Estructuras Metálicas
I. Medios de unión
II. Elementos compuestos
III. Ejecución de nudos y apoyos
IV. Estructuras reticulares (armaduras)
V. 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 ...
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 / Soldadura
σ I
σ II
σ III
plastificación
rotura
Medios de Unión / Soldadura
Cálculo: Tensiones en la sección de la “garganta”
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 / 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)
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
Elementos Compuestos / Pilares compuestos
Elementos Compuestos / Pilares compuestos
(ejemplos)
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
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: σσσσyx
• Pandeo lateral o “vuelco”
- Interviene el “módulo de torsión”
• Abolladura del alma
Hipótesis en el recuadro:
σσσσxx = Ay+B & σσσσxy = cte.
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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
Elementos Compuestos / Vigas de alma aligerada
Cálculo: como aporticado continuo sin sustentación (viga Vierendell), & simplificaciones. Cada recuadro añade 3 incógnitas hiperestáticas.
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
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)
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
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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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
Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de PilaresPlaca de apoyo ( ~ móvil: lubricado µ=0.3)
Refuerzo para grandes vuelos:
Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de PilaresApoyo de neopreno (móvil).
Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de PilaresAparatos de apoyo
Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de PilaresBases de pilares
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II. Elementos compuestos
III. Ejecución de nudos y apoyos
IV. Estructuras reticulares
(armaduras)
V. Naves industriales
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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V. Naves industriales
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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V. Naves industriales
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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II. Elementos compuestos
III.Ejecución de nudos y apoyos
IV.Estructuras reticulares (armaduras)
V. Naves industriales
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
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
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.
T H E
E N D
Elementos Compuestos / Pilares compuestos
Cálculo columna compuesta:
- Menor resistencia a pandeo que un perfil análogo de alma llena.
- Se define una “Esbeltez Complementaria λ1”
2 2calculo perfil compuesto 1λ = λ + λ
Cálculo presillas:
Cortante + Flector
Cálculo unión por celosía:
Axil.