ANEXO CALCULO ESTRUCTURAL - Archivo Digital...

INDICE

1_ Descripción del proyecto

1.1 Concepto y ubicación...........................................................................2 1.2 Descripción formal ..............................................................................3

2_ Descripción de la estructura y cimentación

2.1 Estructura...........................................................................................4 2.2 Cimentación.......................................................................................6

3_Descripción del terreno, estratigrafía................................................................6

4_ Materiales y características específicas............................................................7

5_Acciones. Tablas con coeficientes de seguridad................................................7

6_ Planos estructurales.......................................................................................9

7_ Memoria de cálculo. Diagramas dimensionados

7.1 Diagramas pilares y vigas................................................................137.1.a Comprobación pilares a pandeo...............................................137.1.b Comprobación vigas a flecha...................................................15

7.2 Cálculo de muro pantalla y losa de cimentación................................21 7.3 Armado de forjados.........................................................................25 7.4 Estructura atirantada.......................................................................26 7.4 Verificación eurocódigo 2005 (SAP 2000).........................................27

El proyecto incorpora en la envolvente del edificio los mismos criterios que se utilizan para el abrigo y protección corporal tradicionales de los habitantes de la zona. Como resultado las torres cuentan con un sistema de capas en su piel organizadas de dentro a fuera en capas concéntricas adaptadas a su misión estructural higrotérmica y funcional. Dos primeras capas rígidas definen el núcleo de escalera y a la vez configuran el núcleo portante del edificio, adosado a este se encuentra un segundo nivel de mobiliario de madera que sirve al resto de la planta de la torre. Por último las pieles exteriores del edifico sirven como filtro en la relación de la torre con el exterior .

La torre se moverá entre los árboles buscando el claro del bosque tanto en planta como en altura. Por ello, las torres cuentan con un elemento central, fijo y unas plataformas que se mueven buscando su correcta relación con el entorno y su adecuada orientación según su programa.

Las torres contarán con un acceso totalmente abierto y permeable a nivel de suelo, Una zona administrativa y de logística de la propia torre, dos niveles de conexión de las pasarelas que contarán con miradores a distintas alturas, niveles de acampada protegidos por la vegetación que contarán con un equipamiento destinado a los mismos como lugares de abastecimiento, y por último el mirador de la aurora boreal superando la altura de los árboles y orientado a norte, adosado al mismo y rematando la torre la cubierta estará destinada también a la observación de la aurora, un espacio exterior mínimamente controlado y que permite una experiencia más extrema en la obser-vación de la aurora

3

OBJETIVO

MATERIALRECOMENDADO

EVITARMATERIAL

CAPAS

PEGADO A

LA PIEL

CAPAS

EXTERIORES

CAPAS

INTERMEDIA

SPIES

CUERPO

MANOS

CABEZA

Mantener piel seca

Proporcionar aislamiento


Transportar humedad

fuera del cuerpo

Protección contra el viento

Dejar escapar esceso de calor

y humedad corporal

Impermeabilizar

Calcetines de lana

Mitones de lana

Gorro de lana

Bufandade lana

Lana osintéticos

Lana ovellón de lana

Algohodón

Algohodón(es húmedo;mal aislante)

Gorra impermeable(en caso de no llevarla incorporada

en el abrigo)

Camiseta interior de lana

Jersey de lana Abrigo largoimpermeable

Mediasde

lana

Pantalonesimpermeables

Guantesimpermeables

Gafas desol

Segundo par decalcetines de lana

(para evitar ampollas)

Botas de esquí(proporcionan buen ajuste

y protejen los tobillos)

OBJETIVO

MATERIALRECOMENDADO

EVITARMATERIAL

CAPAS

PEGADO A

LA PIEL

CAPAS

EXTERIORES

CAPAS

INTERMEDIA

S

PIES

CUERPO

MANOS

CABEZA

Mantener piel seca



Transportar humedad

fuera del cuerpo

Protección contra el viento

Dejar escapar esceso de calor

y humedad corporal

Impermeabilizar

Calcetines de lana

Gorro de lana

Lana osintéticos

Lana ovellón de lana

Algohodón

Algohodón(es húmedo;mal aislante)

