................. RESULTADOS.... .......................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 91 6.1.
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ............................ ............................... ............................... ........ 91
6.2.
ACCIONES .............................. ............................. .............................. .................. 93
6.2.1.
ACCIONES CONSIDERADAS............ CONSIDERADAS.......................................... .............................. ............................ 93
6.2.2.
ACCIONES NO CONSIDERADAS ............................. ............................... ... 93
6.2.3.
ACCIONES CARACTERÍSTICAS........... CARACTERÍSTICAS......................................... .............................. ........................ 93
6.3.
MATERIALES .......................... .............................. ............................. .................. 96
6.3.1.
ACERO .............................. ............................. .............................. ................ 96
6.3.2.
ACERO ARMADURAS .............................. ............................. ...................... 96
6.3.3.
HORMIGÓN............................ HORMIGÓN ............................ ............................. .............................. ........... 96
6.4.
COEFICIENTES DE SEGURIDAD ........................... .............................. .............. 96
6.4.1.
OBRA DE HORMIGÓN.................................... HORMIGÓN...... .............................. ............................. ................ 97
6.4.2.
ESTRUCTURA ESTRUCTURA METÁLICA.......................... METÁLICA........................................................ .............................. ................... 97
6.5.
7.
COMPROBACIÓN DE SECCIONES DE ACERO ......................... ....................... 76
5.7.1.
5.8.
6.
COMBINACIÓN DE ACCIONES .......................... .............................. .................. 70
MÉTODO DE CÁLCULO Y RESULTADOS .............................. ........................... 97
EJECUCIÓN DE LA SOLUCIÓN ESTRUCTURAL............. ESTRUCTURAL .......................... .......................... ................. ....99 99 7.1.
MEMORIA DE CONSTRUCCIÓN............................. CONSTRUCCIÓN............................. ............................... ........... 100
7.1.1.
GENERALIDADES.................. GENERALIDADES............................................... ............................. .............................. ......... 100
7.1.2.
NORMATIVA........................................ NORMATIVA........... ............................. .............................. ......................... 103
7.1.3.
MEMORIA OBRA CIVIL............................... CIVIL ............................... .............................. ................. 104
7.1.4.
DESCRIPCIÓN DE INFRAESTRUCTURAS INFRAESTRUCTURAS Y DOTACIONES .................. 109
7.1.5.
CUMPLIMIENTO DEL CTE .............................. ............................. ............. 114
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7.2.
PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS ........................................................... 148
7.2.1.
CAPÍTULO PRELIMINAR ........................................................................... 148
7.2.2.
CAPÍTULO I: CONDICIONES FACULTATIVAS......................................... 149
7.2.3.
CAPÍTULO II: CONDICIONES ECONÓMICAS .......................................... 163
7.2.4.
CAPÍTULO III: CONDICIONES TÉCNICAS................................................ 178
7.3.
ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SALUD ............................................................... 180
7.4.
MEDICIONES Y PRESUPUESTOS ................................................................... 200
7.5.
PLANOS ............................................................................................................. 222
7.5.1.
Plano de Situación y emplazamiento .......................................................... 223
7.5.2.
Plano de distribución, acabados y acometidas........................................... 224
7.5.3.
Plano de fachadas y alzados ...................................................................... 225
7.5.4.
Plano de cimentación.................................................................................. 226
7.5.5.
Plano de saneamiento ................................................................................ 227
7.5.6.
Plano de estructura: planta, hastiales y alzados......................................... 228
7.5.7.
Plano de estructura: secciones y detalles................................................... 229
7.5.8.
Plano de cubierta ........................................................................................ 230
7.5.9.
Plano de instalación de puesta a tierra ....................................................... 231
7.5.10.
Plano de Protección Contra Incendios........................................................ 232
8.
CONCLUSIONES ...........................................................................................233
9.
TRABAJOS FUTUROS...................................................................................235
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................236 ANEXO 1. RESULTADOS DE CÁLCULO............................................................ 237
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1. INTRODUCCIÓN 1.1. MOTIVACIÓN Los motivos que han impulsado el desarrollo de este proyecto han sido principalmente los siguientes: - En primer lugar, la aplicación y ampliación de los conocimientos adquiridos durante mi formación académica en relación con el cálculo estructural (Teoría de Estructuras) y el desarrollo de proyectos (Oficina Técnica). - El grado de implantación de las naves industriales. - La necesidad de optimizar las instalaciones garantizando las especificaciones del cliente y el cumplimiento de la normativa. - Reducción de costes y de tiempo en la fabricación y montaje de las naves industriales.
