ESTRUCTURA METALICA - DISEÑO

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Sistemas Estructura metálica » PASV Perfil armado de sección variable Normativa aplicable y cálculo DB-SE-AE: Documento Básico. Seguridad Estructural. Acciones en la edificación. C.T.E.: Código Técnico de la Edificación. NCSE – 02: Norma de Construcción Sismorresistente. Verificación del cálculo ENV 1993-1-1:1996: Eurocódigo 3: proyecto de estructuras de acero. Parte 1-1: reglas generales y reglas para edificación. ENV 1993-3:2001: Eurocode 3: design of steel structures. Part 1-3: supplementary rules for cold formed thin gauge members and sheeting. Cargas Climáticas Mapa de carga de nieve Mapa de carga de viento

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DISEÑO DE ACERO

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SistemasEstructura metálica » PASV

Perfil armado de sección variable

Normativa aplicable y cálculoDB-SE-AE: Documento Básico. Seguridad Estructural. Acciones en la edificación.

C.T.E.: Código Técnico de la Edificación.

NCSE – 02: Norma de Construcción Sismorresistente.

Verificación del cálculo

ENV 1993-1-1:1996:

Eurocódigo 3: proyecto de estructuras de acero.

Parte 1-1: reglas generales y reglas para edificación.

ENV 1993-3:2001:

Eurocode 3: design of steel structures.

Part 1-3: supplementary rules for cold formed thin gauge members and sheeting.

Cargas Climáticas

Mapa de carga de nieve

Mapa de carga de viento

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Reglamento de seguridad contra incendios en establecimientos industrialesMITC: Real Decreto 2267/2004 – 3 de Diciembre.

Aplicación a nuevos establecimientos industriales y a los que cambien o modifiquen su actividad. Se requerirá la presentación de un proyecto.

Nuevo concepto de inspecciones periódicas.

Caracterización de establecimientos:

• Configuración y ubicación

• Nivel de riesgo: bajo / medio / alto ? f (Qs) densidad de carga

Tipo A: el establecimiento industrial ocupa parcialmente un edificio que tiene, además, otros establecimientos, ya sean estos de uso industrial ya de otros usos.

Tipo B: el establecimiento industrial ocupa totalmente un edificio que está adosado a otro u otros edificios, o a una distancia igual o inferior a tres metros de otro u otros edificios, de otro establecimiento, ya sean estos de uso industrial o bien de otros usos.

Tipo C: el establecimiento industrial ocupa totalmente un edificio, o varios, en su caso que está a una distancia mayor de tres metros del edificio más próximo de otros establecimientos.

Tipo D: el establecimiento industrial ocupa un espacio abierto, que puede estar totalmente cubierto, alguna de cuyas fachadas carece totalmente de cerramiento lateral.

Tipo E: el establecimiento industrial ocupa un espacio abierto que puede estar parcialmente cubierto, alguna de cuyas fachadas en la parte cubierta carece totalmente de cerramiento lateral.

Cubierta ligera: cubierta cuya carga permanente no exceda de 100 Kg/m2.

Estabilidad al fuego: tiempo en minutos que el elemento considerado debe mantener la estabilidad mecánica.

Para la estructura principal de cubiertas ligeras en plantas sobre rasante, en edificios Tipo B y Tipo C sepodrán adoptar los valores siguientes:

Nivel de riesgo intrínseco Tipo B Tipo C

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Sobre Rasante Sobre Rasante

Riesgo Bajo EF-15 NO SE EXIGE

Riesgo Medio EF-30 EF-15

Riesgo Alto EF-60 EF-30

(90% planta baja ) (h< 15 m)

(recorrido evacuación < 25 m)

Edificios tipo C separados al menos 10 m de los edificios más próximos no se exigirá EF.

Naves metálicas

Elementos estructurales

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Naves metálicas

Imágenes de naves metálicas

Soluciones

El uso de naves metálicas se extiende a todo tipo de actividades:

• Naves industriales

• Edificios comerciales

• Polideportivos

• Centros logísticos y de distribución

• Industria ligera

• Industria cerámica

• Industria pesada

• Industria agroalimentaria

• Industria química y textil

• Hipermercados

• Naves para el almacenamiento de materiales a granel

• Tipo de construcción denominado en Inglés “Pre-engineered steel buildings” (PEB).

• Tiene su origen en los EE.UU. y entró en Europa a finales de los 60.

• El sistema constructivo tuvo una gran aceptación y se extendió rápidamente.

• El sistema proviene del sistema “The widespan system” de la empresa americana BUTLER.

• Fortalezas principales del sistema:

• La nave metálica se concibe como un conjunto prediseñado y fabricado de forma

integral. • Adaptación a las necesidades y especificaciones dimensionales del cliente.

• Combinación de un diseño y fabricación automatizados con la realización de edificios “a

medida”.

Introducción al sistema constructivo• Tipo de construcción denominado en Inglés “Pre-engineered steel buildings” (PEB).

• Tiene su origen en los EE.UU. y entró en Europa a finales de los 60.

• El sistema constructivo tuvo una gran aceptación y se extendió rápidamente.

• El sistema proviene del sistema “The widespan system” de la empresa americana BUTLER.

• Fortalezas principales del sistema:

• La nave metálica se concibe como un conjunto prediseñado y fabricado de forma

integral. • Adaptación a las necesidades y especificaciones dimensionales del cliente.

• Combinación de un diseño y fabricación automatizados con la realización de edificios “a

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medida”.

Características principalesCortos plazos de entrega: Aprox. 40 ó 50 días, dependiendo de la complejidad y de las especificaciones adicionales.