Chaqueta(para cualquier tipo de clima)

Camisetao jersey ligero

de lana o vellón

Pantalonesde

montaña

Botas de esquí(proporcionan buen ajuste

y protejen los tobillos)

Gorra desol

Verano

ObObses rvatorio aurooraras s boborereala ess

NiNiNievevevvelelelelelessss dde acacamamamampapapapaadaddd

Equipamientopararaa la acampadaa

NiNNN eveles de acampada

Observatorio mimirar dorr

ZoZZ nanaa ddde e acacaccecc so

AdA mim nininistststs rararaciciciónónóny y logíg ststicica a deee llla a torrrrr ee

ObObseservrvatororioio mimirar dodorr

Invierno

Alzado este Alzado sur Alzado norte Alzado oeste

Alzados torre tipo

2.1 ESTRUCTURA

La estructura de las torres respeta la idea principal del proyecto de elementos concéntricos partiendo de un núcleo rígido central sobre el que se apoyan las plataformas de cada nivel y transfiriendo parte de los esfuerzos a una serie de barras traccionadas en la piel. Estas barras devuelven sus esfuerzos al núcleo central comprimiéndolo.

4

2. DESCIPRCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y CIMENTACIÓN

Conjunto de la torre con la estruc-tura

Sistema estructural completo (Núcleo de pilares +forjados+ piel estructural)

Piel estructural de la torre. Anillos de borde de forjado configurados median-te viga cajón a la que se anclan las barras que transmiten los esfuerzos al núcleo rígido central comprimido.

Núcleo de pilares al que se le adosan vigas radiales que recogen el forjado.

Núcleo estructural de pilares HB300 rigidizado a través de zunchos HB300. Los zunchos estarán en el encuetro de las vigas con los pilares de cada planta y uno añadido a mitad de la altura de la planta de refuerzo.

Esquema principal de líneas de fuerzas de la estructura: La estructura será completamente metálica en su superficie, ya que al encontrarse en un entorno natural se procura prescindir en la medida de lo posible de las maquinas de hormi-gonado y optar por elementos metálicos prefabricados colocados in-situ.

FORJADOS

Los forjados de todas las plantas serán de chapa colaborante, se escoge este tipo de forjados por su ligereza y efecto rigidizante en el reparto de las cargas entre los elementos estructura-les.

NÚCLEO RÍGIDO DE LA TORRE

El núcleo estructural, de 5 metros de diámetro, constará de pilares metálicos HB300 que estarán rigidizados con zunchos tambien de perfil HB300 en los bordes de planta y otro a nivel medio entre las plantas. Esto consigue que el núcleo de pilares actúe de forma rígida y conjunta frente al resto de acciones.

VIGAS

Las vigas serán todas radiales desde el núcleo central. Las principales serán de perfil IPE300. Existirá un segundo tipo de viga denominadas secundarias con perfil IPE200 que se encarga-rán de reducir la distancia entre vigas para la adecuada colocación de las chapas del forjado.

ZUNCHOS DE BORDE

Los zunchos de borde rematan el forjado y además en ellos van ancladas las barras que reco-gen los esfuerlos de los forjados y los transmiten al núcleo rígido de la estructura.

PIEL ESTRUCTURAL

Barras de acero postesadas que asumen el voladizo de los forjados. Transmiten sus tracciones al núcleo rígido central que se comprime y este transmite todas las cargas (la proveniente de las barras y las de las plataformas) a la losa que a su vez las transmite al terreno.

5

6

2.2 CIMENTACIÓN

El arraqnue de los pilares del núcleo rígido de la torre se produce desde una losa de hormigón armado. Para la cimentación profunda que recoge dos sótanos con un total del 8m de altura se utiliza un muro pantalla.

Ante la dificultad para obtener una estratigrafía de la zona de Oslo donde se encuentra el pro-yecto se realizara una suposicción con los datos que si se conocen.

Al encontrarse en las proximidades del Lago de Sogssvann se supone la cota del nivel freático en - 3 metros.

Ademas se supone la existencia de un estrato impermeable en la cota -10m por debajo del nivel freático.

Se supone un primer metro de tierra vegetal que no se tomará en cuenta para el cálculo de la pantalla.

