1.Aspectos iniciales al cálculo de Estructuras 1.2.1-UT1(13)

UNIDAD DIDÁCTICA 1

ASPECTOS INICIALES AL CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

MÁSTER UNIVERSITARIO DE GESTIÓN Y DISEÑO DE PROYECTOS E INSTALACIONES

CURSO 2013-2014

ASIGNATURA

DISEÑO Y CÁLCULO DE EDIFICACIONES ASISTIDO POR ORDENADOR

UNIDAD 1. ASPECTOS INICIALES AL CÁLCULO DE ESTRUCTURAS

MÁSTER DE GESTIÓN Y DISEÑO DE PROYECTOS E INSTALACIONES 1

ÍNDICE

Página OBJETIVOS . ........................................................................................................................ 3 INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 4 1.1. CONSIDERACIONES PREVIAS. ...................................................................................... 5 1.1.1. NORMATIVA BÁSICA..................................................................................................5 1.2. DEFINICION DE TIPOLOGÍAS. .................................................................... ............. 6

1.1.1. OBRAS DE PEQUEÑA ENVERGADURA. ............................................................. 6 1.1.2. ESTRUCTURAS ABOVEDADAS.............................................................. ............. 6 1.1.3. NAVES ADOSADAS. ................................................................................ ............. 6 1.1.4. NAVES EN DIENTE DE SIERRA.............................................................. ............. 7 1.1.5. PÓRTICOS Y CERCHAS.......................................................................... ............. 8 1.1.6. FORJADOS DE HORMIGÓN....................................................................................12

1.3. RESUMEN DE FUNCIONALIDAD. ............................................................... ........... 20 1.3.1. CERCHAS O CELOSÍAS METÁLICAS. ................................................... ........... 20 1.3.2. PÓRTICOS METÁLICOS.......................................................................... ........... 20

1.4. SELECCIÓN DE ESTRUCTURAS SEGÚN USO. ........................................ ........... 20 1.5. RECOMENDACIÓN SOBRE LAS MODULACIONES.................................. ........... 21 1.6. MATERIALES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DEL PROYECTO. .......... ........... 21

1.6.1. CUBIERTAS. ............................................................................................. ........... 21 1.6.2. FALSOS TECHOS. ................................................................................... ........... 22 1.6.3. CERRAMIENTOS...................................................................................... ........... 22 1.6.4. SOLADOS. ................................................................................................ ........... 23

1.6.5. PARTICIONES INTERIORES...................................................................................24 1.7. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. CARACTERÍSTICAS....................... ........... 24

1.7.1. ACEROS. .................................................................................................. ........... 24 1.7.2. HORMIGONES.......................................................................................... ........... 27 1.7.2. MADERAS................................................................................................. ........... 27 1.7.3. TORNILLOS. ............................................................................................. ........... 30

1.8. APLICACION DEL CTE. ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN. ...................... ........... 30 1.8.1. SOBRECARGA DE USO. ......................................................................... ........... 30 1.8.2. ACCIÓN DEL VIENTO. ............................................................................. ........... 32 1.8.3. ACCIONES TÉRMICAS. ........................................................................... ........... 39 1.8.4. NIEVE........................................................................................................ ........... 40 1.8.5. ACCIONES ACCIDENTALES. .................................................................. ........... 41

1.9. PESOS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS ............................................. ........... 47 RESUMEN...............................................................................................................................50



OBJETIVOS. Con los presentes apuntes de estructuras, se han pretendido varios objetivos:

• El primero de ellos, es el tratar los distintos elementos y su funcionamiento dentro de la estructura principal, analizando dichos elementos con las consideraciones técnicas y de legislación que le competen (es decir el Código Técnico de la Edificación, CTE con sus documentos básicos, la Instrucción de Hormigón Estructural EHE 08, y la norma sismo resistente NCSE 02).

• Describir las tipologías estructurales metálicas, de hormigón y de madera.

• Describir los materiales a emplear en el diseño de una edificación.

• Definir las acciones en la edificación a considerar en el cálculo de estructuras.


4 MASTER DE GESTIÓN Y DISEÑO DE PROYECTOS E INSTALACIONES

INTRODUCCION. La aparición del Código Técnico de la Edificación ha supuesto cambios

importantes en el cálculo de estructuras. Algunos de los cambios, desde el punto de vista del rigor de análisis matemático, suponen un importante avance, sobre todo en el aspecto de la rigurosidad, fundamentalmente tener en consideración la componente de pandeo en el momento flector, o el estudio y concreción de la aplicación en régimen plástico. Otras aportaciones, sin embargo, han supuesto que el empleo de programas informáticos en el cálculo de estructuras sea imprescindible y del todo necesario para abordar el planteamiento de cálculo (sobre todo en referencia a la aplicación de las acciones en la edificación). El empleo de combinaciones, ya desarrollado en el Instrucción de Hormigón Estructural, teniendo en cuenta los tres estados límite, con los distintos coeficientes de mayoración y distribución de combinaciones, junto con lo indicado anteriormente, indican que el cálculo manual, queda relegado a meras comprobaciones que garanticen la correcta aplicación del resultado obtenido. Estas comprobaciones irán referidas siempre a la verificación del orden de magnitud. No pretende esta afirmación ser taxativa, si bien pueden realizarse cálculos manuales de estructuras, pero resulta evidente que la complejidad al respecto, está en contraposición con el tiempo necesario para efectuar dicha tarea.

Por otra parte, es necesario sintetizar la información referente a las aplicaciones prácticas de cómo calcular estructuras, sin perderse en los formulismos que hacen perder el verdadero objetivo de un cálculo para la construcción, que es el tiempo y el resultado (cualquier proyecto, va condicionado por el tiempo).



1.1. CONSIDERACIONES PREVIAS. Antes de calcular cualquier tipo de estructura, deben de considerarse aspectos

fundamentales que más tarde se tendrán que definir en el cálculo además de condicionar el diseño del edificio. Podemos enumerar al respecto:

1. Normas urbanísticas. Definen usos del suelo, alturas y retranqueos admisibles, ocupación y volúmenes de edificación, número de plantas, etc.

2. Estudio geotécnico. Con la llegada del Código Técnico de la Edificación, la necesidad del estudio geotécnico viene acompañado de su obligatoriedad. Datos como tensión admisible del terreno, posibilidad de nivel freático, módulo de balasto, ángulo de rozamiento interno, uso de hormigones especiales por presencia de sulfatos, u otros agentes que ocasionen ataques químicos, definición del tipo de cimentación en función de las cargas que ha de soportar el suelo, etc.

3. Identificación de la edificación, situación geográfica, altitud topográfica, ubicación en el entorno, posibilidad de edificaciones adosadas, etc.

4. Definición del uso de la edificación, necesidades funcionales, salas de maquinas, estructuras especiales, Racks de instalaciones, etc.

5. Definición de materiales de cubierta, cerramientos, falsos techos.

6. Elevación de la nave respecto del terreno.

Todo lo enumerado es obvio, y quizás lo más destacable, que abordaremos en este capítulo, será el punto 4 y 5. Adaptar las estructuras al uso, es el primer objetivo del proyectista.

La tendencia de la construcción industrial y agroindustrial, ha de ser lo más diáfana posible. Se trata de obtener una luz libre importante, si bien, se suele pecar en algunos casos de este concepto, abusando sin necesidad aparente por el proceso industrial de un exceso de modulaciones. A saber: cuanto mayor es la diafanidad de la nave (mayores luces libres), mayor es el coste de la estructura.

Tal vez, dar limitaciones o separaciones de pilares, es aventurado y arriesgado, pero uno de los parámetros que define la construcción industrial (nos referimos a construcciones tradicionales no a obras especiales o emblemáticas), es el coste por m2 que supone su ejecución.

Las modulaciones, que por exceso, superen de las dimensiones que se establecen como referencia en este documento, por lo general, implicarán excesos de costes.

1.1.1. NORMATIVA BÁSICA. Código Técnico de la Edificación (en adelante CTE), aprobado por Real Decreto

314/2006, de 17 de Marzo, concretamente el Documento Básico “DB SE Seguridad Estructural”. Dicho documento tiene por objeto establecer reglas y procedimientos que permitan cumplir las exigencias básicas de seguridad estructural en los edificios.

Instrucción del hormigón estructural EHE 08, aprobado por Real Decreto 1247/2008, de 18 de Julio.

Instrucción de acero estructural EAE, aprobado por Real Decreto 751/2011 de 27 de Mayo.



1.2. DEFINICION DE TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES. La tipología estructural, como ya se ha adelantado, normalmente va asociada al

uso, a la necesidad que se pretende dar; y no debemos olvidar la estética (sin sacrificio de la funcionalidad), aunque podríamos citar otros factores que pueden influir en esta, como son: la orografía del terreno, el clima, y la accesibilidad.

Vamos a repasar algunos usos-tipologías básicas, aportando algunos datos sobre la estructura que puede definirla.

1.2.1. OBRAS DE PEQUEÑA ENVERGADURA. El uso concreto de obras para aplicaciones discretas, como pueden ser:

cabezales de riego, naves de aperos, casetas para instalaciones, salas de máquinas independientes, donde los requisitos de superficie no son el factor importante. La

opción de estructuras, puede ser la de naves planas o con pendiente a un agua.

La tipología estructural es amplia: paredes de muros de carga, sobre las que descansan forjados unidireccionales, o estructuras metálicas (para luces pequeñas de hasta 10-15m, se puede optar con pendiente a un agua). La opción de celosías, con optimación de los kg de acero necesarios, implica más mano de obra de ejecución, por la fabricación de la propia cercha o celosía, frente a la facilidad de ejecución de pórticos. Las primeras (las obras de fábrica de bloque), además tienen la ventaja de no tener demasiadas complicaciones de ejecución en lugares poco accesibles, si bien la modulación libre de este tipo de obras es mucho menor (6m para viguetas auto resistentes y 10 para placas alveolares prefabricadas son máximos razonables).