Reducción del tiempo de montaje: Tiempo de montaje de la estructura de una nave de 1000 -1500

m2: aprox. 10 días i montaje de cerramientos: aprox. 15 días

Costes asegurados desde el comienzo de la obra.

Posibilidades arquitectónicas

• Naves de forma paralepipédica, mediante la colocación de petos

• Posibilidad de adaptar gran diversidad de cerramientos:

• Chapas horizontales con esquinas curvas (Imágenes de chapa horizontal)

• Cassettes (Imágenes de cassettes y esquinas curvas)

• Paneles sandwich (Imágenes de panel sandwich)

• Facilidad para la realización de ampliaciones

• Sentido longitudinal: pórtico rígido en pared final preparado para recibir nuevos

módulos • Sentido transversal: pórticos preparados para amarre de nuevos pórticos o

extensiones • Recuperabilidad de materiales

• Limitadas por el máximo canto de viga que se puede fabricar

• Sistema especialmente competitivo en naves que requieren luces amplias, debido

al uso de perfiles armados de sección variable • Luces mínimas: 12- 15 m. Menor competitividad.

• Luces medias: 20 – 30 m. Demanda importante. Buena adaptación.

• Luces grandes: 30 – 60 m. Ventaja competitiva. Menor demanda.

Versatilidad

Luces

Industrialización del sistemaEl sistema constructivo implica el control de los siguientes elementos clave en la industria de construcción con acero:

• Suministro de materias primas

• Procesos de cálculo y diseño

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• Procesos de fabricación

• Proceso de montaje

Materias primasLa disponibilidad de materias primas es un elemento clave para conseguir unos plazos de entrega competitivos. Esto se hace posible mediante una:

• Simplificación del diseño: tipologías y elementos

• Estandarización de las M.P.

Las materias primas se clasifican en cuatro grupos principales:

• Chapa laminada en caliente para la fabricación de estructura primaria (espesores 3 – 30 mm)

• Fleje de acero galvanizado para correas (esp. 1.5-3.5 mm)

• Bobinas de chapa prelacada (0.5 y 0.6 mm)

• Varillas de arriostramiento (M16 – M39)

Cálculo y diseñoEn el proceso de diseño se distinguen dos etapas claramente diferenciadas:

Anteproyecto. Tiene como objetivos:

• Estudio de la viabilidad de realización del proyecto con nuestro sistema

• Definición preliminar de la nave y estimación del peso

Datos de partida

• Tipo de edificio y dimensiones principales condicionantes.

• Cargas de cálculo nominales

• Norma de cálculo a emplear

• Definición de cerramientos (chapa, translúcidos etc)

• Puentes grúa, entreplantas,etc

Proyecto. Comienza con la confirmación del pedido

Fases:

• Análisis y optimización de la estructura

• Realización de los planos de proyecto

• Plano de situación de pernos de anclaje

• Plano de cerramientos

• Plano de conjunto de la estructura

• Þ Aprobación por parte del cliente

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• Realización de planos de fabricación y listas de materiales

• Realización de instrucciones de montaje

Planos de anclajes

Pórtico rígido

Planos de estructura

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Planos de cerramientos

Procesos de fabricaciónLos procesos de fabricación se caracterizan por un incremento creciente de la automatización.

Estructura primaria:

• Pórticos rígidos

• Pórticos simples de pared final

Estructura secundaria:

• Correas

• Arriostramientos

Video de diseño en 3d

Planos de fabricación

Planos de instrucciones de montaje

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Estructura primaria

Pórticos rígidos de sección variable con o sin apoyos intermedios, formados por vigas y columnas armadas en doble T y unidas en montaje mediante tornillería de alta resistencia (DIN 8.8 y 10.9).

Máxima complejidad: perfiles armados

• Corte y punzonado (almas, platabandas y placas)

• Armado

• Soldadura automática SAW y manual MAG

• Pintado

Concepto estructural de referencia: pórtico articulado en la base. Si es necesario se recurre al pórtico biempotrado.

Material empleado: S275 según EN 10 025

Tipos de pórticos

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Uniones principales

Sistema estructural

Paredes finales

Pórticos simples

• Formados por vigas y columnas simplemente apoyadas

• Postes: se colocan a unas separaciones de 6m aproximadamente

• Perfiles armados en doble T o laminados.

• Vigas: simplemente apoyadas en los postes.

• Perfiles armados en doble T o laminados.

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• Postes que se conectan a la viga del pórtico rígido

Pórtico rígido en pared final

Correas

Conectan los pórticos principales y soportan la chapa de cierre.

Líneas de perfilado forma de Z y C de 240 mm. Las correas en forma de C se usan fundamentalmente en paredes (cabeceros de puertas, marcos de ventanas etc.).

Espesores: 1.5 – 3.5 mm.

Material: S350 GD + Z275 según EN 10 147-95.

Las correas se solapan sobre la línea de pórticos para trabajar como viga continua.

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Arriostramientos

Se efectúa mediante varillas de acero calibrado de calidad S355 colocadas en techo y paredes en forma de Cruz de San Andrés.

Toda nave lleva como mínimo un vano arriostrado, pudiendo tener como máximo siete vanos contiguossin arriostrar.

Las correas dobles del vano arriostrado actúan como montantes de la viga en celosía.

Uniones:

• Métricas pequeñas: atraviesan el alma de la viga o columna, empleándose arandelas especiales.

• Métricas grandes: se emplean horquillas y tensores de fundición.

Las varillas pueden ser sustituidas por pórticos o postes.

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REFRENCIA:http://www.dovalbuilding.com/sistemas/estructura-metalica/pasv