Un segundo estrato de Arena media hasta el nivel freático y por debajo del mismo un tercer estrato de arena arcillosa compacta.

Se escoge la opción de muro pantalla por su mayor estanqueidad frente a los problemas de filtraciones de agua debido a que el proyecto se encuentra en las proxi-midades de un lago y se ha supuesto el nivel freático en la cota -3.

El muro pantalla recoge a su vez el anclaje de las barras al suelo mediante unas pletinas soldadas a la viga de coronación de la misma.Se ha comprobado mediante el cálculo del muro panta-lla (cálculo realizado en el apartado de cimentación de la memoria de cálculo de esta entrega) que con el propio peso del muro pantalla y sin contar con la fuerza de rozamiento del terreno, ya contrarrestaría los esfuerzos de tracción que le transmiten las barras en el punto de encuentro con el suelo.

Se ha calculado también la profundidad de empotra-miento de la losa (6m), el canto de la losa para contra-restar la subpresión por gravedad ( c= 1,94m) y la fuerza necesaria que se debe ejercer en el apoyo para garantizar la estabilidad de la pantalla

En función de las máquinas y equipos existentes para la ejecucion del muro pantalla que se pretende circular, se opta por un despiece poligonal de 3,1m de lado. Esta dimensión se adapta a las cucharas existentes permitien-do a su vez una buena aproximación a la planta cicular que se proyecta.

3.DESCRIPCIÓN DEL TERRENO Y ESTRATIGRAFÍA

Estrato 1 : TIERRA VEGETAL

Estrato 2 : ARENA MEDIA

NF

Estrato 1 : ARENA ARCILLOSA COMPACTA

Peso saturado= 22 KN / m3Φ= 34º

Peso específico=Peso saturado= 20 KN / m3Φ= 32º

Estrato impermeable

1 m

3 m

10 m

7

Como se ha comentado toda la estructura superficial de pilares, vigas, zunchos y barras estructurales se realizará con acero laminado S275. Además se utilizará acero de armar B400S.

Para la cimentación se utilizarán dos tipos de hormigón: -Por un lado hormigón de limpieza: un hormigón de baja calidad utilizado para nivelar el terreno e impedir la mezcla de este con el hormigón propio de la losa de cimentación.-Para el muro pantalla y para la losa de cimentación se utilizará hormigón armado HA -25

A continuación se mostrarán las tablas con las características de los materiales escogidos:

4.MATERIALES Y CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS 5.ACCIONES. TABLAS CON COEFICIENTES DE SEGURIDAD

Tipo de acero

S275

B 400 S

Tensión característi-ca

(límite elástico)

Elementos estructurales

Vigas, pilares, zunchos y barras

Armaduras

Fyk = 27,5 KN/cm2

Fyk = 400 N/mm2

Fyd = 26,1 KN/cm2

Fyd = 350 N/mm2

E = 21000 KN/cm2

E = 21000 KN/cm2

Tensión de cálculo Módulo de elastici-dad

Tipo de hormigón

MATERIALES

Coef. de seguridad, según situación, para aplica a los valores característicos

Ordinaria Extraordinaria

Sísmica

Hormigón 1,50 1,30 1,00

1,00

1,00 1,00

1,05 1,05

1,15

Acero laminado

Acero de armar

Incendio

HA25/B/40/IIa-Qa

Resistencia característica

Elementos estructurales

Muro pantalla y losa de cimenta-

ción

25 N /mm2 B (Blanda) 5...10 cmSilíceoTamaño max.

40mm

Consistencia Árido Límites de asiento

ACERO

HORMIGÓN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD DEL MATERIAL Y TENSIONES DE CÁLCULO

Tablas resúmen de las acciones y los ceficientes de seguridad empleados en la elaboración de los cálculos.