1.2.2. ESTRUCTURAS ABOVEDADAS. Tradicionalmente este tipo de tipología, normalmente ejecutada con perfiles de celosía en tramos cortos rectos, que simulan la forma curva (se puede también



curvar el acero laminado y generar un cierto ángulo para ejecutar la forma abovedada pero no es lo más habitual, además solo serviría para luces pequeñas), hoy se usan poco. Tal vez por la estética de ser tipologías muy usadas en el pasado, aunque al tener la moda carácter cíclico, no se descarta su uso. Es evidente, que buscar la forma curva a base de un número determinado de tramos rectos, implica una complicación en la ejecución de la propia celosía. No obstante, no debemos caer en aspectos subjetivos, la celosía de tramos rectos será lo más adecuado.

1.2.3. NAVES ADOSADAS. Este tipo de naves adosadas, pueden fabricarse en las dos modalidades

descritas en el dibujo siguiente: con pórticos o cerchas. El pórtico, más adecuado, para luces pequeñas, ha sido la estructura preferida para grandes desarrollos urbanísticos de polígonos industriales por parte de promotores. La estructura de celosía, quizás es mas empleada en naves adosadas del mismo titular, donde lo que se busca es mayor

luz (o distancia entre la separación de pilares) y por supuesto mayor capacidad de suportación de carga.

Una modalidad de la tipología descrita, en el caso de pórticos, es la de no adosar las naves, es decir, dejar doble pilar, para introducir una placa de hormigón prefabricado de 16cm, y que sobresale un metro por la cubierta, de modo que se garantiza la sectorización de las naves en el cumplimento del Reglamento Contra Incendios de Establecimientos Industriales. Se

observa detalle en el esquema adjunto de naves adosadas de 25m de luz.

25 25

5,56,5

1.2.4. NAVES EN DIENTE DE SIERRA.

Es otra tipología que se venía empleando de manera sistemática en multitud de naves para servicio industrial y agroindustrial. Hoy su uso ha descendido. Su principal virtud, es la de conseguir naves con grandes luces, ya que la estructura principal de carga, es una viga de celosía de sección rectangular (tenemos que pensar en una viga de celosía como un perfil con un elevado momento de inercia en el plano de trabajo).



Conseguir con estas vigas, luces entres 20-50m, no resulta nada complicado.

Sin embargo, este tipo de estructuras, tiene una cierta complicación de cálculo, ya que intervienen distintos elementos (viga principal, vigas secundarias o cuchillos, hastíales distintos, laterales con pilares que deben soportar la acción del viento, vigas a contraviento horizontales, etc.). Lo más característico de este tipo de naves, es la iluminación que se obtiene mediante la colocación de lucernarios verticales (deben de estar orientados al Norte).

1.2.5. PÓRTICOS Y CERCHAS. Al final, simplificando, las tipologías en naves metálicas, se centran en dos

grupos que se pueden combinar de distintas modos. La estructura de pórtico, y la de celosía, como variante del primero (un pórtico, siempre se puede convertir en una celosía o cercha, al revés, no).

Dentro de los pórticos, la característica más importante reside en la forma en la que éstos se anclan a la cimentación, es decir, en el tipo definido para la base de anclaje o placa de anclaje.

La opción de nudo articulado o nudo rígido, hace que el comportamiento estructural cambie de forma radical.

El nudo rígido (el más empleado) trasmite momento flector a la cimentación, mientras que el nudo articulado, al no trasmitir dicho momento, será el pórtico el encargado de tener que soportar el esfuerzo no trasmitido.

Evidentemente, en el primer caso, el pórtico optimizará su sección de acero, en contra de una penalización en la cimentación con trasmisiones mayores, y en el segundo, las secciones de acero serán mayores, pero con menos interacción en la cimentación.

Si un terreno es defectuoso, o con poca capacidad portante, la opción del nudo articulado puede ser la adecuada.

Otro aspecto es la luz libre que se pretende conseguir y su influencia en la cimentación. A medida que aumenta ésta, los momentos trasmitidos son mayores, y en naves, a partir de 35m, las zapatas de cimentación son de tamaños considerables.

El nudo articulado, tiene otros aspectos que deben ser comentados. El más importante, es que los movimientos de la estructura son mayores. Una nave con cerramientos rígidos (ladrillos, bloques, etc.) tenderá a la fisuración, con lo que se concluye que el uso del “cerramiento” debe ser adecuado en este tipo de tipologías.



Un cerramiento de chapa, panel sándwich, panel arquitectónico, prefabricados de hormigón1, etc., se comportan como si fueran flexibles, adaptándose a los movimientos de la estructura y por tanto no implican patologías.

Las uniones de nudos en el pórtico atienen en general, a la modalidad de nudo

rígido, es decir aquella unión que trasmite los tres esfuerzos: axil, cortante y momento flector. El uso de nudos articulados en barras (momento flector nulo), los llamados pórticos biarticulados o triarticulados, tienen un interés meramente ilustrativo, y salvo que se pretenda un uso especial, no son objeto de aplicación, al menos en el uso tradicional de aplicaciones industriales.

El cuanto a las cerchas, celosías o estructuras denominadas de nudos articulados, tienen una gran aceptación de uso en las estructuras industriales y agro industriales. Su bondad a la hora de suportación de cargas, y de conseguir grandes luces, la hacen apropiada para multitud de usos, siempre relacionados con la funcionalidad.

Si la celosía o cercha se instala sobre pilares metálicos (de alma llena), éstos dispondrán siempre en la base de unión al terreno de nudo rígido. Si la celosía forma parte

del pilar, pueden ser articulados.

1 El prefabricado, en general, se coloca atornillado en la parte superior mediante chapa de unión, y apoyado en la parte inferior. No es un elemento rigidizado a la estructura.



Esta opción representada permite abordar grandes luces, incluso hasta 200m.

Se puede cambiar a una forma abovedada, tipo arco, con lo que la capacidad portante es aun mayor. La base en este supuesto es articulada, y en caso de que el pilar tenga grandes dimensiones, por ejemplo 0,8m o incluso 1,0m, se pueden articular por un lado el cordón exterior y por otro lado el interior.

La consideración de nudo articulado en la placa de anclaje está resuelta. En los nudos de unión de la cercha, será cuestionable y dependerá la simplificación de la unión de perfiles y del momento de inercia de la sección. En perfiles de gran momento de inercia con respecto de otros de menor cuantía, no será conveniente hacer la aproximación.

En cualquier caso, es sabido que la unión de los perfiles es soldada y la aproximación a articulación es una formalidad que simplifica el cálculo (cálculo gráfico con el método de Maxwell-Cremona). Hoy con el uso de herramientas informáticas introducir en el cálculo el nudo rígido o articulado no supone un problema y se deja en manos del proyectista la opción de desarrollar de un modo u otro el tratamiento de su estructura.

2UPN 80

2L 50x50x5

HEB 200

2UPN 80

2L 50x50x5

Otro ejemplo de uso para una nave de gran altura y luz es la modulación de los

pilares que se establece con doble celosía y cuatro pilares de base rígida (empotrados al suelo).



Como se observa, el juego de las cerchas, es variado. En este caso con

modulaciones a un agua. Se observa el falso pilar para la realización de un Racks de instalaciones que no llega a la cercha. De ese modo cuando ésta entra en carga, se permite la deformación de la cercha y no se trasmite carga al pilar. Así pues, este falso pilar no produce ninguna modificación en las leyes de esfuerzos de la cercha.

SECCION A-A'

Otra característica de las cerchas (y que analizaremos detenidamente), es el

tacón, el suplemento de altura que se observa en los ejemplos. El uso del tacón tiene aspectos positivos y “negativos” se incide en esta última observación porque el tacón aumenta la altura de la cercha. Este aumento de sección hace que su comportamiento como viga sea más inestable; sin embargo, la dotación de mayor momento de inercia, vendrá reflejado en una disminución de kg de acero de la estructura, con lo que la optimización de cara al uso de los recursos y del coste, está conseguida dotándola de dicha altura. No hay un valor definido para dotar a una cercha de tacón, valores entre 0,3m y 1,0m son habituales.

En cuanto al resto de tipologías estructurales, las naves de elementos prefabricados, cuya justificación queda unida al empleo de fichas técnicas para la selección de los elementos, y las estructuras espaciales (nos referimos a las estructuras de tubos, varillas y nudos de acero, ya que con cerchas o celosías como las descritas, se pueden hacer estructuras espaciales). La experiencia de este tipo de estructuras en el sector industrial y agroindustrial, no ha sido halagüeña. El sobre coste de mantenimiento posterior, así como el encarecimiento de este tipo de construcciones comparadas con las tradicionales, quedan relegadas según nuestro criterio particular, al uso de un aspecto más estético que funcional.



Sin embargo al cálculo estructural no se limita al uso de los elementos descritos, la combinación de los mismos, forma parte del compromiso del proyectista para adaptar la mejor estructura al mejor comportamiento y coste.

Se representan en las secciones de dos proyectos distintos: zonas de

manipulado, zonas de cámaras frigoríficas, salas de expedición, incluso una sección de oficinas independiente de la estructura metálica. En el segundo ejemplo, en el que existen entreplantas de servicios con distintos usos, para fabricación o para ampliación de oficinas, el uso estructural se adapta al servicio. Las salas de manipulado climatizadas (colocación de conductos, e instalaciones) se diseñan con cerchas, La celosía inclinada es, en el fondo, una viga de gran canto.

1.2.6. FORJADOS. 1.2.6.1. Introducción.

El forjado es la base resistente de los pisos; y, en general, este elemento estructural es horizontal aunque en ocasiones puede ser inclinado como por ejemplo en rampas o en cubiertas.



Según la forma en la que transmiten las cargas los forjados, distinguimos entre:

• Forjados UNIDIRECCIONALES; aquellos que transmiten las cargas a los apoyos o vigas en una sola dirección.

• Forjados BIDIRECCIONALES; aquellos que transmiten las cargas en dos

direcciones, generalmente ortogonales entre sí.

ZAPATA PILAR

VIGAVIGUETAS

Este tipo de elementos estructurales reciben directamente las cargas y las trasmiten a otros elementos estructurales.



