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1. Introduccin
2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
ndice
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3
1. Introduccin
2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
ndice
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1.1 Introduccin
INTRODUCCIN A LAS NAVES INDUSTRIALES METLICAS
CARACTERSTICAS GENERALES
Estructuras muy esbeltasCubren grandes luces con gran ligereza
Cargas gravitatorias relativamente pequeasImportancia de las cargas horizontales
Mltiples tipologas constructivasGeneralmente porticadas y arriostradas
Requieren de un diseo detallado Uso de materiales, Costes y Procesos de ejecucin
Costes de energa y Sostenibilidad
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1.1 Introduccin
TIPOLOGAS CONSTRUCTIVAS
5
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6
1.2 Objetivos
Establecer unametodologapedaggica
Manejo delCdigo comercial
Integracin de diferentes elementos constructivos yoptimizacin de diferentes soluciones
DISEO, CLCULO Y OPTIMIZACIN DE LA ESTRUCTURAMETLICA DE UNA NAVE INDUSTRIAL RESUELTA CON PRTICOS RGIDOS A DOS AGUAS.
OBJETIVO PRINCIPAL
OBJETIVOSESPECFICOS
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1. Introduccin
2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
ndice
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Nave industrial con superficie rectangular de 1350 m 2
27 m
50 m
Cubierta a dos aguas
2.1 Datos de partida
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2.1 Datos de partida
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2.2 Informacin estructural
Estructura porticada convencional con perfiles de seccin constante, a la que sele incorporaran la estructura para acoger el puente gra, la entreplanta y unsistema de cubierta solar.
Separacin entre prticos de 5 m. Altura de pilares de 7.5 m. Altura de cumbrera de 10 m ngulo de cubierta: 10.5 Se deben disponer pilarillos hastales para conformar a la
estructura una resistencia adecuada al viento frontal. No se estima necesaria una junta de dilatacin.
ESTRUCTURA
Se han dispuesto jcenas a 3,50 m empotradas en lospilares correspondientes de los prticos y en otrosespecficamente dispuestos para tal fin.
ENTREPLANTA 5 Tn de capacidad Se disponen mnsulas a 5 m de altura
sobre las que descansar la viga carril.
PUENTE GRA
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2.3 Planteamiento de resolucin
Diseo y Clculooptimizado del cuerpo
principal de la nave
Clculo de uniones yplacas de anclaje del
cuerpo principal
Diseo y Clculo de lanave con entreplanta
y puente gra
Clculo de la nave
con entreplanta,puente gra ycubierta fotovoltaica
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Se han utilizado placas de hormign prefabricado por tratarse de uno de loselementos ms utilizados en la actualidad.
Buenas caractersticas funcionales Facilidad y rapidez de montaje en obra Resistencia a contencin, golpes, fuego
2.4 Cerramiento
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2.5 Entreplanta de oficinas
Se ha utilizado un forjado de chapa colaboranteconstituido por un perfil de acero conformadoen fro sobre el cual se vierte una losa dehormign que contiene una malla de armaduradestinada a evitar la fisuracin del hormign.
Se ha seleccionado el perfil EUROCOL60 del fabricante EUROPERFIL.
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Tablas de sobrecargas admisibles daN/m 2 para perfiles EUROCOL60 para un espesor de 1 mm
2.5 Entreplanta de oficinas
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2.6 Cubierta
En todos los Estudios se ha utilizado una cubierta de panel sndwich Ondatherm900 C del fabricante Arcelor-Mittal.
CUBIERTA DE PANEL SNDWICH
Paramento metlico
Ncleo de espuma depoliuretano
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Se ha seleccionado para el Estudio IV la solucin ms desarrollada para lascubiertas arquitectnicas que se encuentra en el mercado, el sistema Arsolardel fabricante Arcelor-Mittal.
Con la superficie disponible en la cubierta se han instalado 384 mdulos dobles.
CUBIERTAFOTOVOLTAICA
2.6 Cubierta
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2.6 Cubierta
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1. Introduccin
2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo
4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
ndice
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3.1 Herramienta de clculo
Las aplicaciones orientadas para el diseo y clculode estructuras metlicas se encuentran dentro delGrupo Metal.