CUADRO DE ACCIONES

ACCIONES PERMANENTES

ACCIONES VARIABLES

CARGAS SUPERFICIALES KN/m2

Cubierta

Chapa grecada Chapa grecada Chapa grecada Chapa grecada Chapa grecadaForjado

Solado

Tabiquería

2 2 2 2 2

Pavimento de madera Pavimento de madera Pavimento de madera Pavimento de madera Pavimento de madera1 1 1 1 1

Chapa grecada Chapa grecada Chapa grecada Chapa grecada-2 2 2 2

Niveles de acampada Equipamientosde servicio

Local de administración Planta acceso

CARGAS SUPERFICIALES KN/m2

Cubierta

Sobrecarga de uso

Nieve

Viento

- - - -

Cubierta plana Zona residencial Local comercial Zona administrativa Zona de acceso al público1 2 5 2 5

Zona fuertemente expuesta

1,15

Presión + Succión

Gráfica tabla siguiente página

Niveles de acampada Equipamientosde servicio

Local de administración Planta acceso

CUADRO DE COEFICIENTES DE SEGURIDAD DE LAS ACCIONES

MATERIALES

Peso, empuje

OrdinariaExtraordinaria

Sísmica Incendio

1,35

-

-

1,5

1,50

1,50

1,00

1,00

1,00

1,00

-

-

1,00

-

1,00

1,00

-

-

Sobrecarga de uso

Nieve

Viento

Sismo

Camión de bomberos

Coeficiente de segurida, según situación para aplicar a las acciones desfavorables sobre el valor característico

8

ACCIONES PERMANENTES

ACCIONES VARIABLESSobrecarga de uso

Sobrecarga de nieve

Cálculo de carga de viento

60 m

Zonas de habitación hotel 2 KN / m2

Zonas administrativas 2 KN / m2

Zonas pública vestíbulos 5 KN / m2

Local comercial 5 KN / m2

Cubierta transitable con inclina-cion inferior a 20º 1 KN / m2

qn = M x SKM (ángulos entre 0º y 30º) =0,8SK (escojo León por ser la más desfa-vorable de España )=1,2qn = 0,8 x 1,2 =0,96 + 20% por estar fuertemente expuesto = 1,15 KN /m2

Tablas extraidas del Documento Básico de Seguridad Estructual SE de donde se han obtenido las cargas

qb= 0,52 cp= 0,8

ce=> k= 0,19 l= 0,05

z=altura (m) F ce qe w KN/m

10 1,01 2,35 0,98 w1= 10

20 1,14 2,81 1,17 w2= 23

30 1,22 3,09 1,29 w3= 39

40 1,27 3,30 1,37 w4= 5550 1,31 3,47 1,44 w5= 72

60 1,35 3,61 1,50 w5= 90

qe=qb*ce*cpF=K*ln(max(Z,z)/L)ce=F*(F+7K)

W

La torre se dividirá en intervalos de fuerza de 10m para su cálculo

Según el CTE : qe = qb x ce x cp

qb = presión dinámicace= coef exposicióncp = coef. eólico

7.1 DIAGRAMAS DE PILARES Y VIGAS

7.1.a Comprobación de pilares a pandeo

13

7. MEMORIA DE CÁLCULO

Gráfica de esfuerzo axil en pilar más desfavorable KN

P3

Se seleccionará el tramo más desfavo-rable para la comprobación a pandeo. Se escoge de todos los pilares el que soporta un esfuerzo axil mayor en el arranque, el pilar P3

Para la comprobación a pandeo se escogerá dentro del pilar con más axil, su tramo más desfavora-ble tanto por esfuerzo axil como por mayor altura libre entre nudos. Dicho tramo es el de la planta baja con una altura de 4,5m desde el arranque del pilar hasta el primer zuncho de atado y un axil de 1283 KN. Se comprobará el pandeo en este tramo:

Al cumlir a pandeo el trramo del pilar más desfavorable, se considera-rá innecesaria la comprobación del resto, dando por supuesto su cumpli-miento

Fyd= 26 KN /cm2 (acero laminado)