1.2.6.2. Funciones. El forjado es un elemento importante de cara a la capacidad portante de la

estructura. Sus principales funciones son: a) Aguantar las cargas de las diferentes plantas y transmitirla a otros elementos

estructurales. b) Arriostrar los diferentes pórticos de la estructura. c) Reducir la torsión en vigas. d) Disminuir la longitud de pandeo de los pilares. e) Distribuir entre los diferentes pórticos de la estructura las fuerzas que actúan

sobre el edificio, en los planos paralelos a los forjados.

a) Aguantar las cargas de las diferentes plantas y transmitirla a otros elementos estructurales

Las cargas que actúan en las diferentes plantas de la estructura de un edificio, son transmitidas desde los forjados al resto de los elementos estructurales de dicha estructura (pilares, zapatas).

b) Arriostrar los diferentes pórticos de la estructura Los forjados enlazan los pórticos de las diferentes plantas de la estructura del

edificio, de manera que todos ellos trabajan solidariamente, consiguiendo mejorar la resistencia del conjunto estructural ante las diferentes solicitaciones.

c) Reducir la torsión en vigas La posibilidad de giro queda reducida por tener que girar todo el forjado. d) Disminuir la longitud de pandeo de los pilares



Los pilares tienen impedidos los desplazamientos en los nudos de unión con los forjados. De manera que la longitud de pandeo será igual a la distancia entre esos nudos de unión.

e) Distribuir entre los diferentes pórticos de la estructura las fuerzas que actúan sobre el edificio, en los planos paralelos a los forjados

Hay una serie de acciones de considerable importancia, tales como el viento y el sismo, que actúan en el plano medio de los forjados horizontales. De manera que el forjado actúa como una gran viga horizontal, que transmite satisfactoriamente estas cargas al resto de pórticos de la estructura. Esto es lo que se conoce como función diafragma del forjado, que hace referencia a la capacidad de los forjados de cada planta para que se desplacen en su plano como un sólido rígido; consiguiendo así, idénticos desplazamientos en los todos los nudos de esa misma planta.

1.2.6.3. Tipos de forjados.

En la actualidad existe una gran variedad de tipologías de forjados, para intentar alcanzar aquel o aquellas funciones que les son encomendadas. Así como para facilitar el proceso constructivo y la puesta en obra con unas bajas demandas económicas. Es importante el tiempo de ejecución que va a llevar el forjado y evidentemente el uso al que va a someterse el elemento.

Esta gran variedad de tipos de forjados, se pueden clasificar en tres grandes grupos, según una serie de características comunes que presentan cada uno de estos grupos. Los tres grupos de tipos de forjados son:

• Forjados prefabricados • Forjados parcialmente prefabricados • Forjados in-situ

Forjados prefabricados En este grupo se encuadran aquellos forjados que únicamente necesitan

trabajos de montaje y relleno de juntas además de posibles anclajes al resto de la estructura.

La resistencia de los elementos prefabricados está garantizada por el fabricante.

INCONVENIENTES: • Monolitismo mínimo (debido al poco

hormigón vertido in-situ). Problemas de unión forjado resto de la estructura.

VENTAJAS: • Sencillez constructiva. • Reducción de tiempos en la construcción



Losa alveolar pretensada

Viga Twin (Forjado unidireccional de nervios in-situ) y Placa TT adosada

Forjados parcialmente prefabricados

Son aquellos forjados en los que se utilizan elementos prefabricados (viguetas y piezas de entrevigado) además de hormigón y acero in-situ, de manera que con la unión de todos ellos se asegura un trabajo conjunto de la sección.

Los forjados más característicos de este grupo son aquellos que están formados por viguetas pretensadas y viguetas armadas.

INCONVENIENTES: • Mano de obra abundante. • Tiempo de construcción moderado-alto.

VENTAJAS: • Monolitismo adecuado (función diafragma

del forjado asegurada con la capa de compresión).



Se indica que una armadura pasiva es aquella que consideramos en la clasificación de armada. Es una armadura que está en “reposo2” y entra en carga cuando se somete a la acción. Mientras que por el contrario, la armadura pretensada, ya se encuentra en carga, debido a un esfuerzo de tesado inicial.

Forjado unidireccional de vigueta en celosía, y pretensadas

También hay otros forjados que se incluyen dentro de este grupo tales como los forjados mixtos, forjados de chapa colaborante, forjado de encofrado perdido de chapa y los forjados de prelosas.

Forjado mixto con perfil metálico conectado a losa de hormigón armado. Opción 2ª de bovedillas 2 El peso propio del forjado, además del resto de las cargas permanentes está presente en el esfuerzo que soporta la armadura.

Vigueta Armada Vigueta Pretensada



Forjado de chapa colaborante.

En este tipo de forjado, la chapa actúa como encofrado perdido. Se observa la armadura de positivos, la doble armadura de negativos, y la chapa colaborante. La chapa actúa como armadura de tracción.

Forjado de prelosa

Forjados in-situ Estos forjados son totalmente ejecutados en obra, sin presencia de elementos

prefabricados. La resistencia de este tipo de forjados depende de los materiales colocados in-situ.



Los forjados más característicos de este grupo son forjados reticulares, losas

macizas y forjados unidireccionales de nervios in-situ. 1.2.6.4. Criterios para seleccionar el tipo de forjado. Normalmente la elección del tipo de forjado por parte del calculista, se debe

generalmente a “tradiciones constructivas” y existencia de mano de obra cualificada entre otros.

Antes de seleccionar el tipo de forjado que va a llevar nuestra estructura deberemos considerar los siguientes aspectos citados por orden de importancia:

1. Capacidad para poder ejecutar el tipo forjado. 2. Condiciones económicas. 3. Características mecánicas del tipo de forjado. 4. Tiempo de ejecución necesaria. 5. Tiempo de entrada en carga.

Conforme a los aspectos indicados para seleccionar el tipo de forjado; se intuye

que los dos primeros puntos van relacionados. Mientras que el tercer punto es el aspecto limitante, es decir este punto va a ser el que principalmente determine la elección. Con relación al cuarto punto no es el más relevante y está condicionado por el resto. Sin embargo el quinto es importante, sobre todo a nivel industrial. En este sentido, los forjados metálicos (mixtos), de elementos soldados son los que más agilidad permiten puesto que una vez soldados ya pueden ser empleados.

La Capacidad para poder ejecutar el tipo forjado, depende de las características relacionadas con materiales, mano de obra, medios auxiliares (herramientas) y control técnico durante su ejecución.

Es importante, la vigilancia y control técnico durante la ejecución del forjado, lo será aun más, en aquellos casos en los que el forjado seleccionado sea del tipo in-situ.

En los casos en los que el forjado sea prefabricado o parcialmente prefabricado disminuirá considerablemente la vigilancia y control técnico durante la ejecución.

También se advierte que en aquellos proyectos en los que se haya previsto un nivel de control de calidad reducido, será necesaria una mayor vigilancia y control técnico durante la ejecución de la obra. Mientras que por el contrario cuando el nivel de control de calidad de la obra sea al 100%, la vigilancia y control técnico durante la ejecución de la obra será muy escasa.

En cuanto a las condiciones económicas, en la medida de lo posible, se optará por seleccionar aquel tipo de forjado que suponga el menor desembolso económico.

INCONVENIENTES: • Mano de obra abundante y especializada. • Tiempo de construcción alto. • Mayor coste económico.

VENTAJAS: • Alto monolitismo. • Buen enlace entre el forjado y el resto de

la estructura.



Las Características mecánicas del tipo de forjado, es el punto es decisivo para la elección del tipo de forjado, así las magnitudes de las luces y las cargas van a ser los parámetros que van a determinar el tipo de forjado a emplear en nuestra obra.

Cuando las luces y las cargas actuantes tengan cierta relevancia, se

recomienda el uso de losas alveolares pretensadas o forjados bidireccionales. Mientras que en aquellas situaciones en las se prevé utilizar vigas planas, preferentemente se seleccionarán forjados parcialmente prefabricados o forjados in-situ.

1.3. RESUMEN DE FUNCIONALIDAD DE LA ESTRUCTURA METÁLICA. Como resumen, y desde un punto de vista de funcionalidad, podemos indicar:

1.3.1. CERCHAS O CELOSÍAS. • Grandes luces. Recomendación del uso estándar máximo: 45m.

• Fácil colocación de falso techo.

• Gran capacidad para soportar cargas.

• Dificultad para instalación de lucernarios.

• Muchas barras y soldaduras.

• Protección contra incendios compleja.

• Más mantenimiento.

• Más acumulación de suciedad.

1.3.2. PÓRTICOS METÁLICOS. • Gran volumen interior.

• Menos perfiles.

• Más diáfana que la anterior.

• Menor capacidad de soportar cargas-pesos.

• Falso techos, suspendidos o siguiendo el pórtico, de poco peso.

• Fácil colocación de lucernarios: policarbonato o poliéster, etc.

• Protección contra incendios sencilla.

• Nudo rígido longitud máxima acotada. Recomendación de uso estándar máxima 30-35m.

• Nudo articulado en la base mayor longitud. Recomendación de uso estándar máxima: 40-45m.

1.4. SELECCIÓN DE ESTRUCTURAS SEGÚN USO.

Nuestro criterio particular, de orientación al uso, puede ser:

- Zona de almacén: Pórticos.

- Zona de cámaras frigoríficas: cerchas o celosías.



- Procesos de fabricación diáfanos, sin falsos techos (pesados), sin climatización, con colocación de lucernarios: Pórticos

- Procesos de fabricación con salas climatizadas, posibles Racks, plataformas e instalaciones suspendidas: cerchas o celosías.

- Zonas de servicios industriales: pórticos metálicos o cerchas según suportaciones de carga, estructuras planas metálicas, o mixtas de hormigón más acero.

- Procesos de alta contaminación industrial o agroindustrial: estudio de la posibilidad de pórticos de hormigón prefabricado.

- Zonas de oficinas y servicios de personal: posibilidad de estructuras planas de hormigón y segunda opción, estructuras metálicas.