1.2. OBJETIVOS El objetivo principal de este proyecto es establecer una metodología de cálculo de la estructura metálica (acero) y de la cimentación de las naves industriales, de acuerdo a la normativa vigente (CTE y EHE). Para cumplimiento de este objetivo principal se han alcanzado los siguientes objetivos parciales: - Recopilación de la información necesaria para el planteamiento del cálculo estructural. - Modelización de la estructura. - Realización del cálculo estructural mediante el código numérico TRICALC. - Desarrollo de los documentos técnicos necesarios para la ejecución de la solución adoptada.
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1.3. ACTIVIDADES El presente proyecto se encuentra estructurado en nueve capítulos y un anexo, al objeto de realizar una adecuada organización de los distintos objetivos marcados en el proyecto. La información recogida en cada uno de los capítulos y anexos es la siguiente: Capítulo 1: Recoge la información genérica que ha motivado la realización del
proyecto y los objetivos marcados durante la realización del mismo. Capítulo 2: Se realiza una breve presentación de los conocimientos teóricos
previos requeridos para el desarrollo del proyecto y se hace referencia a la normativa aplicada y al programa de cálculo utilizado para la resolución. Capítulo 3: En este capítulo se define la instalación objeto del proyecto,
numerando las características tanto funcionales como estructurales. Capítulo 4: Se desarrolla brevemente el procedimiento seguido para la realización
del cálculo mediante el código numérico TRICALC. Capítulo 5: Se realiza el cálculo de la estructura y de la cimentación de la nave,
presentando las hipótesis de cálculo y las distintas expresiones analíticas aplicables según la normativa. Capítulo 6: Se realiza un análisis de los resultados obtenidos en el cálculo. Capítulo 7: Se aportan los documentos necesarios para la descripción de la
solución adoptada, de forma que se pueda llevar a cabo su correcta ejecución: memoria de construcción, pliego de condiciones, estudio de seguridad y salud, presupuesto y mediciones, y planos. Capítulo 8: Se recogen de forma resumida las conclusiones obtenidas durante el
desarrollo del proyecto.
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Capítulo 9: Se exponen las posibles mejoras o trabajos futuros que se podrían
realizar para completar la información recogida en el presente proyecto. Bibliografía: Hace referencia a la bibliografía utilizada en la elaboración del
proyecto. Anexos 1: En este anexo se recogen todos los listados y gráficos obtenidos en el
cálculo realizado mediante el código numérico TRICALC.
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2. ANTECEDENTES 2.1. ESTRUCTURAS INDUSTRIALES 2.1.1. Funcionalidad Una estructura industrial es un “conjunto de elementos resistentes capaz de mantener sus formas y cualidades a lo largo del tiempo, bajo la acción de las cargas y agentes exteriores a que ha de estar sometido”. Para resolver con acierto la estabilidad industrial de un edificio, es imprescindible entender el funcionamiento de su estructura, conocer la disposición estructural, las solicitaciones que le llegan y el material utilizado, con el fin de elegir los detalles y disposiciones constructivas más adecuados, así como resolver los puntos singulares de la misma. Los materiales empleados en su construcción suelen ser metales y/u hormigón, pudiéndose recurrir al empleo de materiales compuestos para determinados elementos estructurales o para aplicaciones especiales. Las construcciones ejecutadas con estructuras metálicas permiten luces mayores, especialmente interesante para locales comerciales, industrias, donde se requieran edificios sin pilares intermedios, así como para edificios de grandes alturas, sin pilares excesivamente gruesos, evitando ocupar espacios importantes.
2.1.2. Ventajas e inconvenientes de la estructura metálica El empleo del acero en las estructuras industriales tiene una serie de ventajas sobre otros materiales que hace que las estructuras metálicas monopolicen la construcción de naves industriales. A continuación se enumeran algunas de sus propiedades más destacadas: -
Las estructuras metálicas, al tomar grandes deformaciones, antes de producirse el fallo definitivo “avisan”.
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-
El material es homogéneo y la posibilidad de fallos humanos es mucho más reducida que en estructuras construidas con otros materiales. Lo que permite realizar diseños más ajustados, y por tanto más económicos.
