donde se recogían los resulta-dos del diseño y cálculo de 10 casos de naves industriales tipo.

Desde entonces, los diseñado-res, calculistas y fabricantes de estructuras metálicas han centrado su interés en la opti-mización de este tipo de cons-trucciones. Para ayudarles en esta labor, en el año 2005, ICT actualizó y amplió la informa-ción sobre naves industriales publicada en el año 2000, dando como resultado, la publi-cación “NAVES INDUSTRIA-LES RESUELTAS CON PERFILES TUBULARES DE ACERO”.

Desde que el Instituto para la Construcción Tubular – ICT comenzó a realizar su labor divulgativa para el acercamien-to del estado del arte en cons-trucción tubular a todos los técnicos del país, éstos siem-pre han mostrado un especial interés por la aplicación de los Perfiles Tubulares de acero a los edificios industriales. Dicho interés propició que en el año 2000, ICT desarrollara la herramienta “HAGAlas MEJORES NAVES INDUSTRIALES de PERFILES TUBULARES de ACERO” consis-tente en una breve publicación acompañada de un CD-Rom,

Ambas publicaciones, cada una en su momento, fueron acogi-das con gran entusiasmo por los técnicos españoles ya que, aquellos que las han aplicado en sus diseños, han podido constatar la rentabilidad de las estructuras tubulares en este tipo de edificaciones.

Dando un paso más, y tratando siempre de dar respuesta a las necesidades del mercado, posi-ble gracias al estrecho contac-to con diferentes profesionales de distintos sectores (estudios de arquitectura, ingenierías, talleres de estructuras metáli-cas…), hace tiempo que en ICT

Introducción y Objetivos

NAVES INDUSTRIALES ADO-

SADAS RESUELTAS CON PERFILES TUBULARES DE ACERO

COMPARACIÓN CON LA SOLUCIÓN EN HORMIGÓN PREFABRICADO: COSTES Y COMPORTAMIENTO EN CASO DE INCENDIO (CUMPLIMIENTO DEL RSCIEI)

AUTORES:

GORKA IGLESIAS

DIRECTOR TÉCNICO DE ICT

AITZIBER URIARTE

DPTO. TÉCNICO DE ICT

AGRADECIMIENTOS:

IDEAS EN METAL

ICT - Instituto para la Construcción Tubular

NAVES INDUSTRIALES ADOSADAS RESUELTAS CON PERFILES TUBULARES DE ACERO COMPARACIÓN CON LA SOLUCIÓN EN HORMIGÓN PREFABRICADO: COSTES Y COMPORTAMIENTO EN CASO DE INCENDIO (CUMPLIMIENTO DEL RSCIEI)

Contenido:

Introducción y Objetivos

1

Datos de partida 2

Solución adoptada 3

Estudio económico 5

Cumplimiento del RSCIEI

5

Conclusiones 6

Artículo Técnico nº1/2009 Noviembre, 2009

RESUELTA CON PERFILES TUBU-

LARES DE ACERO. El objetivo último del estudio es el de comparar, por un lado, el coste de ‘su’ solución frente a la alternativa en hormigón prefa-bricado; y por otro lado, el grado de cumplimiento, en cada caso, del Reglamento de Seguridad Contra Incendios en los Establecimientos Industria-les – RSCIEI .

tanto en coste como en cumpli-miento de la normativa contra incendios, si bien nadie parece haber cuantificado dichas ventajas.

Por ello, ICT, en colaboración con una de sus empresas so-cias, Ideas en Metal, S.A., ha decidido analizar las caracterís-ticas de este tipo de construc-ciones, con la intención de encontrar la SOLUCIÓN ÓPTIMA

se constató, por un lado el interés y por otro lado, las dificultades, que surgen a la hora de diseñar, calcular y ejecutar EDIFICIOS INDUSTRIA-

LES ADOSADOS resueltos con estructura metálica.