- Edificios de poca entidad y no excesivamente grandes: obras de fábrica o estructuras de pórticos sencillas.

- Edificios públicos Salas de exposición, grandes superficies, centros comerciales, auditorios, teatros, edificios deportivos: Cerchas o celosías de madera y metálicos vistos, pórticos de madera y metálicos vistos.

1.5. RECOMENDACIÓN SOBRE LAS MODULACIONES. Como se ha indicado, se trata de una regla general de práctica común en

estructuras convencionales de industrias:

1.- Modulación de pórticos metálicos o pórticos de prefabricados de hormigón:

4,5-10m. ideal entre 5 y 6,5m.

2.- Modulación de estructuras planas de elementos metálicos: 4,5-15m. ideal entre 5 y 10m.

3.- Modulación de estructuras planas de elementos de hormigón (mayor luz en bidireccional):

4,5-10m. ideal entre 5 y 6,5m.

4.- Los forjados mixtos entran en la clasificación de elementos metálicos. 4,5-15m. ideal entre 5 y 10m.

5.- Modulación de pórticos de madera microlaminada. 5-10m.

1.6. MATERIALES A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DEL PROYECTO. 1.6.1. CUBIERTAS.

• CHAPA GALVANIZADA 0,6mm, 0,5mm

• CHAPA LACADA, también: aluminio, zinc

• CHAPA CON TRATAMIENTOS ESPECIALES, PLASTISOL (60ºC) Y PVF2 (Fluoruro de polivinilo AGUANTA 120ºC)

• PANEL SÁNDWICH (POLIESTIRENO (densidad habitual 0,2kN/m3 (20kg/m3) o POLIURETANO (PUR) densidad 0,4kN/m3 (40kg/m3)). Poliisociunarato (PIR) (panel auto extinguible de base poliuretano)

• PANEL SANDWICH fabricado in situ (colocación de chapa sobre la cubierta, colocación de aislamiento y posterior terminación de chapa)

• CHAPA CON PROYECCION DE POLIURETANO



• PANELES DE ACERO (CUBIERTAS DECK)

• PANELES DE ALUMINIO

• CUBIERTAS DE CINC

• CUBIERTAS DE COBRE

• OTROS ELEMENTOS: TEJAS, RASILLAS, PIZARRAS, MATERIALES ESPECIALES, ETC

• PANELES DE POLICARBONATO (o paneles traslúcidos, empleados para dejar pasar la luz del sol)

• PLANCHAS TERMOPLÁSTICAS POLINGLASS

NOTA:

Se denomina Chapa a una lámina u hoja de madera, metal o de cualquier otro material. Son perfiles planos que exceden de 600mm de ancho.

Dentro de las metálicas podemos mencionar:

Chapa Negra: Es aquella hecha de hierro o acero blando; se divide en dos grupos:

Chapa Delgada: su espesor varía entre 0.3 y 3.4mm.

Chapa Gruesa: su espesor varía entre 3.5 y 51mm.

Hojalata: recubierta de una película de Estaño

Chapa Galvanizada: Se obtiene revistiendo las Chapas Negras con Cinc.

Chapa de Bronce

Chapa de Cobre

Chapa de Aluminio

Chapa de Cinc

1.6.2. FALSOS TECHOS Y ACABADOS INTERIORES. • CHAPA: lacada, galvanizada, aluminio, zinc, etc

• PANEL SÁNDWICH: lacado, galvanizado, etc

• BANDEJA DE CHAPA CON AISLAMIENTO

• PANELES DE P.V.C. SANITARIO CON O SIN AISLANTE

• PANEL DE ALUMINIO CON AISLANTE (ALUMISOL)

• PLACAS DE YESO LAMINADO

• ESTUCOS SOBRE PAREDES DE OBRA. PINTURAS

• PANEL BF DE YESO Y VIRUTAS DE MADERA.

• TABLERO DE FIBRAS DE DENSIDAD MEDIA REVESTIDOS CON CHAPA DE MADERA NATURAL O CON LAMINADO

• OTROS COMO: PLACAS DE ESCAYOLA, PLACAS DE MADERA, PLACAS SINTETICAS, LAMAS METALICAS, LAMAS DE PVC, ETC

1.6.3. CERRAMIENTOS. a) Industrias:

• CHAPA

• PANELES DE LANA DE ROCA (PARA CONSEGUIR RF)



• PANEL PREFABRICADO (NO SANITARIO, POSTERIOR PINTADO CON PINTURA PLASTICA SANITARIA, LAS JUNTAS SON PROBLEMATICAS)

• PLACAS DE YESO LAMINADO

• BLOQUES, LADRILLOS. TRATADOS CON ENLUCIDOS, FRATASADOS, MAESTREADOS, PINTURAS, ENLUCIDOS, ETC

• HORMIGON FUNDIDO IN SITU

• PANEL SÁNDWICH. POLIUETANO, POLIESTIRENO, POLIESTER

• PANELES DE HORMIGÓN PREFABRICADO

• PANELES METÁLICOS TIPO ROBERTSON

b) Oficinas y edificaciones de uso público: Además de lo anterior descrito susceptible de aplicación:

• MAMPARAS PREFABRICADAS

• MORTEROS MONOCAPAS, (HIDROFUGADOS PARA EXTERIORES)

• APLACADOS DE PIEDRAS NATURALES Y ARTIFICIALES: GRANITO, MARMOL

• MATERIALES ESPECIALES: TRESPA, ALUCOBOND, PERMAPLEX, PARKLEX,

• PANELES ACRÍLICOS MOLDEADOS Y SERIGRAFIADOS

• PLACAS GREGADAS DE POLICARBONATO TRASLÚCIDO

• TABLEROS AGLOMERADOS DE PARTÍCULAS DE MADERA Y CEMENTO PORTLAND

• PIEZAS CERÁMICAS

• LADRILLO CARA VISTA

• BLOQUE CARA VISTA

• FACHADAS DE VIDRIO: MURO CORTINA, U-GLASS, PAVÉS

• PANELES TEXTILES

• LÁMINA TRANSPARENTE DE ETFE

1.6.4. SOLADOS. a) Industrias:

• PRESOLERAS DE HORMIGON H20 (UNOS 10cm)

• SOLERAS DE HORMIGON H25 (ENTRE 12-20cm) CON MALLAZO PARA EVITAR FISURACION O FIBRAS DE POLIPROPILENO 4kg/m3

• HORMIGONES CON FIBRAS METALICAS. IMPORTANTE: CORTES PARA EVITAR FISURACION 4x4, 5x5. ANTES DE LOS 7 DIAS

• POSIBLE FRATASADO MECANICO CON CUARZO-CORINDON 3-4Kg/m2

• PLAQUETA DE GRES RESISTENTE A LOS ATAQUES QUÍMICOS

• RESINAS DE POLIURETANO



• RESINAS EPOXI

• MORTEROS DE POLIURETANO, EPOXI O CEMENTOSOS CON AGREGADOS MINERALES DE GRAN RESISTENCIA

• AGREGADOS MINERALES SUPERFICIALES PARA RESISTENCIA AL IMPACTO

b) Oficinas y edificaciones de uso público: Suelos en oficinas o locales de administración y servicios:

• GRES ANTIDESLIZANTE EN ASEOS Y VESTUARIOS

• GRES ESTÁNDAR O PORCELANICO (PORCELANATO)

• PIEDRAS NATURALES (GRANITO, MARMOL)

• TERRAZOS

• BALDOSINES

• PAVIMENTOS DE MADERA: ENTABLADO, ENTARIMADO, TARIMA FLOTANTE, PARQUET

• SUELOS DE ALUMINIO

• MOQUETA

• SUELOS TECNICOS, TARIMAS SINTETICAS, SILESTONE, ETC.

• REVESTIMIENTOS PLÁSTICOS: LINÓLEO, GOMA O PVC.

1.6.5. PARTICIONES INTERIORES. • TABIQUES CERÁMICOS

• TABIQUES DE BLOQUES DE HORMIGÓN

• TABIQUES DE PAVÉS

• PLACAS DE CARTÓN YESO: PLADUR

• MAMPARAS DE CRISTAL, MADERA, DM, TEXTIL, PVC, PLÁSTICOS

• PARTICIONES MODULARES

• TABIQUES MÓVILES

1.7. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. CARACTERÍSTICAS. 1.7.1. ACEROS. 1.7.1.1. Tipos 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 que han pasado para su conformación por un tren de laminado.

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.



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. Este modo de fabricación, les confiere unas características específicas desde los puntos de vista de la sección y la resistencia mecánica.

Designaciones adicionales Características de ensayo de choque. Unidades en Julios.

Temperatura de realización del ensayo

27J 40J 60J ºC JR KR LR 20 J0 KO LO 0 J2 K2 L2 -20 J3 K3 L3 -30 J4 K4 L4 -40 J5 K5 L5 -50 J6 K6 L6 -60 A: Endurecido por precipitación M: Laminación termomecánica N: Normalizado o laminado de normalización Q: Templado y revenido G: Otras características

1.7.1.2. Designaciones.

C: Conformado especial en frío

D: Galvanización en caliente

E: Esmaltado

F: Forjado

H: Perfil hueco

L: Baja temperatura

M: Laminación termomecánica

N: Normalización o laminado de normalización

P: Tablestacas.

Q: Templado y revenido.

S: Construcción naval.

T: Tubos.

W: Resistencia a la corrosión atmosférica.

1.7.1.3. Uso de los distintos grados.

Grado JR: aplicación del acero en construcción ordinaria.

Grado J0: aplicación con altas exigencias de soldabilidad.



Grado J2: aplicación en construcción con especiales exigencias de resistencia, resiliencia y soldabilidad.