-
Ocupan poco espacio. Los soportes molestan muy poco, para efectos de la distribución interior, por lo que se obtiene buena rentabilidad a toda la superficie construida. Los cantos de las vigas son reducidos y los anchos aún son menores. En general las estructuras metálicas pesan poco y tienen elevada resistencia.
-
Las estructuras metálicas no sufren fenómenos reológicos que, salvo deformaciones
térmicas,
deban
tenerse
en
cuenta.
Conservan
indefinidamente sus excelentes propiedades. -
Estas estructuras admiten reformas, por lo que las necesidades y los usos pueden variar, adaptándose con facilidad a las nuevas circunstancias. Su refuerzo, en general, es sencillo.
-
Las estructuras metálicas se construyen de forma rápida, ya que al ser elementos prefabricados, en parte, pueden montarse en taller. Asimismo tienen resistencia completa desde el instante de su colocación en obra.
-
Al demolerlas todavía conserva el valor residual del material, ya que este es recuperable.
Si bien, también presentan algunas desventajas que obligan a tener ciertas precauciones al emplearlas. Las principales son: -
Son necesarios dispositivos adicionales para conseguir la rigidez (diagonales, nudos rígidos, pantallas, etc.)
-
La elevada resistencia del material origina problemas de esbeltez.
-
Es necesario proteger las estructuras metálicas de la corrosión y del fuego.
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-
El resultado de las uniones soldadas es dudoso, especialmente en piezas trabajando a tracción. (Defectos: falta de penetración, falta de fusión, poros y oclusiones, grietas, mordeduras, picaduras y desbordamientos)
-
Excesiva flexibilidad, lo que produce un desaprovechamiento de la resistencia mecánica al limitar las flechas, y produce falta de confort al transmitir las vibraciones.
Debido a las importantes ventajas que presentan las estructuras metálicas, en lo que sigue centraremos nuestro estudio en este tipo de construcciones.
2.1.3. El acero Los metales que se emplean en estructuras metálicas son principalmente el acero ordinario, el acero autopatinable, el acero inoxidable y el aluminio El acero es el material estructural por excelencia para grandes alturas, puesto que resuelve con éxito los planteamientos estructurales de: soportar el peso con pilares de dimensiones reducidas, resistir el empuje ante el vuelco y evitar movimientos debidos a la acción del viento. El acero ordinario es el más empleado y existen los siguientes tipos (según la norma EN 10027): S235JR
S235J0
S235J2
S275JR
S275J0
S275J2
S355JR
S355J0
S355J2
La primera sigla es una “S” (de Steel acero en lengua inglesa) La siguiente cantidad numérica es el límite elástico en MPa, en elementos cuyo espesor no supere los 16 mm. En espesores superiores la resistencia de cálculo es menor. Las últimas siglas indican su sensibilidad a la rotura frágil y su soldabilidad: - JR para construcciones ordinarias.
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- J0 cuando se requiere alta soldabilidad y resistencia a la rotura frágil. - J2 cuando se requiere exigencias especiales de resilencia, resistencia a la rotura frágil y soldabilidad. En España, excepto el S275JR todos los demás se suministran bajo pedido.
2.1.3.1. Características mecánicas del acero Los valores fundamentales para el diseño de las piezas de acero son: a) el límite elástico. El límite elástico es la carga unitaria para la que se inicia el escalón de cedencia, es decir a partir del cual las deformaciones no son recuperables. b) el límite de rotura. El límite de rotura es la carga unitaria máxima soportada por el acero en el ensayo de tracción. Los valores del límite elástico y de rotura dependen del tipo de acero, pero hay otras características que son comunes para todos los aceros: -
Módulo de Elasticidad: E
210 GPa
-
Módulo de Rigidez: G
81 GPa
-
Coeficiente de Poisson: ν
0,3
-
Coeficiente de dilatación térmica: α
1,2·10-5 (ºC)-1
-
Densidad: ρ
7.850
kg/m3
2.1.3.2. Características tecnológicas del acero La soldabilidad es la aptitud de un acero para ser soldado mediante los procedimientos habituales sin que aparezca fisuración en frío. Es una característica tecnológica importante, de cara a la ejecución de la estructura.