Fyd > = Nd / X +A + Md/ W

i(cm) =12,99cm ; Lp/i = 225 cm/ 12,99cm = 17,3 <100

X = 1+ (Lp/n x i)3= 1+ (225/ 100 + 12,99)3 = 1,005

= 1283 KN/ 149,1 cm2 + 15 KN/m /1680 = 8,61

= 8,61< 26

-1283

-1283

-1251

-252

X

Z

Y

Z

X Y

PILAR MÁS DESFAVORABLE.sdb 20/05/2019

C ,m ,NK)ODAROYAM( margaiD ecroF laixA0.2.02 0002PAS

P3

Planta 1

4,5m

Zuncho de atado de pilares

Zuncho de atado de pilares

Perfil HB300

Lp= 0,5 L = 0,5 x 4,5 = 2,25

CUMPLE

14

Deformada de los pilares Reacciones en los apoyos de los pilares

X

Z

X

YY

Z

0 9 17 26 34 43 51 60 68 77 85 94 102 111 E-3

Deformación pilares.sdb 30/05/2019

C ,m ,NK)ODAROYAM( epahS demrofeD0.2.02 0002PAS

Planta tipo estructura Pilares HB300 (empotramiento)

P1

bt3bt2

bt1

bt110

bt9

bt8 bt7

bt6

bt4

P1 P2

P3P

4

P5

P6

P14

P13

P12

P10

P11

P9

P8 P7

P2 P3 P4

P5 P6 P7 P8

P9 P10

P13 P14

P11

739,3 Kn

-4,8 Kn

774,2 Kn

3,7 Kn

4,8 Kn -7,1 Kn

M=-22,6 Kn m

911,8 Kn-3,9 Kn

-6,3 Kn

M=-18,8 Kn m

1017,7 Kn3,1 Kn

8,2 Kn

8,2 Kn

5,1 Kn

-4,7 Kn

M=-15,4 Kn m

1239,9 Kn

-10,5 Kn

M=-30,37 Kn m

1165,1 Kn

-16,7 Kn

-22,7 Kn

M=-42,3 Kn m

1043,8 Kn

M=-51,8 Kn m

M=-21,2 Kn m

1166,6 Kn

5,3 Kn-5,6 Kn

M=-16,7 Kn m

1281,4 Kn

5,4 Kn

6,8 Kn -5,2 Kn

M=-17,3 Kn m

879,04 Kn

0,1 Kn-21,64 K

n

M=-51,7 Kn m

1285,3 Kn

-6,3 Kn

M=-21,5 Kn m

M=-30,9 Kn m

691 Kn-1,9 Kn

-8,8 Kn

M=-36,9 Kn m

685 Kn-0,2 Kn

-1,7 Kn

-11,3 Kn

M=-43,9 Kn m

743 Kn

-15,6 Kn

P12

W (KN) = Peso del edificio total en KN = 13625,31 KN

15

7.1.b Comprobación de vigas a flecha

Planta 10 (SAP 2000-modelo cargas sin mayorar) Se señala el elemento que sufre la mayor deformación

Esquema en sección seña-lando plantas analizadas

Tramo de la viga : L = 5,4

Flecha límite L / 400 (piso con tabiques ordinarios) = 0,0135

Flecha en el extremo de la viga 0,0132 < 0,0135 CUMPLE

















9

10

87

1

Planta tipo acampada grandes grupos (Plantas 1ª,2ª,7ª,8ª,9ª,10ª)

16



















34

6

5

Planta tipo acampada grupos reducidos (Plantas 3ª,4ª,5ª,6ª)

16











11

12


GRÁFICA DE MOMENTOS PLANTA TIPO.sdb 30/05/2019

C ,m ,NK)ODAROYAM( margaiD 3-3 tnemoM0.2.02 0002PAS

vr1

vr2

vr2

vr2

vr2

z1

z1

bt

bt

bt

bt

bt

bt

bt

bt

bt

bt

z1

vr2

vr2

vr2

vc2

vc2

vc2

vc2

vr2

vr2

vr2

vr2

vr1

P1 P1

P1P

1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1P1 P1

vc1

vc1

vc1

vc1 vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1 vc

1

vc1

vc1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

18

GRÁFICA CORTANTE PLANTA TIPO.sdb 01/05/2019

SAP2000 20.2.0 Shear Force 2-2 D C ,m ,NK)ODAROYAM( margai

M- mto máx negativoviga vr1 = 101 Kn/m

M+ mto máx positivoviga vr1 = 53 Kn/m

V- cortante máx negativoviga vr1 = 71,4 Kn

V+ cortante máx positivoviga vr1 = 58,9 Kn

M+V+

M-

V-

Planta tipo acampada grandes grupos (Plantas 1ª,2ª,7ª,8ª,9ª,10ª)