1.7.1.4. Características comunes a todos los aceros.

Módulo de Elasticidad: E=210.000N/mm2

Módulo de Rigidez: G=81.000N/mm2

Coeficiente de Poisson: ν=0,3

Coeficiente de dilatación térmica: α=1,2·10-5 (ºC)-1

Densidad: ρ=7.850kg/m3

Características mecánicas mínimas de los aceros (UNE EN 10025)

NOTA:

La EHE, no contempla el acero liso, por tanto su empleo queda relegado a la responsabilidad del técnico proyectista, en caso de proyectarlo. Se debe aclarar con el concepto de códigos prestacionales al que atienen tanto el CTE como la EHE, como alternativa a los códigos prescriptivos. Se impone el enfoque basado en el concepto de las prestaciones u objetivos, en el que se establecen explícitamente los objetivos y el modo de alcanzarlos, sin obligar al uso de un procedimiento o solución determinados. Las prestaciones son el conjunto de características, cualitativas o cuantitativas del edificio, identificables objetivamente que contribuyen a determinar su aptitud para responder a diferentes funciones para las que ha sido diseñado.

1.7.1.5. Suministro. • Barras y rollos de acero corrugado

6 – 8 – 10 – 12 – 14 – 16 – 20 – 25 – 32 – 40mm

• Mallas electrosoldadas (alambres corrugados)

4 – 4,5 – 5 – 5,5 – 6 – 6,5 – 7 – 7,5 – 8 – 8,5

9 – 9,5 – 10 – 11 – 12 – 14 – 16mm

• Armaduras básicas electrosoldadas en celosía



(Alambres lisos -sólo elementos de conexión o corrugados)

• Tipos de acero corrugado, según norma:

1.7.2. HORMIGONES. 1.7.2.1. Propiedades.

Peso específico

Es un concepto que depende de la naturaleza de los áridos, la granulometría, y de la compactación.

Hormigón en masa (23kN/m3 si fck ≤ 50 MPa; 24kN/m3 si fck > 50 MPa)

Hormigón armado y pretensado (25kN/m3)

Hormigón ligero (áridos ligeros) (12 - 20kN/m3)

Módulo de elasticidad.

Módulo inicial a los 28 días.

3cmEc f·8500·E β=

175,1400f

30,1 ckE ≤−=β

fcm: resistencia media a compresión a 28 días, que puede tomarse con el valor de:

8ff ckcm +=

Las unidades de las ecuaciones son en N/mm2

1.7.3. MADERAS. 1.7.3.1. Materiales.

Madera maciza Dentro de la madera maciza se incluye la madera aserrada y la madera de rollizo.

Madera aserrada: Son piezas de sección rectangular que han sido clasificadas mediante algún procedimiento reconocido en la normativa. Se utiliza principalmente en



estructuras de luces pequeñas (de 4 a 6 m) y medias (de 6 a 17 m) formando una estructura completa o como parte de sistemas mixtos formados por muros de fábrica con forjados y cubiertas de madera. (fuente: confemadera)

Madera de rollizo: Son piezas constituidas por el tronco del árbol desramado, generalmente descortezado, con una sección sensiblemente circular cuyos diámetros pueden abarcar desde los 100 mm hasta los 350 mm aproximadamente. La longitud puede llegar a un máximo de unos 18 m. (fuente: confemadera)

Los materiales empleados en las estructuras de madera, así como los adhesivos y uniones, se les asignan una clase resistente y su adecuación a la clase de servicio que realizan.

La madera aserrada, para su uso en estructuras, estará clasificada quedando asignada a una clase resistente (ver procedimiento de asignación en el Anejo C del DB-SE-M).

Las clases resistentes son:

a) para coníferas y chopo: C14, C16, C18, C20, C22, C24, C27, C30, C35, C40, C45 y C50

b) para frondosas: D30, D35, D40, D50, D60 y D70.

En las cuales los números indican el valor de la resistencia característica a flexión, fm,k, expresada en N/mm2. En el anejo E (DB-SE-M) figuran los valores de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad asociados a cada clase resistente de madera laminada aserrada.

Madera laminada encolada Son elementos estructurales formados por el encolado de láminas de madera en dirección paralela al eje de las láminas. Según la norma UNE- EN 14080 las láminas tendrán un espesor comprendido entre 6 y 45 mm, y podrán utilizarse maderas de especies coníferas o chopo tratadas o no frente a agentes biológicos. Las estructuras realizadas con este tipo de madera permiten grandes luces libres en edificios de uso público, comercial o deportivo. Luces de 30 a 70 m. (fuente: confemadera)

La madera laminada encolada, para su uso en estructuras, estará clasificada quedando asignada a una clase resistente (ver procedimiento de asignación en el Anejo D del DB-SE-M).

Las clases resistentes son:

a) para madera laminada encolada homogénea: GL24h, GL28h, GL32h y GL36h;

b) para madera laminada encolada combinada: GL24c, GL28c, GL32c y GL36c.

En las cuales los números indican el valor de la resistencia característica a flexión, fm,g,k , expresada en N/mm2.

Las uniones dentadas para piezas enteras fabricadas de acuerdo con la norma UNE EN 387 no deben utilizarse en clase de servicio 3 cuando en la unión cambia la dirección de la fibra.

En el anejo E figuran los valores de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad asociados a cada clase resistente de madera laminada encolada.

Madera microlaminada Es un material compuesto por chapas de madera encoladas con la fibra orientada esencialmente en la misma dirección. Generalmente se comercializa en forma de perfiles de sección rectangular para su uso estructural. Posee altas resistencias, uniformidad en sus propiedades y poco peso. (fuente: confemadera)



Tablero estructural Son sistemas formados por tableros contralaminados como elementos estructurales trabajando como placa. Los tableros contralaminados son placas de madera aserrada encoladas entre sí de forma que la orientación de las fibras de dos capas adyacentes es perpendicular entre sí, llegándose a conseguir placas de madera de gran formato. Estos tableros pueden llegar a trabajar como muros forjados y cubiertas, alcanzando unos valores máximos de 15,5 m de longitud, 2,95 m de ancho y 0,60 m de grosor. (fuente: Gálvez B.)

El uso de los diferentes tipos de tableros debe limitarse a las clases de servicio contempladas para cada tipo en la tabla 2.1.(DB-SE-M)

En el anejo E (DB-SE-M) figuran los valores de las propiedades de resistencia, rigidez y densidad asociados a cada tipo de tablero estructural de los que allí se especifican.

1.7.3.2. Ventajas e inconvenientes del estructuras de madera. • Requiere poco gasto energético para su fabricación, transporte y puesta

en obra.

• Son ligeras y con buena relación resistencia/peso.

• Su comportamiento ante el fuego es predecible.

• Es fácilmente manejable y mecanizable. Permite realizar montajes de forma rápida, limpia y en ausencia de agua.

• Produce una sensación de confort. Permite estructuras vistas sin necesidad de acabado interior.

• Los pórticos de madera microlaminada permiten salvar luces desde 12 a 35 m.

• Las estructuras realizadas con cerchas o celosías de madera microlaminada permiten salvar luces de hasta 45 m.

• Las estructuras realizadas con madera laminada encolada pueden salvar luces de 30 m a 70 m.

• Requiere mantenimiento y ha de ser tratada contra el ataque de hongos e insectos.

1.7.3.3. Uniones. Uniones tradicionales. Las uniones tradicionales, también denominadas carpinteras o uniones por contacto, transmiten las fuerzas mediante tensiones de compresión localizada y de cortante entre las mismas piezas de madera mediante el corte y mecanización adecuados. El material aportado (generalmente herrajes en forma de pletinas y otros elementos de fijación) es muy reducido y su función es la de mantener en posición las uniones. En algunos casos pueden servir para refuerzo de la unión o para resistir una inversión de la solicitación.

Elementos mecánicos de fijación

Los elementos mecánicos de fijación contemplados en el DB-SE-M para la realización de las uniones son:

a) de tipo clavija: clavos de fuste liso o con resaltos, grapas, tirafondos (tornillos rosca madera), pernos o pasadores.

b) conectores: de anillo, de placa o dentados.



1.7.4. TORNILLOS. Los tornillos, en estructura metálica, se emplean para la unión de perfiles. Esto

facilita el montaje en obra ya que en este caso la estructura puede venir preparada o preconstruida del taller de montaje. El control de soldadura también se realiza en taller y la necesidad de especialización de soldadores homologados en obra es menor. El empleo de uniones atornilladas, es frecuente, por otra parte, en lugares donde la humedad es alta, lo que provoca problemas de rotura en soldaduras por presencia de hidrógeno.

Los valores nominales del límite elástico fyb y de la tensión de rotura fub para los tornillos se indica en la tabla siguiente:

Los tornillos de grados 8.8 y 10.9 se denominan de alta resistencia.

1.8. APLICACION DEL CTE. ACCIONES EN LA EDIFICACIÓN. Los documentos del Código Técnico de la Edificación, son descargables desde

Internet en formato pdf, por ejemplo desde la página Web: www.codigotecnico.org. Por tanto, se endiente que trascribir dicha documentación en el presente texto, no tiene demasiado sentido. Se recomienda al lector el disponer del CTE. Acciones en la edificación para el mejor entendimiento del libro que no ocupa, ya que se recurre con citas concretas y referencias en los temas siguientes.

Se hará un pequeño resumen de aquellas partes que se van a utilizar.

1.8.1. SOBRECARGA DE USO. La sobrecarga de uso es el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio

por razón de su uso. El CTE, no tiene en consideración la S.U. debida a equipos pesados, o a la acumulación de materiales en bibliotecas, almacenes o industrias, que deberá consignarse convenientemente en cada obra.

NOTA:

Nuestra sobrecarga de uso, se debe a:

Peso de los elementos en fase de montaje.

Peso del mantenimiento posterior de la cubierta y canalones.

Peso de las succiones que provocan las cámaras frigoríficas.

Peso de los evaporadores a medida que el hielo se almacena en ellos.

Presiones debidas a dilatación térmica de los elementos.

Peso de tuberías con circulación de fluidos

Peso que genera la actividad o servicios proyectado.

1.8.1.1. Valores de la sobrecarga. 1.- Por lo general, los efectos de la sobrecarga de uso pueden simularse por la

aplicación de una carga distribuida uniformemente. De acuerdo con el uso que sea fundamental en cada zona del mismo, como valores característicos se adoptarán los de la Tabla 3.1 del citado CTE. Dichos valores, incluyen tanto los efectos derivados del uso normal, personas, mobiliario, enseres, mercancías habituales, contenido de los conductos, maquinaria y en su caso vehículos, así como las derivadas de la utilización



poco habitual, como acumulación de personas, o de mobiliario con ocasión de un traslado.