Parece haber, en determinados agentes del sector, una creen-cia ciega en la idea de que la solución resuelta con hormigón prefabricado tiene ventajas

Página 2 Naves Industriales Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero

Solución para correas con Perfiles Tubulares de acero

Para abordar el

estudio

descrito, en

primer lugar se

debía definir el

‘Edificio

Industrial Tipo

constituido por

Naves

Adosadas’

GEOMETRÍA

Para abordar el estudio descrito, en primer lugar se debía definir el ‘Edificio Industrial Tipo constitui-do por Naves Adosadas’. Para definir los parámetros que caracterizarían a este Edificio Tipo, se contactó con diferentes profesionales de contrastada experiencia en la construcción de esta clase de edificaciones, con los siguientes resultados:

CARGAS

Datos de partida

LUZ DE CADA NAVE 12m-15m

ALTURA LIBRE (en alero) 8m

PENDIENTE 10%

SUPERFICIE DE CADA NAVE 300m2

TIPO DE CORREAS Perfiles Tubulares

ALTURA CAMINO DE RODADURA 6,50m

CAPACIDAD DE PUENTE GRÚA 1 x 5T

MODULACIÓN (separación entre pórticos) 6m

Las cargas

sobre el edificio

a analizar se

han

considerado de

acuerdo a las

prescripciones

recogidas en el

CTE-DB SE-AE

Esquema estructural de la solución de Naves Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero

Página 3 Naves Industriales Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero

Una vez definido el edificio objeto de estudio, había que fijar las hipótesis de cálculo. Las cargas consideradas son las correspondientes a los pesos propios de los materiales a utilizar y a las sobre-cargas recogidas en el Código Técnico de la Edificación (CTE). Documento Básico SE-AE: Seguridad Estructural. Acciones en la Edificación.

CARGAS PERMANENTES:

Peso de panel de cubierta: 20kg/m2

Peso de correas: 9,4kg/m2

CARGAS VARIABLES:

Sobrecarga de uso: 40kg/m2 (cubiertas ligeras)

Nieve: 93,1kg/m2 (correspondiente a un valor característico de carga de nieve de 70kg/m2)

Viento: Presión dinámica: 50kg/m2 (valor válido para todo el territorio español) Ce (coeficiente de exposición): 1,7; es función del ‘Grado de aspereza del entorno’, considerado como IV (zona urbana en general, industrial o forestal) y de la altura de coronación del edificio, considerada igual a 9m (aproximadamente). Cp (coeficiente eólico): se consideran los coeficientes más desfavorables.

Solución adoptada

La estructura

óptima resuelta

con Perfiles

Tubulares de

acero para este

tipo de

construcciones

es la que

presenta pórticos

en celosía y

estructuras

independientes

Tras el estudio de diferentes alternativas, se concluyó que la estructura óptima resuelta con Perfiles Tubulares de acero para este tipo de construcciones, es la que presenta el siguiente esquema, con estructuras independientes para cada nave (se duplican los pilares en los planos de conexión de las diferentes cubiertas):

TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL

En aras de obtener una estructura lo más ligera posible, se presenta una solución diferente para los pórticos extremos y para los pórticos interio-res (sometidos a mayor nivel de carga).

Los dinteles de los primeros, se solucionan me-diante dinteles ’monotubo’. Los de los segundos, mediante celosías tipo Warren a dos aguas con cordones paralelos.

En cuanto a los pilares, se definen perfiles de mayores dimensiones en los exteriores, y perfiles algo más reducidos para los interiores. De esta manera, se consiguen reducir los desplazamien-tos en alero producidos por la acción del viento (afectando mínimamente al peso de la solución).

El ratio de peso de la estructura principal es de 23kg/m2.