Clculo mediante mtodos matriciales acorde condiferentes normativas: CTE, EHE, Eurocdigo 3 yotras internacionales.
- Empleado en el clculo de estructuras de edificacin,naves industriales (metlicas o de hormign),certificados energticos, presupuestos, etc.
Versin 2009.1.h .Versin After Hours
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Viento Nieve Sobrecarga de uso(Entreplanta y puente gra)
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3.2 Procedimiento de clculo
Acciones consideradas
Permanentes
Variables
Peso propio
Diseo y Clculo optimizadodel cuerpo principal de la
nave
Clculo de uniones yplacas de anclaje del
cuerpo principal
Diseo y Clculo dela nave conentreplanta ypuente gra
Clculo de la navecon entreplanta,
puente gra ycubierta fotovoltaica
Generador de PrticosNuevo Metal 3D
Nuevo Metal 3D Nuevo Metal 3DGenerador de Prticos
Nuevo Metal 3D
ESTUDIO I ESTUDIO II ESTUDIO III ESTUDIO IV
ESTUDIO I, II, III y IVESTUDIO I, II, III y IV
ESTUDIO III y IV
ESTUDIO I, II, III y IV
METODOLOGA
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1. Introduccin
2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo
4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
ndice
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4.1 Estudio I
CORREAS DE CUBIERTA
1. Introduccin deDatos de la obra
2. Introduccindel prtico tipo
3. Clculo decorreas
5. Exportar aNuevo Metal 3D
Modelo de viga continua
Clculo de tensiones y flechas segn el CTEComprobacin ELU y ELS(efectos de combadura y abolladura)
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4.1 Estudio I
ESTRUCTURA METLICA
1. CREACIN Y DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURACompletar la estructura exportada desde el Generador de Prticos
Vigas de atado entre cabezas de pilares
Pilarillos hastiales
Cruces de San Andrs de arriostramiento de cubiertaCruces de San Andrs de arriostramiento de paramentos
Vigas de atado que sirven de marco a las cruces de San Andrs
1. Creacin y descripcinde la estructura
2. Introduccinde los pandeos y
flechas
3. Introduccinde cargas
4. Clculo de laestructura
ESTRUCTURA COMPLETA
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4.1 Estudio I
Definicin de todos los nudos de la estructura
Definicin, agrupacin y predimensionado de las barras
Se reduce considerablemente el tiempo de clculo
Introduccin de flechas
Introduccin coeficientes de pandeo
Carga permanente (1 hiptesis) Cargas de viento (12 hiptesis) Cargas de nieve (3 hiptesis)
Empotrados Articulados
CTE-DB-SE-A Introducirlos con criterio
CTE-DB-SE-A
3. INTRODUCCIN DE CARGAS
2. INTRODUCCIN DE PANDEOS Y FLECHAS
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1. Clculo y comprobacin de barras
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4. CLCULO DE LA ESTRUCTURA
4.1 Estudio I
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2. Anlisis y optimizacin de la estructura
26
4. CLCULO DE LA ESTRUCTURA
4.1 Estudio I
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En primer lugar se van a estudiar los dinteles de los prticos tipo
Se describen como IPE-300 y se estudia su Envolvente de tensin
27
4.1 Estudio I
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POR LO QUE PODEMOS REDUCIR LOS DINTELES A UNIPE-300 CON CARTELAS DE 3.5 m OPTIMIZANDO DE ESTEMODO LA ESTRUCTURA.