GRÁFICAS VIGA TIPO (v)

Gráfica de momentos KN/m

44,8

-16,

7516,1

210

,16

-65,

85

14,4

1

(V)

5,6 m

3,2 m2,4 m

19

M- mto máx negativoviga vr1 = 96,7 Kn/m

M+ mto máx positivoviga vr1 = 37,5 Kn/m

V- cortante máx negativoviga vr1 = 57 Kn

V+ cortante máx positivoviga vr1 = 67 Kn


Gráfica de cortantes KN



vr1

vr1 vr

2

vr2

vr2

vr2

vr2

z1

z1

z1

bt

bt

btbt

bt

bt

bt

bt

bt

bt

vr2

vr2

vr2

vc2

vc2

vc2

vc2

vr2

vr2

vr2

vr2

vr1

vc1

vc1vc1

vc1

vc1vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

P1 P1

P1P

1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1P1 P1

vc1

vc1

vc1 vc1

vc1

vc1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

DIAGRAMA MOMENTOS PLANTA TIPO.sdb 30/05/2019


DIAGRAMA CORTANTES PLANTA TIPO.sdb 30/05/2019


11,2

3-6

1,89 -2

9,42

-6,5

1-8

7,11

-25,

98

17,1

9

(V)

M+

V+

M-V-

4,9 m

2,4 m1,4 m1,1 m

M- mto máx negativoviga vr1 = 70 Kn/m

M+ mto máx positivoviga vr1 = 31 Kn/m

V- cortante máx negativoviga vr1 = 63 Kn

V+ cortante máx positivoviga vr1 = 73 Kn

M+

V+M-



Gráfica de cortantes KN

(V)

Planta tipo cafetería mirador (Plantas 11ª y 12ª)

vr1

vr2vr2

vr2

z1

z1

btbt

bt

bt

bt

bt

bt bt

bt

bt

bt

z1

vr2

vr2

vr2

vr2

vr2

vc2

vc2

vc2

vc2

vr2

vr2

vr2

vr2

vr1

P1 P1

P1P

1

P1

P1

P1

P1

P1

P1

P1P1 P1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1

vc1 vc

1

vc1

vc1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

vr1

DIAGRAMA MOMENTOS PLANTA CUBIERTA.sdb 01/06/2019


DIAGRAMA CORTANTES PLANTA CUBIERTA.sdb 01/06/2019


11,2

4-6

4,09

-26

-0,7

3

6 m

1,1 m1,1 m1,3 m2,5 m

24,4

6

-6,5

3-7

0,79

28,5

424

,43

-6,4

4

20

7.2 CÁLCULO DE MURO PANTALLA Y LOSA DE CIMENTACIÓN

21

Pasos del cálculo de la pantalla y losa de cimentación:

1-Cálculo de la profundidad de empotramiento de la pantalla y fuerza F para garantizar la estabilidad de la pantalla frente a empujes

2- Canto de la losa para contrarrestar la subpresión por gravedad

3-Flotación

4- Coeficiente de seguridad frente al sifonamiento

5- Caudal en el fondo de la excavación

6-Coeficiente frente al levantamiento de fondo

Estrato 1 : ARENA MEDIA

NF

NF

Estrato 2 : ARENA ARCILLOSA COMPACTA

Peso saturado= 22 KN / m3Φ= 34º

Peso específico=Peso saturado= 20 KN / m3Φ= 32º

3 m

4 m

t (m)Profundidad deempotramiento

Estrato impermeable

3 m60

12t

100

100+12t

V

4 m

t

18,42

28,2

28,2t28,2 + 3,38t

H´= ( VxK) U

40

10t40 + 10t

K1 = tg2 (45- 32/2) = 0,307K2 = tg2 (45- 34/2) = 0,282Kp = 1/0,282 = 3,53 ; 2/3x 3,53 = 2,35 (CTE))

16,92

1- Cálculo de la profundidad de empotramiento de la pantalla y fuerza F para garantizar la estabilidad de la pantalla frente a empujes