La perfilería necesaria se determina a continua-ción:

PÓRTICOS INTERIORES

Cordón superior: RHS 140x120x4

Cordón inferior: RHS 120x120x4

Diagonales: RHS 80x80x3

Pilares exteriores: RHS 400x200x8

Pilares interiores: RHS 220x140x8

PÓRTICOS EXTREMOS

Dintel: RHS 160x120x5

Pilares exteriores: RHS 400x200x8

Pilares interiores: RHS 220x140x8

Pilarillos: RHS 200x100x8

CORREAS

RHS 150x50x4 (triapoyadas) y

RHS 150x150x4 (biapoyadas)

DEFORMACIONES

Se cumplen las limitaciones de flecha marcadas en el CTE-DB-SE: “Código Técnico de la Edifica-ción. Documento Básico: Seguridad Estructural”.

UNIONES

Con intención de optimizar los trabajos de fabri-cación, transporte y montaje de la estructura, se sigue el criterio de soldar en taller y atornillar en obra.

Así, las uniones entre Perfiles Tubulares en las celosías se definen soldadas (con lo que se lle-varía el dintel completo – 12,5m – desde el taller a obra, en una única pieza).

El resto de uniones (dintel-pilar, correas-dintel, pilarillo de fachada-pórtico extremo) se resuelven mediante uniones atornilladas.

Página 4 Naves Industriales Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero

Unión soldada en K con espaciamiento

Pórticos interiores

Pórticos extremos

Unión atornillada dintel—pilar

nave industrial, de las mismas características generales que las presentadas en este artículo (ver ‘Datos de partida’).

La solución más económica en hormigón prefa-bricado presenta un coste de 501.390€ (167€/m2).

Para obtener el coste de la ‘solución ICT’, se contó con la colaboración de la empresa socia del Instituto, IDEAS EN METAL. Según sus datos, el coste de construcción de un edificio

El primer gran objetivo del estudio era, una vez alcanzada la solución estructural óptima re-suelta con Perfiles Tubulares de acero, compa-rar los costes de esta solución, con los asocia-dos a un edificio idéntico resuelto con hor-migón prefabricado.

Para obtener una comparativa realista, se pidieron presupuestos a empresas dedicadas a la fabricación y montaje de estructuras arma-das y pretensadas, para la ejecución de una

Estudio económico

Página 5 Naves Industriales Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero

Es importante tener en cuenta que, para el caso de estructuras metálicas como la que se presenta en este artículo (consideradas como ‘cubiertas ligeras’, según el RSCIEI), la tabla de exigencia al fuego para los elementos es-tructurales de estos establecimientos indus-triales sería la siguiente:

Lo anterior será de aplicación siempre que se justifique que el fallo de una cubierta no puede ocasionar daños graves a los edificios o esta-blecimiento próximos (lo cual se consigue con

Antes de dar por concluido el estudio, y cum-pliendo con el segundo gran objetivo del artícu-lo, merece la pena realizar una última reflexión con respecto al cumplimiento de los requisitos del Reglamento de Seguridad Contra Incendios en los Establecimientos Industriales – RSCIEI, por parte de cada una de las soluciones.

Tal como se recoge en la siguiente tabla, ex-tractada del propio RSCIEI, las exigencias de Resistencia al Fuego para los elementos es-tructurales portantes de los Establecimientos Industriales son, en general (edificio Tipo A):

Cumplimiento del RSCIEI

Nivel de Riesgo Intrínseco  Plantas sobre rasante 

BAJO  R 90 

MEDIO  R 120 

ALTO  NO ADMITIDO 

Nivel de Riesgo Intrínseco  Plantas sobre rasante 

BAJO  R 15 

MEDIO  R 30 

ALTO  R 60 

la solución de estructuras independientes) y, si su riesgo intrínseco es medio o alto, se dispon-ga de un sistema de extracción de humos.

