Galpones industrialesDescripción completa
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Tipologías Estructurales: Naves Industriales • Una nave industrial (o un edificio en general) se concibe con el objetivo de cerrar un espacio físico. El papel que juega la estructura es el de proporcionar proporcionar la resistencia y la rigidez necesarias a los elementos del cerramiento. cerramiento. • La estructura debe ser capaz de soportar y transferir (a cimentación) las cargas que recibe. • El diseño estructural debe partir por tanto de la identificación de las cargas, y a partir de ahí escoger aquella tipología estructural que sea capaz capaz de transferir adecuadamente dichas cargas. En general la respuesta nunca será única, ni en lo referente al tipo de estructura ni en lo referente a los materiales materiales a emplear en su construcción.
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Introducción
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
estructuras muy regulares en planta:
• Generalmente: planta rectangular (y en muchos casos, sólo planta baja)
“repetitivas” ² facilidad de cálculo y
• Se busca lograr estructuras de bajo coste y máxima sencillez
ejecución
Elementos estructurales que conforman la nave: ORGANIZACIÓN CONSTRUCTIVA
10 :
4:
8m
30 m 2
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Introducción
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
Tipología básica
(
( •con muros de carga: naves de pequeñas dimensiones
•porticadas: naves de mayores dimensiones o si la nave se plantea con cerramientos ligeros en lugar de muros de carga
Nos vamos a centrar en edificios de una nave porticada con estructura metálica
También influyen en la organización de la nave otros factores ligados a su utilización: • Necesidad de iluminación (natural): origen, e.g., de las naves en diente de sierra • Presencia de maquinaria importante: requerirá, e.g., cimentación independiente • Puentes grúa: en el cálculo de la nave se deberán considerar las fuerzas de funcionamiento y frenado de la viga puente 3
etc.
Solicitaciones
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
FV : Fuerzas verticales
• Carga permanente • Viento • Nieve
se traduce en acciones:
deben ser absorbidas por los pórticos transversales
• Sismo • Temperatura: ±20ºC • ( Puentes grúa )
FT : Fuerzas transversales son resistidas en general por los pórticos transversales sin necesidad de arriostramientos adicionales (sólo en el caso de pórticos no estables frente a FT habría que disponer riostras que transmitieran la carga hasta los pórticos hastiales)
OBJETIVO: ESTRUCTURA ESTABLE FRENTE A CUALQUIER SOLICITACIÓN EXTERIOR
FL : Fuerzas longitudinales en general los pórticos hastiales no tienen rigidez suficiente frente a FL Y hay que transmitir los esfuerzos a los pórticos laterales mediante vigas contraviento y/o arriostramientos en faldones de cubierta
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Solicitaciones
Puentes grúa
Sa~Pa/10 Ha~Pa/7 5
Correas
q *y = q '*y + w* = p * cos α + w* q *x = q '*x = p * senα
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Correas Disposiciones constructivas para reducir la influencia de la flexión respecto al eje débil
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Correas
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Correas Apoyo y continuidad de correas
Pórticos Transversales (cómo lograr la estabilidad frente a acciones verticales (FV) y acciones horizontales transversales (FT)) • Los pórticos transversales deben absorber los empujes horizontales transversales y recibir las cargas que actúan sobre la cubierta
Tipología básica
Con cerchas
Con perfiles • naves más diáfanas pero de mayor peso (hasta un 20%) • es habitual disponer elementos de sección variable, ya • El dimensionado frente a acciones verticales que las mayores solicitaciones suelen presentarse en los nudos extremos, no resultando económico es inmediato mantener la sección constante en toda la barra (Además: las zonas reforzadas incrementan sus • Para lograr la estabilidad transversal existen solicitaciones, disminuyendo en el resto)
dos formas:
(
1. Con ayuda de vigas de arriostramiento que transmitan las cargas a los pórticos hastiales
MECANISMO
hay que disponer vigas contraviento a todo lo largo de la nave hasta transmitir la carga a los pórticos hastiales, que deben dimensionarse para resistir y transmitir a cimentación los empujes horizontales (este sistema resulta especialmente antieconómico en caso de naves largas y, en general, resulta poco empleado)
) 10
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Pórticos Transversales 2. La estructura transmite directamente los empujes horizontales a cimentación sin
necesidad de vigas de arriostramiento e.g., disposiciones habituales para el caso de pórticos a dos aguas aguas son:
GHT=3 EMPOTRADO: EMPOTRADO: este esquema reduce los momentos máximos en las barras y proporciona mayor rigidez frente a acciones horizontales, pero las cargas en cimentación son mayores y puede requerir sistemas de anclaje relativamente complejos. Es la disposición más desfavorable frente a ∆T por ser la más hiperestática 11
Pórticos Transversales
GHT=1
BIARTICULADO: BIARTICULADO: este esquema produce menores cargas en cimentación, pero mayores momentos máximos en las barras que en el caso empotrado.
GHT=0
TRIARTICULADO (isostático): los isostático): momentos máximos en las barras son mayores que en el caso biarticulado. Los ∆T no provocan esfuerzos
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Pórticos Transversales
Arriostramientos en ala inferior del dintel
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Pórticos Transversales
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
Pórticos con dintel de celosía
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Pórticos Transversales
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
Pandeo transversal del cordón superior de la celosía
Arriostramiento transversal del cordón inferior
Pórticos Transversales
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Tipologías Estructurales: Naves Industriales
Pilares
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Pórticos Transversales
Pilares Longitudes de pandeo en pórticos de piezas de alma llena
Longitudes de pandeo en pórticos con dintel cercha en el plano del pórtico
β=1 en caso de unión rígida (pilar biempotrado desplazable) β=2 en caso de unión articulada 17
Entramados Frontales
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
• Los pórticos hastiales reciben además cargas de viento normales a su plano (FL) que transfieren a cimentación y a las vigas contraviento encargadas de transmitir dichas cargas a los pórticos laterales 18
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Entramados Frontales
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
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Pórticos Laterales
Tipologías Estructurales: Naves Industriales
(cómo lograr la estabilidad frente a acciones horizontales longitudinales (FL))
• Los paredes laterales deben absorber : • los empujes del viento sobre los muros hastiales • las fuerzas de frenado longitudinal de los puentes grúa
(Para ello puede que baste con el propio cerramiento o con que los los pilares esté estén empotrados en esta direcció dirección) En caso contrario habrá habrá que disponer arriostramientos que lleven hasta cimentació cimentación dichas acciones
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