28
4.1 Estudio I
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A continuacin se realiza lo mismo con los pilares
Se describen como IPE-400 y se estudia su Envolvente de tensin
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4.1 Estudio I
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DISPONER PILARES IPE-400 CON CARTELAS DE 0.5 mSUPONE UN IMPORTANTE AHORRO ECONMICO PARAEL CLIENTE
SIN EMBARGO AL COMPROBAR BARRAS SE OBSERVAQUE AHORA EL DINTEL IPE-300 AHORA NO CUMPLE POFLECHA
30
4.1 Estudio I
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31
SE QUITAN LAS CARTELAS DE CUMBRERA PARAINTENTAR SOLUCIONAR ESTE PROBLEMA SIN EMBARGSE NOS VUELVE A IR POR TENSIONES
POR LO QUE DISPONIENDO UNAS CARTELAS DE 3.7 MSE CONSIGUE SOLUCIONAR EL PROBLEMA
4.1 Estudio I
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3. Clculo de la estructura longitudinal
4. CLCULO DE LA ESTRUCTURA
4.1 Estudio I
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4.2 Estudio II
MDULO I: UNIONES SOLDADAS
CTE DB SE-A y Eurocdigo 3
CTE DB-SE-A,EN 1993-1-8:2005-07 (Eurocdigo 3 genrico)NP EN 1993-1-8:2005-07(Eurocdigo 3 para Portugal)NF EN 1993-1-8/NA:2007-07(Eurocdigo3 para Francia)
INTRODUCCIN AL CLCULO DE UNIONES
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34
4.2 Estudio II
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CTE DB SE-A en su art. 8.6.2
DIMENSIONAMIENTO DE UNIONES SOLDADAS
4.2 Estudio II
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CLCULO DE UNIONES SOLDADAS Y PLACAS DE ANCLAJE
4.2 Estudio II
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SE RECONFIGURA EL DISEO DEL ESTUDIO 1 PILARES DE LOS PRTICOS INTERMEDIOS IPE- 450 SIN ACARTELAR. DINTELES DE LOS PRTICOS INTERMEDIOS IPE-360 CON CARTELAS DE 2, DINTELES HASTIALES IPE-240. CRUCES DE CUMBRERA DE 18. SE RECONFIGURAN LOS COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO
SE RECALCULAN Y COMPRUEBAN BARRAS, SE RECALCULAN UNION
4.2 Estudio II
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4.2 Estudio II
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4.2 Estudio II
VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA
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4.3 Estudio III
1. Creacin ydescripcin de la
estructura
2. Introduccinde los pandeos
y flechas
3. Introduccinde las cargas
4. Clculo de laestructura
5. Clculo de lasuniones y placas
de anclaje
ESTRUCTURA METLICA
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4.3 Estudio III
1. CREACIN Y DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA
ENTREPLANTA
MNSULAS
PILARES INTERIORES
Completar la estructura
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4.3 Estudio III
Definicin de todos los nudos de las barras nuevas
Definicin, agrupacin y predimensionado de las barras nuevas
Introduccin de flechas
Introduccin coeficientes de pandeo
Carga permanente (1 hiptesis) Cargas de viento (12 hiptesis) Cargas de nieve (3 hiptesis) Sobrecargas de uso (2 hiptesis)
Empotrados
Articulados
Barras nuevas CTE-DB-SE-A Reconsideracin de los coeficientesde pandeo de los pilares
CTE-DB-SE-A
3. INTRODUCCIN DE CARGAS
2. INTRODUCCIN DE PANDEOS Y FLECHAS
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PESO PROPIO DE LA ENTREPLANTA: Forjado colaborante: 221 Kg/m 2 Solado gres: 80 Kg/m2 Tabiquera: 100 Kg/m 2
400 Kg/m2
4.3 Estudio III
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4 3 E di III
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4.3 Estudio III
4 3 E di III
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4.3 Estudio III
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4 3 E di III
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5. CLCULO DE UNIONES SOLDADAS Y PLACAS DE ANCLAJE
AL CALCULAR Y CONSULTAR UNIONES SEOBSERVA LO SIGUIENTE
4.3 Estudio III
4 3 E di III
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4.3 Estudio III
4 3 E t di III
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6. VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA
4.3 Estudio III
4 4 E t di IV
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4.4 Estudio IV
1. COMPROBACIN DE LAS CORREAS DE CUBIERTA
Comprobacin de que las correasobtenidas en el Estudio I siguensiendo vlidas
1. Introducir la sobrecarga de la
cubierta fotovoltaica en Datos obra.
2. Comprobar que la correa ZF-160 x 2.5 sigue
siendo vlida.
