ESTRUCTURAS -METALICAS

Estructuras Metálicas I. II. III. IV. V.

Medios de unión Elementos compuestos Ejecución de nudos y apoyos Estructuras reticulares (armaduras) Naves industriales

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

Medios de Unión / Remaches y Tornillos

Medios de Unión / Remaches y Tornillos

Medios de Unión / Remaches y Tornillos Cálculo:

Cortadura del roblón Aplastamiento de la chapa Resistencia de la sección (mermada) de chapa

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

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Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

Medios de Unión / Soldadura

σ III

rotura

plastificación

σ II

σI

Medios de Unión / Soldadura Cálculo:

Tensiones en la sección de la “garganta”

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Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

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)

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Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

Elementos Compuestos / Pilares compuestos

Elementos Compuestos / Pilares compuestos (ejemplos)

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Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

Elementos Compuestos / Vigas Armadas

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

Elementos Compuestos / Vigas Armadas Cálculo: • Pandeo ala comprimida • Unión ala – alma: esfuerzo rasante: σyx • Pandeo lateral o “vuelco” - Interviene el “módulo de torsión” • Abolladura del alma

Hipótesis en el recuadro: σxx = Ay+B & σxy = cte.

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Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

Elementos Compuestos / Vigas de alma aligerada

Cálculo: como aporticado continuo sin sustentación (viga Vierendell), & simplificaciones. Cada recuadro añade 3 incógnitas hiperestáticas.

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Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

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

(empalme)

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

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

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

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Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

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.

Nudos y Apoyos / Nudos en Armaduras (ejemplos)

MAL:

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Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Placa de apoyo ( ~ móvil: lubricado µ=0.3)

Refuerzo para grandes vuelos:

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

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

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

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Tipología

Estructuras Reticulares (armaduras) Cordón superior Diagonal extrema

Montantes

Diagonales

Cordón inferior

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).

Estructuras Reticulares (armaduras)

Para grandes luces

Estructuras Reticulares (armaduras)

Secciones cajón, resistentes a torsión. Arriostramientos superior e inferior.

Estructuras Reticulares (armaduras)

CERCHA INGLESA

CERCHA BELGA

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

Estructuras Reticulares (armaduras) Algunos cordones usados en cerchas

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Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

Naves Industriales / Cubierta

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

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.

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.

Naves Industriales / Cubierta TIRANTES: Para disminuir el My 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 Iy de la correa y de la componente py de la carga de nieve y propia.

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

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

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.

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Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

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-95 3.2.9.2).

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”.

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Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

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

Naves Industriales / Naves con Pórtico. Formas muy variadas

Naves Industriales / Naves con Pórtico. Momentos máximos:

Nudo de esquina:

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

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

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Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

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

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

Naves Industriales / Entramados

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

- Para viento lateral:

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.

THE END

Elementos Compuestos / Pilares compuestos Cálculo columna compuesta:

Cálculo presillas:

- Menor resistencia a pandeo que un perfil análogo de alma llena.

Cortante + Flector

- Se define una “Esbeltez Complementaria λ1” Cálculo unión por celosía: 2 2 λ calculo = λ perfil + λ compuesto 1

Axil.