Tema 8 1 Nave Industrial Arriostramientos

 

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GUIA DE APUNTES - NAVE TEMA VIII

1. GENERALIDADES: Los arriostramientos tienen por finalidad principal la de tomar los esfuerzos longitudinales así como las diferentes situaciones de montaje, ya que los esfuerzos transversales las toman las cerchas y muros hastiales. Las acciones pueden ser: viento longitudinal sobre el muro hastial, fuerzas de frenado de puentes-grúas y las eventuales acciones anormales no calculables que deben encontrar las estructuras no deformables.

2. DEFORMABILIDAD DE LA ESTRUCTURA: Se debe distinguir al diseñar un

arriostramiento si los cerramientos laterales son rígidos r ígidos (de mamposterías armadas) o flexibles (cerramientos metálicos). En el primer caso, los arriostramientos tendrán por función principal evitar el vuelco de las cerchas. Esta función podría cumplir la estructura secundaria compuesta por entablonados, cabios y correas, ó inclusive sólo las correas, si estuvieran rígidamente unidas a las cerchas, y sólo para naves pequeñas.

En el segundo caso se debe considerar la deformabilidad del sistema de columnas, o pórticos y entramado de paredes:

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3. SOLUCIONES BÁSICAS.  En el primer caso, con cerramientos laterales rígidos, la solución más común es triangular un campo entre dos cerchas consecutivas y, utilizando algunas correas formar una viga rígida en el plano de los faldones (cordón superior de las cerchas). Según el sentido de la solicitación, las correas estarán sometidas a tracción o compresión, por lo que resulta más efectivo colocar un arriostramiento en cada extremo con correas con las correas siempre traccionadas. No es conveniente dejar más de 4 ó 5 campos sin arriostramientos.

También son convenientes los arriostramientos en planos verticales, ya que las uniones en general permiten cierto juego, lo l o que conlleva una cierta deformación inicial ini cial pequeña, produciendo una deformación axial mayor en las barras de arriostramiento vertical, haciéndolos más eficaces. Se forma un panel triangulado t riangulado entre dos cerchas contiguas, generalmente coincidiendo con la montante central, aunque en luces importantes se suelen utilizar varios planos longitudinales

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También se puede disponer de arriostramientos en el plano del cordón inferior, inferior, que si es horizontal, no evita el volcamiento de las cerchas, pero rigidiza al conjunto y es muy útil en naves con puentes grúas de cierta importancia, absorbiendo esfuerzos esfuerzos de frenado y vibraciones. En plantas cuadradas se puede prescindir de los arriostramientos si se asegura la unión de las correas a los muros hastiales. Cuando las plantas son rectangulares de luz moderada m oderada (L/l≤2 a 2,5) se recomienda arriostrar en dos campos extremos. En naves alargadas (L/l≥3) sin grúas importantes, se pueden disponer de arriostramientos en cordón superior, con una separación máxima de 5 campos sin arriostrar. También es conveniente un arriostramiento vertical en los puntos en que haya que fijar el cordón inferior y en los mismos campos donde se arriostra el cordón superior. En naves con muro hastial de entramado metálico, los arriostramientos se arman en primer y último campo como mínimo y cada cuatro campos como máximo. En naves con grúas importantes, a los arriostramientos del cordón superior se deben agregar arriostramientos horizontales en cordón inferior, y verticales en los mismos campos donde se realizan los arriostramientos del cordón superior.

4. FORMAS Y DISPOSICIONES GENERALES.  En el caso de naves industriales propiamente dichas, consideraremos las estructuras conformadas por cerchas y columnas metálicas, por ser la solución más conveniente para los casos de luces medias a grandes, con o sin existencia de puentes grúas. El diseño de la estructura va ligado al proyecto general de la nave, su destino y funcionalidad, ya que la estructura es en realidad toda la nave. En naves simples, sin columnas intermedias, la separación entre e ntre cerchas está dado por un criterio estrictamente económico. Se colocan columnas bajo todas las cerchas. En construcciones de varias naves adosadas, habrá columnas intermedias entre ellas, por lo que se exigirán vanos mínimos por cuestiones funcionales. Si estos vanos son pequeños estamos en el caso anterior donde podemos disponer columnas bajo cada cercha, pero en el caso de exigencia de vanos grandes, puede ser necesario disponer columnas cada 2 o más cerchas, apoyándose las intermedias en vigas verticales que se apoyan en las columnas, que se denominan “vigas de alero” alero”. Construcciones Metálicas Página 3 17/06/2010 