4 4 E t di IV
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2. ESTRUCTURA METLICA CON CUBIERTA FOTOVOLTAICA
4.4 Estudio IV
1. Introduccin de lascargas
2. Clculo de laestructura
3. Clculo de lasuniones y placas
de anclaje
4 4 E t di IV
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HACEMOS LO MISMO PARA EL OTRO FALDON,
CALCULAMOS Y COMPROBAMOS BARRAS
4.4 Estudio IV
4 4 Est dio IV
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ESTUDIANDO LA ENVOLVENTE DE TENSIONESPOR LO QUE SE DISPONEN CARTELAS DE 3.3 M
4.4 Estudio IV
4 4 Estudio IV
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CALCULANDO UNIONES Y ACTIVANDO EL COMANCONSULTAR UNIONES
POR LO QUE TIENEN QUE AUMENTARSE LOSPILARES A IPE-500, LO QUE PRODUCE UN
INCREMENTO DE 1768.5 KG DE ACERO
4.4 Estudio IV
4 4 Estudio IV
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LA SOLUCIN FINAL ES
4.4 Estudio IV
4 4 Estudio IV
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3. PRODUCCIN ANUAL DE LA CUBIERTA FOTOVOLTAICA
4.4 Estudio IV
4 4 Estudio IV
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384 MDULOS 260 WC/MDULO
POTENCIA INSTALADA 99840 WC
SI SE VENDIERA TODA ESTAENERGA A LA RED
50000/AO
4.4 Estudio IV
ndice
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1. Introduccin2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo
4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
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ndice
5 Resultados
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5. Resultados
ESTUDIO 1 ESTUDIO 2 ESTUDIO 3 ESTUDIO 4
P Correas (Kg) 5182.5 5182.5 5182.5 5182.5
P Cuerpo principal(Kg) 27609.01 31204.61 31204.61 34135.52
P Entreplanta y puente gra (Kg) - - 6982.99 6201.36
P Estructura (Kg) 27609.01 31204.61 38187.67 40336.88
P Uniones y placas de anclaje (Kg) - 3624.86 3809.11 4102.05
P Total (Kg) 32791.51 40011.97 41996.71 49621.43CAcero total () 57439.91 69425.72 81323.45 85377.42
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1. Introduccin2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo
4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
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1. Introduccin2. Planteamiento del problema
3. Metodologa de clculo
4. Estudios
5. Resultados
6. Presupuesto
7. Conclusiones y Trabajos Futuros
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7 1 Conclusiones
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7.1 Conclusiones
Diseo y Clculo optimizadodel cuerpo principal de la
nave
Clculo de uniones yplacas de anclaje del
cuerpo principal
Diseo y Clculo dela nave con
entreplanta ypuente gra
Clculo de la navecon entreplanta,
puente gra ycubierta fotovoltaica
Generador de PrticosNuevo Metal 3D
Nuevo Metal 3D Nuevo Metal 3DGenerador de Prticos
Nuevo Metal 3D
ESTUDIO I ESTUDIO II ESTUDIO III ESTUDIO IV
304214.68 320759.89 389387.28 726658.99
7 1 Conclusiones
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7.1 Conclusiones
Capacidad de aplicaruna metodologa
e interpretar resultadoscon interaccin deconocimientos de
Ingeniera Estructural
Adquisicin de destrezasde clculo con un cdigo
comercial
Realizar clculos avanzados de naves industrialesIntegrando diferentes soluciones constructivas
CONCLUSIONESGENERALES
8.2 Trabajos futuros
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8.2 Trabajos futuros
Diseo y clculo de las cimentaciones.
Clculo de las uniones atornilladas de las que consta la estructura.
Analizar el comportamiento dinmico de la estructura.
Clculo de la estructura con la normativa del Eurocdigo 3 para comparar losresultados obtenidos con los de este proyecto.
Diseo y clculo de la estructura con perfiles de inercia variable, para compararlos resultados obtenidos con los de este proyecto.
Diseo y clculo de la estructura con prticos de seccin poligonal, paracomparar los resultados obtenidos con los de este proyecto.
Diseo y clculo de la estructura con cerchas, para comparar los resultadosobtenidos con los de este proyecto.
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Muchas gracias
por su atencin