2.- Asimismo, para comprobaciones locales de capacidad portante, debe considerase una carga concentrada actuando en cualquier punto de la zona. Dicha carga se considerará actuando simultáneamente con la sobrecarga uniformemente distribuida en las zonas de uso de tráfico y aparcamiento de vehículos ligeros, y de forma independiente y no simultánea con ella en el resto de los casos.

Dicha carga concentrada se considerará aplicada sobre el pavimento acabado en una superficie cuadrada de 200mm en zonas uso de de tráfico y aparcamiento y de 50mm de lado en el resto de los casos.

(1) Deben descomponerse en dos cargas concentradas de 10kN separadas entre si 1,8m.

Alternativamente dichas cargas se podrán sustituir por una sobrecarga uniformemente distribuida en la totalidad de la zona de 3,0kN/m2 para el cálculo de elementos secundarios, como nervios o viguetas, doblemente apoyados, de 2,0kN/m2 para el de losas, forjados reticulados o nervios de forjados continuos, y de 1,0kN/m2 para el de elementos primarios como vigas, ábacos de soportes, soportes o zapatas.

(2) En cubiertas transitables de uso público, el valor es el correspondiente al uso de la zona desde la cual se accede.

(3) Para cubiertas con un inclinación entre 20º y 40º, el valor de qk se determina por interpolación lineal entre los valores correspondientes a las subcategorías G1 y G2.

(4) El valor indicado se refiere a la proyección horizontal de la superficie de la cubierta.

(5) Se entiende por cubierta ligera aquella cuya carga permanente debida únicamente a su cerramiento no excede de 1kN/m2.

(6) Se puede adoptar un área tributaria inferior a la total de la cubierta, no menor que 10 m2 y situada en la parte más desfavorable de la misma, siempre que la solución adoptada figure en el plan de mantenimiento del edificio.

(7) Esta sobrecarga de uso no se considera concomitante con el resto de acciones variables.

3.- En las zonas de acceso y evacuación de los edificios de las zonas de

categorías A y B, tales como portales, mesetas y escaleras, se incrementará el valor correspondiente a la zona servida en 1kN/m2.

4.- Para su comprobación local, los balcones volados de toda clase de edificios se calcularán con la sobrecarga de uso correspondiente a la categoría de uso con la que se comunique, más una sobrecarga lineal actuando en sus bordes de 2kN/m.



5.- Para las zonas de almacén o biblioteca, se consignará en la memoria del proyecto y en las instrucciones de uso y mantenimiento el valor de sobrecarga media, y en su caso, distribución de carga, para la que se ha calculado la zona, debiendo figurar en obra una placa con dicho valor.

6.- En porches, aceras y espacios de tránsito situados sobre un elemento portante o sobre un terreno que desarrolla empujes sobre otros elementos estructurales, se considerará una sobrecarga de uso de 1kN/m2, si se trata de espacios privados, y de 3kN/m2, si son de acceso público.

7.- Los valores indicados ya incluyen el efecto de la alternancia de carga, salvo en el caso de elementos críticos, como vuelos, o en el de zonas de aglomeración.

8.- A los efectos de combinación de acciones, las sobrecargas de cada tipo de uso tendrán la consideración de acciones diferentes. Los items dentro de cada subcategoría de la tabla 3.1 son tipos distintos. 1.8.2. ACCIÓN DEL VIENTO.

La acción de viento, en general provoca una fuerza perpendicular a la superficie de cada punto expuesto, o presión estática, que puede expresarse como:

qe = qb · ce · cp

siendo:

qb: la presión dinámica del viento. De forma simplificada, como valor en cualquier punto del territorio español, puede adoptarse 0,5 kN/m2. Pueden obtenerse valores más precisos como observaremos, en función del emplazamiento geográfico de la obra.

ce: el coeficiente de exposición, variable con la altura del punto considerado, en función del grado de aspereza del entorno donde se encuentra ubicada la construcción.

cp: el coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma y orientación de la superficie respecto al viento, y en su caso, de la situación del punto respecto a los bordes de esa superficie; un valor negativo indica succión.

En los edificios se comprobarán ante la acción del viento en todas direcciones, independientemente de la existencia de construcciones contiguas medianeras, aunque generalmente bastará la consideración en dos sensiblemente ortogonales cualesquiera. Para cada dirección se debe considerar la acción en los dos sentidos. Si se procede con un coeficiente eólico global, la acción se considerará aplicada con una excentricidad en planta del 5% de la dimensión máxima del edificio en el plano perpendicular a la dirección de viento considerada y del lado desfavorable.

Los valores de los coeficientes de exposición se obtienen de tablas que se encuentran en el documento básico, y que usaremos en el siguiente ejemplo.

1.8.2.1. Ejemplo. Aplicación CTE. Documento básico de acciones en la edificación. Determinación de la acción de viento en una nave.

Se va a determinar, para la nave situada en Orihuela (Alicante) en una zona urbana general, de carácter industrial cuyo esquema constructivo se representa en la figura, los coeficientes de presión así como las presiones del viento sobre paredes y faldones.



6

15

7,5

7,5

1,5

α=11°

ALICANTEAltitud 150m

6

15

25

Orihuela, se encuentra en zona B, siendo según el mapa de la figura D.1. La

presión dinámica (qb) es de 0,45 kN/m2. a) Coeficientes de exposición

Zona urbana, industrial ⇒ Grado aspereza IV ⇒ k = 0,22, L = 0,30, Z = 5,0, z=6m

ce = F · (F + 7 k)

F = k ln (max (z,Z) / L)

Paredes (h = 6,0 m):

F = 0,22 ln(6,0/0,30) = 0,659

ce = 0,659 (0,659 + 7·0,22) = 1,449

Hastial (h = 7,50 m):

F = 0,22 ln(7,50/0,30) = 0,708

ce = 0,708 (0,708 + 7·0,22) = 1,59

b) Viento transversal. Dirección paredes (Tabla D.3. CTE) e = min (b, 2h) = min (25; 2·7,5) = 15m

Longitud de A = e/10 = 1,5m

Longitud de B = 0,9e = 0,9·15 = 13,5m

Longitud de C = d−e = 15−15 = 0m

Las superficies de A, B y C se obtienen de la geometría de la fachada frontal:

Superficie de A = 15,32m2

Superficie de B = 92,02m2

Superficie de C = 0

Esbeltez h/d = 0,5

Para h/d=0,5 y teniendo en cuenta que en ambos casos A y B, son áreas superiores a 10m2 para D y E, se debe interpolar. A: -1,2; B:-0,8; C=-0,5 Interpolación gráfica según datos de la tabla:

0 ,2 5 1

0 ,7

0 ,8

0 ,5

0 ,7 3 3D

0 ,2 5 1

0 ,3

0 ,5

0 ,5

0 ,3 6 6

E



qe = qb · ce · cp

Paredes:

Zona D qe=0,45·1,449·(0,733)=0,477

Zona E qe=0,45·1,449·(-0,366)=-0,238

Hastial (si tomamos como referencia la dirección, el coeficiente de exposición para paredes es de 1,449, sin embargo para el hastial, es de 1,59; este valor lo tendremos en cuenta al tomar la dirección de hastíales):

Zona A qe=0,45·1,449·(-1,2)=-0,78

Zona B qe=0,45·1,449·(-0,8)=-0,52

(+) PRESIÓN; (-) SUCCION

A

B

E

DVIENTO

c) Viento axial. Paredes

e = min (b, 2h) = min (15; 2·7,5) = 15m

Longitud de A = e/10 = 1,5m

Longitud de B = 0,9e = 0,9·15 = 13,5m

Longitud de C = d−e = 25−15 = 10m

Las superficies de A, B y C se obtienen de la geometría de la fachada lateral:

Superficie de A = 9,15m2

Superficie de B = 82,35m2

Superficie de C = 61,00m2

Superficie de D=101,25m2

Superficie de E=101,25m2

Esbeltez h/d = 0,30

Los valores de los coeficientes de presión exterior se obtienen por interpolación, del mismo modo anterior, prestando atención a superficies menores de 10m2, si bien podemos aproximar a de A, a dicho valor:

≥10m2 y h/d=0,3



A: -1,2; B:-0,8; C=-0,5; D=0,706; E=-0,313

Hastial:

Zona D qe=0,45·1,59·(0,703)=0,50

Zona E qe=0,45·1,59·(-0,313)=-0,223

Paredes:

Zona A qe=0,45·1,59·(-1,2)=-0,85

Zona B qe=0,45·1,59·(-0,8)=-0,57

Zona C qe=0,45·1,59·(-0,5)=-0,35

A

D

E

B VIENTO

C

A

B

C

d) Viento transversal. Faldones o hastíales.