 

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La existencia de grúas requiere un estudio más detenido y puntual. El puente puede o no tener la luz de la cercha, lo que puede requerir la construcción de pilares intermedios, o tensores desde la cercha, y debido a la importancia de la carga que transporta puede apoyarse en las columnas de la nave, colgarse de la cercha, o requerirse de una estructura totalmente independiente. Con el sistema columna-cercha, o pórtico se absorben los esfuerzos transversales fundamentalmente de viento. Cuando las cerchas apoyan sobre vigas de alero, no puede resistir estos esfuerzos, por lo que se deben transmitir a los pórticos por medio de un arriostramiento longitudinal, constituido por una viga reticulada, colocada en el plano del cordón inferior, conformada de la siguiente manera: cordón exterior coincidente con cordón superior de la viga de alero, cordón interior coincidente con puntal de arriostramiento del cordón inferior, montantes coincidentes con cordón inferior de la cercha y diagonales con barras en diagonal adicionales con ángulos entre 40° y 50°.

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Estabilidad Longitudinal: En el caso de cerchas apoyadas sobre muros rígidos, solo basta con arriostramiento en el cordón superior como ya fuera detallado anteriormente. En naves con sistemas aporticados simples, donde podemos apoyar la totalidad de las cerchas en columnas, se proyecta una viga transversal de arriostramiento en campo entre dos cerchas consecutivas, dejando como máximo 4 ó 5 campos sin arriostrar. Conformada por los cordones de las cerchas y columnas, como montantes las correas y las diagonales con barras cruzadas adicionales. En el caso de naves adosadas, esta solución puede no ser viable, por lo que se pueden utilizar las siguientes opciones:

 Armar un solo pórtico en un campo campo puede ser suficiente, pero puede puede significar la acumulación en él de grandes esfuerzos si la nave es larga. Además si los esfuerzos longitudinales producen compresión en los puntales su verificación puede resultar anti económica, por ello es que se recomienda rigidizar cada extremo así los puntales de alero trabajen siempre a tracción cualquiera sea el sentido del esfuerzo.

Desde el punto de vista constructivo es muy importante ubicar el plano del ar arriostramiento riostramiento en el plano medio de las columnas para evitar la introducción de un momento torsor adicional. Construcciones Metálicas

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Las solicitaciones de los arriostramientos en naves simples son generalmente pequeñas y no condicionan las secciones de las barras, debiendo tomarse especial cuidado en las disposiciones constructivas constructivas y limitaciones de esbelteces más m ás que en un cálculo riguroso. Se recomienda ejecutarse en doble diagonal para que las barras siempre trabajen a tracción, porque son de gran luz y esbeltez. El ángulo de las diagonales di agonales debe ser preferentemente de 40° a 50°, así se materializan uniones más simples y rígidas. También es conveniente que los campos de los arriostramientos sean iguales y que sus nudos coincidan con los de las cerchas. Los arriostramientos del cordón superior se pueden realizar con barras redondas y manguitos roscados para lograr su ajuste y tensión necesaria, que por razones de durabilidad deberían ser de diámetro 16 mm como mínimo. En cerchas importantes las diagonales se pueden construir con angulares, que sin iterferir con las correas se sostienen de las mismas en puntos intermedios. Los arriostramientos ar riostramientos en el cordón inferior y los verticales, siempre son de de angulares simples ó apareados, apareados, en cruz.

BIBLIOGRAFÍA: La siguiente bibliografía es la que consideramos necesaria consultar para desarrollar y afianzar los temas descriptos en la presente guía :

El Acero en la construcción La Construcción Metálica (Traducción del Stahlbau de Agustín Ramos Lopez) – Argueyes Alvarez La Construcción Metálica Hoy  – Argueyes Diseño de estructuras de Acero  – B. – B. Bresler CIRSOC 101 - Cargas y Sobrecargas gravitatorias para el cálculo de Estructuras CIRSOC 301 - Proyecto, cálculo y Ejecución de estructuras de acero p/edificios CIRSOC 350 - Acero para estructuras metálicas

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