E1 = 18,42 x 1/2 x 3 = 27,63

E2= 16,92 x 4 = 67,68

E3 = 1/2 x 11,28 x 4 = 22,56

E4 = t x 28,2 = 28,2 t

E5 = 1/2 t2 x 3,38 = 1,69 t2

E6= 1/2 x 4 x 40= 80

E7 = 40 x t = 40t

E8 = 1/2 x t2 = 0,5 t2

E9 = 1/2 x 28,2 t2 = 14,1 t2

E10 = 1/2 x 10t2 = 5t2

F

5+t

2+t

4/3 +t

1/2 t

1/3 t

4/3 +t

1/2 t

1/3 t

1/3 t

1/3 t

6+t

NF3 m

4 m

t

18,42

28,2

28,2t28,2 + 3,38t

Do

Empujes activos Empujes pasivos

o

H´= ( VxK)

UU

40

10t40 + 10t

E10

W

RR

S

E8

E6

F

EMo =0 ; E1xD1 + E2xD2 + E3xD3 + E4xD4 + E5xD5 + E6xD6 + E7xD7 + E8xD8 = E9xD9 + E10xD10 + F x DF

EFH =0 ; E1 + E2 + E3 + E4 + E5 + E6 + E7 + E8 = E9 + E10 + F

F= 214,04 KNt= 3,78m = 4m

(profundidad de empotramiento)

E7

16,92

E3

E1

E2

E5

E4

2- Canto de la losa necesario para contrarrestar la subpresión por gravedad

3- Cálculo flotación

Coef. de seguridad

F = 1,2

c (m) = S x F / peso específico del hormigón

F= Wedificio + R / S > 1,05

13625,31 KN/ 10 x 4 x 132,27 = 2,56 > 1,05 CUMPLE

W= Peso del edificio ( suma de todas las reacciones en el arran-que de la losa) = 13625,31 KN

R = Rozamiento total por fuste (KN)

h = diferencia de potencial (m)

S = u x A : u = Presión del agua en la base de la losa (KN/m2), A= área en planta de la losa (m2)

Solo con el peso del edificio y sin incorporar el rozamiento pot fuste ya cumple

c (m) = 10 x 4 x 1,2 / 25

Se utilizará este canto al ser el más restrictivo

c (m) = canto de la losa = 1,92m

Coef. de seguridad

h=4

m

b=6,5 m (radio)

NF3 m

4 m

t = 3,78 m

22

c

23

4- Coeficiente de seguridad frente al sifonamiento

T1

=10

m

T2

= 6

md2=

4 m

h=4

m

b=6,5 m (radio)

d1=

8 m

d1/T1 = 0,8

d2/T2 = 0,66

T2/b = 0,92

F = i crit/isalida > 2

F = i crit/isalida = 1,2/0,245 = 4,9 > 2 CUMPLE

i critica = 22 /10 -1 = 1,2

i salida= 1,3 x 4/ 3,78 x 1,2 / 3,1 = 0,57 > 0,5 (admsible) NO CUMPLE

Φ1 = 1,75Φ2 = 1,4

NF3 m

4 m

t = 4 m

Estrato impermeable

6- Coeficiente frente al levantamiento de fondo

5- Caudal en el fondo de la excavación

F = 12 x 10,26 / 10 x 1,89 = 2,5 > 2 CUMPLE

Al no cumplir frente al sifonamiento se empotrará la pantalla al estrato imper-meable ( nueva t = 6m)

Coef. de seguridad

Coef. de seguridad

CALCULO DE F PARA LA NUEVA PROFUNDIDAD DE EMPOTRAMIENTO 6m

E1 = 18,42 x 1/2 x 3 = 27,63

E2= 16,92 x 4 = 67,68

E3 = 1/2 x 11,28 x 4 = 22,56

E4 = 6 x 28,2 = 169,2

E5 = 1/2 6x6 x 3,38 = 145,44

E6= 1/2 x 4 x 40= 80

E7 = 40 x 6 = 240

E8 = 1/2 x 6x6 = 300

E9 = 1/2 x 28,2 t2 = 507,6

E10 = 1/2 x 10t2 = 180

F

5+t

2+t

4/3 +t

1/2 t

1/3 t

4/3 +t

1/2 t

1/3 t

1/3 t

1/3 t

6+t

NF3 m

4 m

6m

18,42

28,2

28,2t28,2 + 3,38t

Do

Empujes activos Empujes pasivos

o

H´= ( VxK)