e = min (b, 2h) = min (25; 2·7,5) = 15m

Anchos de G, F y J = e/10 = 1,5m

Longitud de F = e/4 = 3,75m

Longitud de G = b−e/2 = 25−15/2 = 17,50m

Anchos de H e I = d/2−e/10 = 15/2−1,5 = 6,0m

Superficie de F = 3,75·1,50/cos 11º = 5,71m2

Superficie de G = 17,5·1,50/cos 11º = 26,64m2

Teniendo en cuenta que α = 11º, los valores de los coeficientes de presión exterior, se obtienen por interpolación TABLA D.6:

a) Dirección del viento -45º ≤θ≤ 45º

PENDIENTE A(m2) F G H I J

11º ≥10 -1,30 -1 -0,45 -0,10 -0,40

11º



0,1 0,1 0,1 -0,30 -0,30

-2,25 11º ≤1

0,1

Como la superficie F es <10m2 el coeficiente de presión se determina mediante:

cpe,A = cpe,1 + (cpe,10 – cpe,1) log10A = -2,25 + (-1,30+2,25) log105,71 = -1,53

≥10m2 Zona F qe=0,45·1,59·(-1,30)=-0,93

Zona G qe=0,45·1,59·(-1,0)=-0,71

Zona H qe=0,45·1,59·(-0,45)=-0,32

Zona I qe=0,45·1,59·(-0,10)=-0,071

Zona J qe=0,45·1,59·(-0,40)=-0,28

Zona F qe=0,45·1,59·(0,1)=0,071

Zona G qe=0,45·1,59·(0,10)=0,071

Zona H qe=0,45·1,59·(0,10)=0,071

Zona I qe=0,45·1,59·(-0,30)=-0,21

Zona J qe=0,45·1,59·(-0,30)=-0,21

≤10m2 Zona F qe=0,45·1,59·(-1,53)=-1,09

A

J

I

F

VIENTO

G

H

B

J

I

F

VIENTO

G

H

Presiones del viento en faldones debido al viento transversal

e) Viento axial. Faldones e = min (b, 2h) = min (15,0; 2·7,5) = 15m

Anchos de G y F = e/10 = 1,5m

Longitud de F = e/4 = 3,75m

Longitud de G = b/2−e/4 = 15,76/2−15/4 = 4,13m

Ancho de H = e/2 = 7,50m

Ancho de I = d−e/2− e/10 = 16,00m



Superficie de F = 3,75·1,50/cos 11º = 5,71m2

Superficie de G = 4,13·1,50/cos 11º = 6,28m2

Teniendo en cuenta que α = 11º, los valores de los coeficientes de presión exterior, se obtienen por interpolación:

b) Dirección del viento 45º ≤ θ ≤ 135º

PENDIENTE A(m2) F G H I

11º ≥10 -1,45 -1,3 -0,65 -0,55

11º ≥1 -2,10 -2,0 -0,95 -0,55

Como las superficies de las zonas F y G son < 10m2 se determinan los coeficientes de presión aplicando la ecuación:



≥10m2 Zona F qe=0,45·1,59·(-1,45)=-1,03

Zona G qe=0,45·1,59·(-1,3)=-0,93

Zona H qe=0,45·1,59·(-0,65)=-0,46

Zona I qe=0,45·1,59·(-0,55)=-0,39

≤10m2 Zona F qe=0,45·1,59·(-1,61)=-1,15

Zona G qe=0,45·1,59·(-1,44)=-1,03

En la figura se representan los valores de las presiones del viento en las diferentes superficies.

11º



F

GH

VIENTO

H

I

FG

I

1.8.3. ACCIONES TÉRMICAS.

Los edificios y sus elementos están sometidos a deformaciones y cambios geométricos debidos a las variaciones de la temperatura ambiente exterior. La magnitud de las mismas depende de las condiciones climáticas del lugar, la orientación y de la exposición del edificio, las características de los materiales constructivos y de los acabados o revestimientos, y del régimen de calefacción y ventilación interior, así como del aislamiento térmico.

Las variaciones de la temperatura en el edificio conducen a deformaciones de todos los elementos constructivos, en particular, los estructurales, que, en los casos en los que estén impedidas, producen tensiones en los elementos afectados.

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. Para otro tipo de edificios, los DB incluyen la distancia máxima entre juntas de dilatación en función de las características del material utilizado.

1.8.3.1. Cálculo de la acción térmica. Los efectos globales de la acción térmica pueden obtenerse a partir de la

variación de temperatura media de los elementos estructurales, en general, separadamente para los efectos de verano, dilatación, y de invierno, contracción, a partir de una temperatura de referencia, cuando se construyó el elemento y que puede tomarse como la media anual del emplazamiento o 10ºC.

Para elementos expuestos a la intemperie, como temperatura mínima se adoptará la extrema del ambiente. Como temperatura máxima en verano se adoptará la extrema del ambiente incrementada en la procedente del efecto de la radiación solar, según la tabla adjunta.

1.8.3.2. Incremento de temperatura debido a la radiación solar

Como temperatura de los elementos protegidos en el interior del edificio puede

tomarse, durante todo el año, una temperatura de 20ºC.

Como temperatura de los elementos de la envolvente no directamente expuestos a la intemperie se puede adoptar la media entre las de los dos casos anteriores.

NOTA:

Es fácil considerar juntas de dilatación en la dirección trasversal de la modulación de pórticos. Colocar un doble pórtico cada 40m, puede ser una solución más que suficiente.



7

5 5 5 5 5

77

77

77

77

77

7

JUNTADILATACION

JUNTADILATACION

Se analiza el caso de dirección principal de pórtico (lo mismo para las cerchas). Se ha

simulado una deformación por efecto de temperatura. Hemos supuesto que los pilares interiores, no sufren dilatación por no estar sometidos a las inclemencias exteriores. Los exteriores sufrirán alargamientos o contracciones, en general, menores que en la cubierta.

El primer problema es que en estructuras metálicas, el cerramiento superior (de cubierta), consiste en una mera chapa de 0,5 o 0,6mm de espesor. Eso hace que la variación térmica sea muy considerable a lo largo de día. En el caso de que la cubierta fuese un panel sándwich, la variación será mucho menor.

Es cierto que las chapas, y paneles sándwich (ojo con los frigoríficos), se adapta perfectamente a los movimientos y dilataciones de la estructura. Por tanto, si el cerramiento exterior consiste en chapas o paneles, estos son solidarios a los movimientos y en el caso de los segundos, lo único afectado, serán las juntas machihembradas. En el caso de paneles prefabricados, podríamos concluir lo mismo.

25 25 25

δ δδ

Lo que se observa en la figura es que no se cumple la norma, en este sentido no existe

junta de dilatación y la luz relejada en el ejemplo es de 75m.

Las soluciones serán distintas en caso de pórticos que de cerchas. En los primeros o se tienen en consideración las dilataciones como una sobrecarga de usos o se colocan dobles pilares, o simplemente, se consideran absorbidos por el propio cerramiento. Para las cerchas, se puede dotar de nudos móviles que se adaptan al movimiento horizontal de la deformación, evitando la colocación de dobles pilares. El resto de opciones son las mencionadas.



1.8.4. NIEVE. 1.8.4.1. Determinación de la carga de nieve.

En cubiertas planas de edificios de pisos situados en localidades de altitud inferior a 1.000 m, es suficiente considerar una carga3 de nieve de 1,0 kN/m2. En otros casos o en estructuras ligeras, sensibles a carga vertical, los valores pueden obtenerse como se indica a continuación.

Como valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse:

qn = µ · sk

siendo:

µ coeficiente de forma de la cubierta.

sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal.

Cuando la construcción esté protegida de la acción de viento, el valor de carga de nieve podrá reducirse en un 20%. Si se encuentra en un emplazamiento fuertemente expuesto, el valor deberá aumentarse en un 20%.

Para el cálculo de los elementos volados de la cubierta de edificios situados en altitudes superiores a 1.000 m debe considerarse, además de la carga superficial de nieve, una carga lineal pn, en el borde del elemento, debida a la formación de hielo, que viene dada por la expresión (donde k = 3 metros):

pn = k ·µ2 · sk

La carga que actúa sobre elementos que impidan el deslizamiento de la nieve, se puede deducir a partir de la masa de nieve que puede deslizar. A estos efectos se debe suponer que el coeficiente de rozamiento entre la nieve y la cubierta es nulo.

1.7.4.1. Carga de nieve sobre un terreno horizontal. El valor de la sobrecarga de nieve sobre un terreno horizontal, sk, en las

capitales de provincia y ciudades autónomas se puede tomar de la tabla.

3 Este valor de carga para una nave en zona mediterránea es muy elevado.



El peso específico de la nieve acumulada es muy variable, pudiendo adoptarse

1,2kN/m3 para la recién caída, 2,0kN/m3 para la prensada o empapada, y 4,0kN/m3 para la mezclada con granizo.

1.8.5. ACCIONES ACCIDENTALES. 1.8.5.1. Sismo.

Las acciones sísmicas están reguladas en la NSCE, Norma de construcción sismorresistente.

Aplicación sísmica. Aplicación del método simplificado NCSE-02



Definición de emplazamiento: por ejemplo: Benferri, Alicante.

6

20

10

7,5

1,5

α=11°

ALICANTEBENFERRI

5

5 5 5 5

55

5 5 5 5

5

Aceleración sísmica básica ab/g=0,15 (K=1,0) (Anejo 1, NCSE-02), siendo K el coeficiente de contribución.

Se definen las construcciones en tres modalidades, de Importancia moderada, normal o especial. Nuestra nave, se clasifica en el apartado de importancia normal (Aquellas cuya destrucción por el terremoto pueda ocasionar víctimas, interrumpir un servicio para la colectividad, o producir importantes pérdidas económicas, sin que en ningún caso se trate de un servicio imprescindible ni pueda dar lugar a efectos catastróficos).

NOTA: Criterios de aplicación de la Norma.

La aplicación de esta Norma es obligatoria en las construcciones recogidas en el artículo, excepto:

- En las construcciones de importancia moderada.

- En las edificaciones de importancia normal o especial cuando la aceleración sísmica básica ab sea inferior a 0,04g, siendo g la aceleración de la gravedad.

- En las construcciones de importancia normal con pórticos bien arriostrados entre sí en todas las direcciones cuando la aceleración sísmica básica ab (art. 2.1) sea inferior a 0,08 g. No obstante, la Norma será de aplicación en los edificios de más de siete plantas si la aceleración sísmica de cálculo, ac, (art. 2.2) es igual o mayor de 0,08 g.

Si la aceleración sísmica básica es igual o mayor de 0,04g deberán tenerse en cuenta los posibles efectos del sismo en terrenos potencialmente inestables.

En los casos en que sea de aplicación esta Norma no se utilizarán estructuras de mampostería en seco, de adobe o de tapial en las edificaciones de importancia normal o especial.

Si la aceleración sísmica básica es igual o mayor de 0,08g e inferior a 0,12g, las edificaciones de fábrica de ladrillo, de bloques de mortero, o similares, poseerán un máximo de cuatro alturas, y si dicha aceleración sísmica básica es igual o superior a 0,12g, un máximo de dos.

