PARTE I. PÓRTICOS SIMPLES DE ACERO 1

PARTE I. PÓRTICOS SIMPLES DE ACERO
1. INTRODUCCIÓN.
2. DEFINICIÓN
2.1 NUDOS.
2.1.1
2.1.2
2.1.3
Viga a viga.
Soporte a soporte.
Viga a soporte.
3. TIPOLOGÍA DE PÓRTICOS
3.1 Por su geometría
3.2 Por su enlace con la cimentación.
3.3 Por el vínculo entre barras.
4. FORMA DE TRABAJO
5. ORGANIZACIÓN CONSTRUCTIVA
6. DETALLES CONSTRUCTIVOS DE PÓRTICOS
6.1 Nudos: articulaciones y empotramientos.
6.2 Esquemas, detalles y fotografías de obra.
7.
TERMINOLOGÍA.
BIBLIOGRAFIA
PARTE I_ PÓRTICOS SIMPLES DE ACERO
1. INTRODUCCIÓN.
El pórtico de dintel quebrado de una planta en construcción metálica, así como el
pórtico de recto de hormigón prefabricado, están tomando un extraordinario auge en naves
industriales. En el primer caso gracias a los avances logrados en las uniones entre los
distintos elementos de acero soldadura y atornillado. Una regla extendida en la
construcción metálica es que las uniones en taller deben de ser soldadas y en obra
atornilladas, para conseguir una mayor garantía técnica de ejecución y montaje, así como
una productividad alta.  convendrá soldar un mínimo en taller y atornillar un máximo en
obra Fotografía 1
Dintel atornillado en obra al pilar
Dintel soldado en taller
Fotografía 1. Dinteles soldados en taller y atornillados en obra.
No siempre se realiza así e incluso podríamos decir, que al menos en España, la
unión soldada ocupa la mayor parte de la construcción metálica, incluido el montaje en obra.
El pórtico recto (intradós) o de dintel quebrado de inercia variable de hormigón
armado prefabricado, fotografías 2 y 3, está sustituyendo en algunos casos al de dintel
quebrado de acero por la aplicación de la normativa de seguridad en caso de incendio.
CTE. Parte II DB-SI. Libro 7. Normativa que en el caso de las estructuras metálicas
aumenta considerablemente el precio final de la estructura; así como el mantenimiento de la
misma a lo largo de la vida útil. Plan de inspección y mantenimiento. EAE←
El pórtico de dintel quebrado de estructura de acero, fotografía 4, está especialmente
indicado en edificios industriales dotados de puentes grúas ligeros (polipastos) y pesados,
fotografías 5, 60,61,63,64,65 y 66 así como en el caso de edificios comerciales o deportivos
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para conseguir plantas exentas. También los dinteles rectos, quebrados, poligonales,
inclinados o curvos se emplean en la última planta en edificios en altura, y conseguir plantas
diáfanas para servicios comunes, adaptarse a la forma de la cubierta y servir a la vez para
sostenimiento ésta.
Fotografía 2.
Estructura prefabricada de hormigón armado (pórtico simple) con vigas con de
intradós recto y trasdós inclinado para la formación de pendientes en cubierta.
Fotografía 3.Estructura prefabricada de hormigón armado (pórtico simple) de dintel quebrado.
Por su forma geométrica y su aspecto ligero y de diseño sustituye en la mayoría de
las ocasiones a las clásicas cerchas o vigas de celosía, con la ventaja de que al no tener
tirante o cordón inferior no disminuye la capacidad interior del edificio, consiguiendo
gálibos mayores para una misma altura de cumbrera.
En pabellones deportivos, que se requieren grandes luces es frecuente su utilización
al conseguir efectos muy agradables y una capacidad útil muy superior al presentar la altura
máxima interior en la zona de pistas.
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Nudos reforzados
Fotografía 4. Montaje de estructura de pórticos simples de acero laminado
con pilares HEB 240 y dinteles quebrados a base de IPE con
nudos reforzados  IPE +1/2 IPE.
Todo ello justifica el desarrollo de este tipo estructural, cuyo proyecto y estudio, si
bien no requiere en principio ningún conocimiento especial, precisa, sin embargo, de unas
ideas generales para examinar los puntos críticos de cálculo, encuentros, detalles
constructivos en general, así como su ejecución y montaje en obra.  Control de Calidad.
Pórtico de dintel quebrado de inercia variable
Pilares de inercia variable
Viga carrilera para puente grúa
Fotografía 5. Pórticos de dintel quebrado biarticulados con pilares y dinteles de inercia variable
Puente
Poleas del carro
Fotografía 6. Puente grúa pesado en nave industrial de almacenamiento en estructura de acero.
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2. DEFINICIÓN.
Los pórticos simples son estructuras formadas por piezas o barras rectas o
quebradas con varios o todos los nudos rígidos contenidos en un plano, fotografía 7 y
fotografía 8. Los pórticos de dintel recto tienen cuatro nudos y los de dintel quebrado cinco.
Un pórtico de dintel recto resulta estático cuando de sus cuatro nudos a lo más tres
son articulados y por lo menos uno es rígido. En este caso, el nudo rígido debe absorber
todo el momento flector. Si el pórtico tiene dos nudos rígidos, el momento flector
correspondiente a cada uno de ellos se reduce aproximadamente a la mitad. Si las
articulaciones están en las basas o bases de soportes, las cimentaciones sólo reciben por la
acción del viento, fuerzas horizontales y verticales de la estructura. Fig.1. Pórticos simples.
Toda
unión presenta una discontinuidad, y por lo tanto tiene que tener un
comportamiento suficientemente dúctil, capaz de desarrollar su capacidad resistente sin
que se presente un fallo prematuro motivado por una deformación excesiva. No es necesario
resaltar sobre la importancia que tienen la uniones, pues es suficiente que falle una
cualquiera de ellas para ocasionar la ruina total o parcial de la estructura. En consecuencia,
en un Proyecto en general de estructura metálica, deben estar adecuadamente resueltas
todas las uniones entre las distintas piezas que definen completamente la estructura. Una
de las diferencias más acusadas entre las estructuras metálicas y las de hormigón consiste en
la existencia en las primeras de multitud de uniones (soldadas o atornilladas); es difícil en
cambio encontrarlas en las estructura de hormigón, caracterizadas por su monolitismo.
En el proyecto de una unión entre dos o más piezas de una estructura metálica se
distinguen dos fases:
a) Concepción y diseño general de la misma, eligiendo entre las uniones
soldadas o atornilladas, uniones de fuerza o unión de atado ←, y
b) Comprobar, el proyectista, la capacidad portante de la unión elegida.
Para conseguir una unión adecuada a su concepción, diseño y ejecución debe
considerarse una serie de factores o consideraciones de carácter económico y técnico:
1.- Económico → Las uniones pueden representar del orden entre el 30% y el
40% del coste de una estructura, en el caso de edificación. Para abaratar, se
debe procurar tipificar o unificar los distintos tipos de ellas, teniendo en cuenta
que cada unión a de ser sencilla en su diseño, evitando elementos innecesarios.
Los costes pueden depender del precio y cantidad de material a utilizar, la
maquinaria y la mano de obra empleada. En el caso de uniones el coste del
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material no es en general relevante pero precisa de más horas de trabajo; depende
pues del valor de la relación entre el coste del tiempo de trabajo empleado en
hacer la unión y el coste de la cantidad de acero empleado en ello, ya que el peso
de acero es la unidad de medida que contabiliza los costes en la valoración de los
presupuestos.
Una unión económica  no barata← ha de ser fácil de realizar en taller o en la obra
y debe estar proyectada de forma que facilite el trabajo del soldador y permita un
depósito sencillo y en posición adecuada de los cordones o una colocación sencilla
de los tornillos; económica no implica que la unión deje de ser de fuerza.
2.- Técnico.  Para que una unión sea correcta desde el punto de vista técnico,
es imprescindible tener en cuenta que la unión debe materializar las condiciones
supuestas para ella en el cálculo de la estructura. Los problemas siempre
aparecen cuando el Proyecto y la estructura real no son coincidentes. Por ejemplo:

