Estructuras Metálicas


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1 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales

2 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

3 Medios de Unión / Remaches y Tornillos

4 Medios de Unión / Remaches y Tornillos

5 Medios de Unión / Remaches y Tornillos Cálculo: Cortadura del roblón Aplastamiento de la chapa Resistencia de la sección (mermada) de chapa

6 Medios de Unión / Remaches y Tornillos... la cosa se complica...

7 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

8 Medios de Unión / Soldadura plastificación σ III rotura σ II σ I

9 Medios de Unión / Soldadura Cálculo: Tensiones en la sección de la garganta

10 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

11 Medios de Unión / Tornillos de Alta Resistencia No trabajan a cortadura, sino a tracción: El apriete es tan grande que la unión se mantiene por el rozamiento entre las placas (µ=1.07)

12 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

13 Elementos Compuestos / Pilares compuestos

14 Elementos Compuestos / Pilares compuestos (ejemplos)

15 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

16 Elementos Compuestos / Vigas Armadas

17 Elementos Compuestos / Vigas Armadas Solicitaciones grandes: puentes, estructuras grandes... Espesores (=10% del canto aprox) < 15 ó 20 mm por soldabilidad Roblonadas o atornilladas Posible: montantes (rigidizadores) en el alma, para abolladura Posible: rigidizadores longitudinales adicionales

18 Elementos Compuestos / Vigas Armadas Cálculo: Pandeo ala comprimida Unión ala alma: esfuerzo rasante: σ yx Pandeo lateral o vuelco - Interviene el módulo de torsión Abolladura del alma Hipótesis en el recuadro: σ xx = Ay+B & σ xy = cte.

19 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

20 Elementos Compuestos / Vigas de alma aligerada Cálculo: como aporticado continuo sin sustentación (viga Vierendell), & simplificaciones. Cada recuadro añade 3 incógnitas hiperestáticas.

21 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

22 Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (rígidos) (empalme)

23 Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (semirrígidos)

24 Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (articulados)

25 Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (articulados)

26 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

27 Nudos y Apoyos / Nudos en Armaduras Sin Cartela: Con Cartela: - Mejor sin Cartela, cuando sea posible. - Coincidencia de los ejes de las barras: más importante cuanto menos rigidez tengan los perfiles.

28 Nudos y Apoyos / Nudos en Armaduras (ejemplos) MAL:

29 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

30 Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Placa de apoyo ( ~ móvil: lubricado µ=0.3) Refuerzo para grandes vuelos:

31 Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Apoyo de neopreno (móvil).

32 Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Aparatos de apoyo

33 Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Bases de pilares

34 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Tipología

35 Estructuras Reticulares (armaduras) Cordón superior Diagonal extrema Montantes Diagonales Cordón inferior

36 Estructuras Reticulares (armaduras) Luces moderadas. Diagonales generalmente a tracción (ventaja) Luces moderadas. Diagonales generalmente a compresión (desventaja) Luces pequeñas y medianas. Mejor estética que las anteriores (menos tupida).

37 Estructuras Reticulares (armaduras) Para grandes luces

38 Estructuras Reticulares (armaduras) Secciones cajón, resistentes a torsión. Arriostramientos superior e inferior.

39 Estructuras Reticulares (armaduras) CERCHA INGLESA CERCHA BELGA

40 Estructuras Reticulares: Cubiertas en diente de sierra. Ventaja: aprovechamiento luz natural Hay diversas formas constructivas para evitar poner un pilar en cada triángulo.

41 Estructuras Reticulares (armaduras) Algunos cordones usados en cerchas

42 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III.Ejecución de nudos y apoyos IV.Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

43 Naves Industriales / Cubierta

44 Naves Industriales / Cubierta Cercha o Pórtico Correa Tirante Cabio Listón Cerramiento (paneles, pizarra, teja, cristales, etc.)

45 Naves Industriales / Cubierta PLANCHAS ONDULADAS DE FIBROCEMENTO, DE ALUMINIO O DE ACERO GALVANIZADO Generalmente sobre las correas, que se ponen cada 1.2m aprox. Con Pernos acodillados para sujetarlas a las correas.

46 Naves Industriales / Cubierta LISTONES: Para teja árabe o teja plana. Listón cada 30 cm aprox. (lo que requiera la teja) Generalmente de madera, 2.5cm x 5cm O de acero: perfiles L pequeños (3.5 ó 4cm de lado) Si hay listones (y cabios), la separación entre correas se aumenta (2-3m). Los cabios se separan 1m aprox.