Aceleración sísmica de cálculo (Art. 2.2., NCSE-02):

bc aSa ··ρ=

Donde:

ab aceleración sísmica básica definida en Art. 2.1., NCSE-02.

ρ coeficiente adimensional de riesgo, función de la probabilidad aceptable de que se exceda ac en el período de vida para el que se proyecta la construcción, el cual toma los siguientes valores:

Construcciones de importancia normal ρ = 1,0

Construcciones de importancia especial ρ = 1,3



Al clasificarse la construcción de normal importancia, se adopta un coeficiente adimensional de riesgo de valor ρ = 1,0.

S coeficiente de amplificación del terreno, que en el caso:

Para g1,0a· b ≤ρ 25,1CS =

g4,0a·g1,0 b <ρ≤ ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−ρ+=

25,1C11,0

ga

·33,325,1CS b

ba·g4,0 ρ≤ 0,1S =

C coeficiente de terreno, que depende de las características geotécnicas del terreno de cimentación. (Adoptamos un terreno tipo IV, de forma conservadora).

NOTA:

- Terreno tipo I: Roca compacta, suelo cementado o granular muy denso. Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, VS> 750 m/s.

- Terreno tipo II: Roca muy fracturada, suelos granulares densos o cohesivos duros.

Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, 750 m/s VS > 400 m/s.

- Terreno tipo III: Suelo granular de compacidad media, o suelo cohesivo de consistencia firme a muy firme. Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, 400 m/s ≥ VS > 200 m/s.

- Terreno tipo IV: Suelo granular suelto, o suelo cohesivo blando. Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, VS ≤ 200 m/s.

g4,0g15,0g·15,0·0,1a· b <==ρ Caso 2º

( ) 5,125,1211,015,0·133,3

25,12

25,1C11,0

ga

·33,325,1CS b

=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−−+

=⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−ρ+=

La aceleración de cálculo es:

g·225,0g·15,0·0,1·5,1a··Sa bc ==ρ=

NOTA:

La norma NCSE-02 permite (Art. 3.5) emplear un método simplificado de cálculo, siempre que se cumplan las siguientes condiciones:

1. El número de plantas sobre rasante es inferior a veinte.

2. La altura del edificio sobre rasante es inferior a sesenta metros.



3. Existe regularidad geométrica en planta y en alzado, sin entrantes ni salientes importantes.

4. Dispone de soportes continuos hasta cimentación, uniformemente distribuidos en planta y sin cambios bruscos en su rigidez.

5. Dispone de regularidad mecánica en la distribución de rigideces, resistencias y masas, de modo que los centros de gravedad y de torsión de todas las plantas estén situados, aproximadamente, en la misma vertical.

6. La excentricidad del centro de las masas que intervienen en el cálculo sísmico respecto al de torsión es inferior al 10% de la dimensión en planta del edificio en cada una de las direcciones principales.

Dada la geometría de la estructura, y la distribución de masas, se cumplen estos requisitos y podemos aplicar este método simplificado, considerando la masa correspondiente a toda la concarga y sobrecarga, caso pésimo tal y como índica el Artículo 3.2 de la norma NCSE-02.

Para aplicar el método debemos conocer el periodo fundamental de vibración TF, (Art 3.7.2.2), que se obtiene, para edificios con pórticos rígidos de acero laminado, con la expresión siguiente:

n·11,0TF =

Siendo n número de plantas sobre rasante, que en nuestro caso es 1.

Aplicando esta expresión, el periodo fundamental de vibración resulta ser 0,11·1 = 0,11 segundos, inferior a 0,75 segundos, por lo que, tal como índica el Art. 3.7.2.1, solamente será necesario calcular las fuerzas equivalentes para el primer modo de vibración.

El periodo del modo primero i=1, es:

seg11,0T)1i·2(

TT FF

i ==−

=

La fuerza sísmica estática equivalente Fik, correspondiente a la planta k y modo de vibración i, viene dada por:

kikik P·sF =

Donde:

Pk es el peso correspondiente a la masa mk de la planta k, con las reducciones en la sobrecarga indicada en el artículo 3.2.

NOTA: Masas que intervienen en el cálculo:

A los efectos de los cálculos de las solicitaciones debidas al sismo se considerarán las masas correspondientes a la propia estructura, las masas permanentes, y una fracción de las restantes masas (siempre que éstas tengan un efecto desfavorable sobre la estructura), de valor:

- para sobrecargas de uso en viviendas, hoteles y residencias 0,5

- para sobrecargas de uso en edificios públicos, oficinas y comercios 0,6

- para sobrecargas de uso en locales de aglomeración y espectáculos 0,6

- para sobrecarga de nieve, siempre que ésta permanezca más de 30 días al año 0,5

- para sobrecargas de uso en almacenes, archivos, etc. 1,0

- para sobrecarga de tabiquería 1,0



- para piscinas o grandes depósitos de agua 1,0

sik es el coeficiente sísmico adimensional correspondiente a la planta k en el modo i, de valor:

ikic

ik ···ga

s ηβα⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

Donde:

αi: es la ordenada del espectro para el período Ti del modo i considerado, que en este caso toma un valor igual a 2,5 (Ti = 0,11 ≤ TB =KC/2,5 = 0,8).

β es el coeficiente de respuesta, que depende de la ductilidad y del tipo de estructura, definido en la Tabla 3.1 de la NCSE-02 y que, en este caso, adopta un valor igual a 0,27

(ν = (5/Ω)0,4 = (5/4)0,4 = 1,09; Ω es el amortiguamiento de la estructura expresado como porcentaje del crítico. Resistencia a las acciones horizontales mediante pórticos planos de nudos rígidos µ = 4).

Analíticamente, el coeficiente de respuesta β, viene expresado por

µ=β

v

Siendo:

ν : Factor de modificación del espectro en función del amortiguamiento.

µ : Coeficiente de comportamiento por ductilidad.

ηik Factor de distribución, correspondiente a la planta k y en el modo i. Su valor viene dado por la siguiente expresión:

∑

∑

=

=

φ

φφ=η n

1k

2k

n

1kikk

ikik

ik·m

·m

n: número de plantas.

mk masa de la planta k, definida en el apartado 3.2 de la NCSE-02.

Φik coeficiente de forma correspondiente a la planta k en el modo i, para el que puede adoptarse la siguiente expresión aproximada:



( )⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ π−=φ

H2h··1i2

sen kik

donde:

hk altura sobre cimentación (o rasante) de la planta k.

En nuestro caso, con 1 plantas, tenemos:

12

senik =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡π

=φ

Masas que actúan sobre la estructura: perfiles (dinteles más pilares)+correas de cubierta+cubierta. Si hubiéramos realizado el cálculo de la estructura, la comprobación sería sencilla (posterior al cálculo), ya que conoceríamos el peso de todos estos elementos. En este caso, vamos a estimarlos con una regla.

Tradicionalmente las estructuras se calculaban con una carga total de 1,2kN/m2 esta regla no tiene rigor, ya que la carga por m2 depende de muchos factores como son la luz de cálculo y por supuesto los materiales de cubierta y la situación topográfica. No obstante, para el ejercicio, vamos a partir de este dato que incluía además la carga de nieve, el viento y la sobrecarga de uso, quedando el valor reducido a la mitad, 0,6kN/m2. En este caso para una nave de luz de 20m y modulación de 5m, la carga total, será de 0,6·20·5=60kN/m2, frente a los 47kN/m2 que salen en realidad al realizar el cálculo.

11·601·60·1

·m

·m

2n

1k

2k

n

1kikk

ikik

ik

==φ

φφ=η

∑

∑

=

=

Las fuerzas Fik, constituyen el sistema equivalente de acciones sísmicas de cálculo que permiten realizar el análisis completo de la estructura para la dirección considerada.

Estas fuerzas deben repartirse entre los elementos resistentes de manera que se satisfaga el equilibrio en planta. Las fuerzas anteriormente obtenidas se reparten en función de la rigidez de cada planta (solo hay una), con la siguiente expresión:

∑=

= n

1jkj

kjikkj

K

KFf

Siendo:

Kkj la rigidez de cada elemento resistente j en la dirección de la fuerza considerada.

152,01·27,0·5,2·225,0···ga

s ikic

ik ==ηβα⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

kN56,45,0·60·152,05,0·Ff 1111 ===

kN56,45,0·60·152,05,0·Ff 1212 ===



20

4,56 kN 4,56 kN

1.8.5.2. Incendio.

Las acciones debidas a la agresión térmica del incendio están definidas en el DB-SI.

En las zonas de tránsito de vehículos destinados a los servicios de protección contra incendios, se considerará una acción de 20 kN/m2 dispuestos en una superficie de 3 m de ancho por 8 m de largo, en cualquiera de las posiciones de una banda de 5 m de ancho, y las zonas de maniobra, por donde se prevea y se señalice el paso de este tipo de vehículos.

Para la comprobación local de las zonas citadas, se supondrá, de forma independiente y no simultánea con la anterior, la actuación de una carga de 100 kN, actuando sobre una superficie circular de 20 cm de diámetro sobre el pavimento terminado, en uno cualquiera de sus puntos.

1.8.5.3. Impacto.

Las acciones sobre un edificio causadas por un impacto dependen de la masa, de la geometría y de la velocidad del cuerpo impactante, así como de la capacidad de deformación y de amortiguamiento tanto del cuerpo como del elemento contra el que impacta.

Impacto de vehículos. Los valores de cálculo de las fuerzas estáticas equivalentes debidas al impacto

de vehículos de hasta 30 kN de peso total, son de 50 kN en la dirección paralela la vía y de 25 kN en la dirección perpendicular, no actuando simultáneamente.

1.9. PESOS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS A continuación se muestran los pesos de diferentes elementos constructivos que

nos podemos encontrar

PESOS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS



RESUMEN

• En el DB SE se establecen las reglas y procedimientos que para el cálculo de las estructuras.

• La elección del tipo estructural de una edificación dependerá del diseño de dicho edificio, de su uso y del presupuesto.

1.Aspectos iniciales al cálculo de Estructuras 1.2.1-UT1(13)

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