UU

40

10t40 + 10t

E10E9E8

E6

F

EFH =0 ; E1 + E2 + E3 + E4 + E5 + E6 + E7 + E8 = E9 + E10 + F

F= 364,91 KN(Nueva fuerza necesaria para asegurar la estabilidad de la pantalla)

E7

16,92

E3

E1

E2

E5

E4

24

7.3 ARMADO DE FORJADOS

Todos los forjados de la torre serán de chapa colaborante de 12cm de canto que irán de viga a viga de la planta y que contará en el punto más alejado del centro con otra viga secundaria que servirá de apoyo

Se calculará el area de acero que necesitaría soportar cada franja de la chapa colaborante. Se estudiará en el fragmento más desfavorable (estre-mo de la planta). El área corresponiente a cada tramo de chapa será 1,5 x 0,14. Se utilizarán las cargas mayoradas para este cálculo q = 12 KN / m2

As = M max /Z x fs = 0,54 / 10,8 x 18 = 2,7 x 10 (-3) cm2 /m

As = M max / Z x fy = 0,4 /10,8 x 31 = 1,19 x 10(-3) cm2/m

Área redondos del 10 = 78,5 mm2 0,27 / 78,5 = 0,03 redondos/m

Se utilizará un mínimo de un redondo del 10 en cada canal de la chapa

fs = 18 KN / cm2 ( S275)Z= 0,9 h (canto de la chapa) = 0,9 x 12 cm = 10,8 cm

fs = 31 KN / cm2 ( S275)Z= 0,9 h (canto de la chapa) = 0,9 x 12 cm = 10,8 cm

Forjado planta tipo

25

q = 1,8 KN/m

0,4 0,4

0,54Armado negativos

Armado negativos

Armad

o negati

vos

Mallazo de reparto

Armado positivos

Armado positivos

Armado positi

vos

3 m1,5 m

1,5 m

1,5 m 1,5 m

Área redondos del 10 = 78,5 mm2 0,119 / 78,5 = 0,03 redondos/m

Se utilizará un mínimo de un redondo del 10 en cada canal de la chapa

7.1 ESTRUCTURA ATIRANTADA

26

Como ya se ha explicado la torre cuenta con una piel estructural de tirantes que transmiten sus esfuerzos al núcle cetral y que van anclados al suelo en forma de articulación.Se ha modelado la torre para que dichos tirates solo admitan esfuerzos a tracción, dándoles valores nulos de compresión.Como se puede observar en el gráfico las tracciones mayores se encuentran en la unión de dichos cables con el núcleo rígido de la torre. Esta piel estructural soporta los esfuerzos horizontales de viento y como se observa en el gráfico la cara expuesta al viento de la torre aumenta de manera considerable las tracciones de las barras.

354,3 KN

Diagrama axil barra más con más esfuerzo de la torre

(cubierta)

Barra con más esfuerzo axil de la torre (cubierta) Barra con más esfuerzo axil en el arranque

107,54

Barra con más esfuerzo en planta baja, obtiene este valor por estar de

cara al viento y soportar el empuje de la torre, el resto de barras en planta

baja no superan los 60 KN

Y

Z

XY X

Z

Esfuerzo axil en las barras.sdb 31/05/2019

D ecroF laixA0.2.02 0002PAS C ,m ,NK)DAED( margai

Y

Z

XY X

Z

0 9 17 26 34 43 51 60 68 77 85 94 102 111 E-3

DEFORMADA PIEL ESTRUCTURAL.sdb 31/05/2019

C ,m ,NK)ODAROYAM( epahS demrofeD0.2.02 0002PAS27

8-CUMPLIMIENTO EUROCÓDIGO (SAP 2000)

ANEXO CALCULO ESTRUCTURAL - Archivo Digital...

Documents

Transcript of ANEXO CALCULO ESTRUCTURAL - Archivo Digital...