47 Naves Industriales / Cubierta TIRANTES: Para disminuir el M y de la correa, acortando la longitud de flexión en y. - De redondo o de pletina. - Lo mas próximos posible al ala superior de la correa - La distancia entre ellos depende de la distancia entre cerchas, del I y de la correa y de la componente p y de la carga de nieve y propia.

48 Naves Industriales / Cubierta Un ejemplo: Longitud de flexión en z de las correas ~ 6m. En y se acorta a 2m gracias a los tirantes.

49 Naves Industriales / Cubierta Fijación de las correas a la cercha (o al pórtico).

50 Naves Industriales / Cubierta - Cálculo de las correas: Flexión esviada. Viga continua. Carga uniforme (!!) - EA-95: Anejo 3.A.2: Fórmulas generales flexión (se han deducido en clase). - Acciones: peso elementos de cubierta + nieve + viento: -Si la separación entre cerchas es mayor de 8m aprox, se pueden usar vigas en celosía (3D) como correas.

51 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III.Ejecución de nudos y apoyos IV.Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

52 Naves Industriales / Naves con Cercha Si la cubierta es ligera, pueden apoyarse las correas en las barras de la cercha. Para que resista la flexión, el cordón superior debe ser por ej.: Cálculo: Se reparte carga intermedia en los nudos vecinos, y se hace Cremona igual. En la comprobación a pandeo del cordón, se incluye la flexión (EA ).

53 Naves Industriales / Naves con cercha Si la cubierta es más pesada (tiene cabios, listones, tejas etc), las correas deben situarse sobre los nudos de la cercha. La cercha puede apoyar sobre: Columna metálica / Columna de hormigón / Muro de carga Los apoyos suelen ser fijo móvil: Evita acciones a los pilares. Entre las cerchas se ponen arriostramientos en el plano del faldón. Entre otras cosas, para que las cerchas no caigan como un dominó.

54 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III.Ejecución de nudos y apoyos IV.Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

55 Naves Industriales / Naves con Pórtico Más altura útil (gálibo). Mejor estética. Más apto para puentes grúa.

56 Naves Industriales / Naves con Pórtico. Formas muy variadas

57 Naves Industriales / Naves con Pórtico. Momentos máximos: Nudo de esquina:

58 Naves Industriales / Naves con Pórtico - No es raro calcularlas en régimen plástico - Suelen tener sección variable - Biempotrados: - Menores momentos máximos - Mayor rigidez al viento, seísmos, puentes grúa... - Biarticulados / Triarticulados: - Cimentación mas sencilla - Menores (o nulas) tensiones por temperatura

59 Naves Industriales / Naves con Pórtico: Puentes grúa - Acciones dinámicas, cambiantes, en las tres direcciones - Importante: empuje de frenado longitudinalmente a la nave

60 Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III.Ejecución de nudos y apoyos IV.Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

61 Naves Industriales / Entramados Naves pequeñas: puede hacerse pared resistente. Naves grandes, o si se quiere cerramiento lateral ligero: Entramado metálico que soporta un cerramiento de paneles. -Importante viento: VIGA CONTRAVIENTO

62 Naves Industriales / Entramados La viga contraviento puede ser el propio arriostramiento del faldón.

63 Naves Industriales / Entramados

64 Naves Industriales / Entramados: Entramados laterales. -Para viento frontal y acción puente grúa: - Para viento lateral:

65 Naves Industriales / Entramados. CÁLCULO: - Vigas horizontales en fachada y lateral como vigas continuas: apoyos en las columnas. - Los pilares intermedios, en frontal o lateral, como vigas empotradas (o apoyadas) en la cimentación, y apoyadas en cada viga contraviento. - La viga contraviento en el plano del faldón, prescindiendo de las diagonales a compresión, y apoyada en los entramados laterales. - La viga contraviento de fachada, como viga en celosía usual apoyada en los entramados laterales.

66 T H E E N D

67 Elementos Compuestos / Pilares compuestos Cálculo columna compuesta: - Menor resistencia a pandeo que un perfil análogo de alma llena. - Se define una Esbeltez Complementaria λ λ calculo = λ perfil compuesto + λ1 Cálculo presillas: Cortante + Flector Cálculo unión por celosía: Axil.

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