Como ya se ha mencionado, las dos solucio-nes analizadas (acero y hormigón prefabrica-do) son válidas, sin ningún sistema de protec-ción, para niveles de riesgo intrínseco BAJO, ya que los elementos estructurales de hor-migón prefabricado tienen una Resistencia al Fuego de R 90 con unos paneles medianeros EI 90 y los elementos estructurales de acero tienen una Resistencia al Fuego de R 15 con unos paneles medianeros de EI 60.

Para niveles de riesgo intrínseco MEDIO o ALTO, la estructura metálica habría que protegerla (mediante pinturas intumescentes, por ejem-plo) y disponer en el edificio un sistema de extracción de humos.

industrial como el presentado en las páginas precedentes es de 493.989€ (165€/m2), es decir, aproximadamente un 1,5%más económi-ca que la solución en hormigón prefabricado.

Ambas cifras (obtenidas a finales de 2009) corresponden a la puesta en obra de la estruc-tura (pórticos y correas), de los cierres tanto exteriores como interiores, de los remates de cumbrera y coronación y de los canalones para la evacuación de agua. La cimentación no está considerada en ninguno de los casos.

RESISTENCIA AL FUEGO

La solución anterior, sin ningún tipo de protección, presenta, para todos los elemen-tos estructurales, una Resistencia al Fuego R15.

Para este tipo de edificios industriales (con medianería entre naves contiguas), hay que disponer unos detalles constructivos para los muros medianeros como los que se plante-an esquemáticamente en las figuras adjuntas.

Los muros medianeros considerados en el análisis comparativo (acero vs. hormigón prefabricado) cumplen, en el caso de la estructura de hormigón prefabricado con los requisitos de Nivel de Riesgo Intrínseco BAJO (EI 90) y, en el caso de la estructura metá-lica, con los de Nivel de Riesgo Intrínseco ALTO (EI 60). Los valores son diferentes en cada caso, porque el RSCIEI marca exigencias diferentes para cada tipo de estructura.

Alternativas para la disposición de muros medianeros según el RSCIEI

ICT - Instituto para la Construcción Tubular

Sin embargo, el RSCIEI no permite, para esta solución constructiva, desarrollar en su interior una actividad industrial que tenga asociado un nivel de riesgo intrínseco ALTO.

En cuanto a la estructura de hormigón prefa-bricado, si el nivel de riesgo intrínseco asociado a la actividad industrial que va a albergar, fuera MEDIO, habría que proteger no sólo la estructura, sino también los paneles medianeros.

Manipulación de un dintel en celosía de 20m de luz resuelto con Perfiles Tubulares de acero

Página 6

De la lectura del presente artículo se pueden extraer dos conclusiones principales, muy interesantes y que contradicen la creencia generalizada para los Edificios Industriales de Naves Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero.

- Se ha podido comprobar cómo la solución completa para el Edificio Industrial resuelto con es-tructura tubular es más económica, alrededor de un 1,5%, que la solución en hormigón prefa-bricado. (En el análisis comparativo de costes no se ha incluido la cimentación, que se prevé mayor en el caso de la estructura de hormigón por el mayor peso de la solución estructural.)

- Por otro lado, también se ha podido comprobar que, para cumplir con las exigencias del RSCIEI, la solución resuelta con Perfiles Tubulares de acero permitiría albergar cualquier tipo de actividad industrial en el interior de las Naves. Sin embargo, para Edificios Industriales de este tipo, resueltos con estructura de hormigón prefabricado, las actividades industriales permitidas quedan restringidas a aquellas que presenten un Nivel de Riesgo Intrínseco bajo o medio.

Conclusiones

Por tanto, y como conclusión general, puede afirmarse que, lejos de lo que muchos agentes del sector piensan, la solución de Naves Adosadas resueltas con Perfiles Tubulares de acero, no es solamente una solución competitiva, sino que constituye, posiblemente, la solución más económi-ca y con mayores posibilidades del mercado, para el albergue de actividades industriales de cualquier índole.

Ha colaborado:

www.ideasenmetal.com

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