La no coincidencia de ejes de barras reales en el nudo teórico, de
forma que aparecen momentos secundarios que aumentan las
tensiones locales, ocasionando deformaciones excesivas.

Diferencias en el grado de empotramiento supuesto. Por ejemplo un
extremo de viga o soporte se concibe como empotrado y una vez
ejecutado no es capaz de absorber los momentos.
Importante: La unión debe estar diseñada de forma que permita una transmisión
sencilla y directa de las tensiones entre los elementos o piezas conectadas. Ha de
adaptarse la unión, a los medios y a la tecnología disponible para realizarla, así
como en su calidad de ejecución y facilidad de transporte.
a) Pórtico de dintel
recto biarticulado
a) Pórtico de dintel
quebrado simétrico
a) Pórtico de dintel
quebrado asimétrico
b) Pórtico de dintel
recto triarticulado
b) Pórtico de dintel
b) Pórtico de dintel
quebrado triarticulado
c) Pórtico de dintel
inclinado biarticulado
d) Pórtico de dintel
d) Pórtico de dintel
quebrado biempotrado
recto triarticulado
recto biempotrado
a) Los pórticos de dintel recto tienen cuatro nudos y los de dintel quebrado cinco.
b) Un pórtico resulta estático cuando de sus cuatro nudos a lo más tres son articulados y por
lo menos uno es rígido, en el pórtico de dintel quebrado al menos dos han de ser rígidos.
c) Pórtico de cuatro nudos biarticulado
d) El más rígido es el pórtico sin articulaciones.
Fig.1. Pórticos simples.
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Tirantes para fijación de correas
Pilar armado de inercia variable
Fotografía 7. Pórtico múltiple de dintel recto.
Dintel quebrado a dos aguas:
Refuerzo por M flectores +
Fotografía 8. Pórtico de dintel quebrado, con nudo en cumbrera reforzado.  IPE + 1/2 IP ←
2.1 NUDOS.
Llamamos nudos a los encuentros de vigas y soportes. Los nudos deben diseñarse
de manera que resuelvan adecuadamente la unión entre las barras que en ellos concurren.
Dichas uniones pueden ser de las siguientes clases:
2.1.1
Viga a viga. Este tipo de unión resuelve el encuentro entre vigas que
concurren directamente de forma que los planos de sus almas sea el mismo,
es decir que concurren directamente de manera que los ejes o líneas de
centro de gravedad se encuentren en un mismo plano vertical → caso de
dintel quebrado← Fig. 3. Es distinto al caso en que el encuentro entre
vigas que concurren, los planos de sus almas forman un ángulo diedro
generalmente recto →embrochalamiento←
Fotografías 9, 10 ,11 y 12.
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