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La resistencia al desgarro laminar del acero se define como la resistencia a la aparición de defectos en piezas soldadas sometidas a tensiones de tracción en dirección perpendicular a su superficie. La aptitud al doblado es un índice de la ductilidad del material y se define por la ausencia o presencia de fisuras en el ensayo de doblado.
2.1.3.3. Tipos de acero Los siguientes tipos de acero utilizables en perfiles y chapas para estructuras de acero: -
Aceros laminados en caliente . Se entiende por tales los aceros no aleados,
sin características especiales de resistencia mecánica ni resistencia a la corrosión, y con una microestructura normal. -
Aceros con características especiales . Se consideran los siguientes tipos:
a. aceros normalizados de grano fino para construcción soldada. b. aceros de laminado termomecánico de grano fino para construcción soldada. c. aceros con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica (aceros autopatinables). d. aceros templados y revenidos. e. aceros con resistencia mejorada a la deformación en la dirección perpendicular a la superficie del producto. -
Aceros conformados en frío . Se entiende por tales los aceros cuyo proceso de
fabricación consiste en un conformado en frío, que les confiere unas características específicas desde los puntos de vista de la sección y la resistencia mecánica.
2.1.4. Configuraciones estructurales 2.1.4.1. Elementos estructurales Algunos de los elementos resistentes de que constan las estructuras industriales son los siguientes:
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- Placas de anclaje Las placas de anclaje son elementos estructurales que se emplean para unir los soportes metálicos a la cimentación y que tienen como objeto hacer que la transición del acero al hormigón se realice sin que en ningún punto se sobrepasen las tensiones admisibles en este material. El material que constituye el cimiento (casi siempre hormigón) es menos resistente que el acero, por lo que la base debe ampliar la sección del soporte de acero hasta conseguir una superficie adecuada de contacto con el hormigón, para que la transmisión de esfuerzos de uno a otro material sea lo más uniforme posible. La placa de anclaje debe estar sujeta al cimiento mediante unos pernos de anclaje que quedan embebidos en el hormigón, y que al fraguar y endurecer éste trabajan por adherencia. Los elementos que constituyen una base del tipo generalmente utilizado en edificación son: -
Placa de base o de reparto.
-
Cartelas de rigidez.
-
Pernos de anclaje.
Salvo en el caso excepcional de que el pie del soporte sea articulado, los soportes se consideran empotrados en la cimentación, lo que hace que la placa de anclaje deba prepararse para resistir los siguientes esfuerzos: axil, momento flector, cortante y momento torsor.
- Soportes Los soportes son elementos verticales sometidos principalmente a compresión y a flexión pequeña o nula. Son los elementos que transmiten las cargas verticales al terreno a través de los cimientos y las bases. Para dimensionar un soporte se tendrá en cuenta: el tipo de acero, el tipo de carga que va a recibir el perfil, la longitud del soporte (por si hubiese pandeo) y la carga axial de compresión.
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En las estructuras industriales podemos encontrar los siguientes tipos de soportes o pilares: Soportes simples
Formados por un solo perfil Formados por varios perfiles
Dos o más perfiles Perfiles y chapas yuxtapuestas Chapas yuxtapuestas
Soportes compuestos Tabla 2.1
Los soportes simples más utilizados son el HEB, el HEA, el IPN y el IPE. Con ellos se obtiene gran aprovechamiento y son muy aptos para formar pilares en pórticos rígidos. Lo soportes simples de varios perfiles más utilizados son los formados por 2 UPN. Los soportes compuestos se obtienen acoplando perfiles separados enlazados por medio de elementos transversales discontinuos. Pueden estar unidos mediante presillas o mediante celosía (red triangular formada por montantes y diagonales). También podemos encontrar soportes mixtos, formados por un pilar metálico y un pilar de hormigón armado.
- Vigas Las jácenas o vigas son elementos lineales en las que una dimensión predomina sobre las otras dos. Su forma de trabajo es casi exclusivamente a flexión, por ello suelen adoptar forma de I, para tratar de obtener la máxima inercia y el mayor módulo resistente con el material disponible, tratando de mejorar el rendimiento. Las vigas son los elementos sustentantes horizontales, o como en las cubiertas, ligeramente inclinados, que reciben las cargas verticales y las transmiten, trabajando a flexión, a los pilares o apoyos. Las cargas que la viga recibe producen en sus secciones los siguientes esfuerzos: momento flector, esfuerzo cortante y torsiones (algunas veces).
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