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PROYECTO FIN DE CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
“CÁLCULO Y DISEÑO DE LA MARQUESINA DE UNA
ESTACIÓN DE SERVICIO”
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA
DE ESTRUCTURAS
Autor: Jorge Ramón Portero
Directora: Sonia Sánchez Sáez
ANTECEDENTES
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¿Qué es una marquesina?
– Cubierta cuya función es proteger de las adversidades climatológicas
– ¡NO SOLO ES UNA SIMPLE CUBIERTA! Æ SEÑAL DE IDENTIDAD
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Tipos de marquesinas:
ANTECEDENTES
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Gran evolución de la marquesinas a través de los años.
Evolución
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Diseño “rupturista” de Repsol: la marquesina como señal de
identidad (Norman Foster).
OBJETIVOS DEL PROYECTO
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Objetivo principal: calcular y diseñar una marquesina de una
estación de servicio para proteger de las incidencias climatológicas
y además convertir a la misma en la señal de identidad de nuestro
negocio. Para ello:
– Diseño previo
– Cálculo de las cargas.
– Realizar y analizar la estructura con Metal 3D
– Localizar los problemas
– Obtener la marquesina deseada con informes de la misma.
DISEÑO PREVIO
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DESCRIPCIÓN:
ST = 479,36m2
DISEÑO PREVIO.
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ESTRUCTURA:
DOBLE L
SOLDADOS
DOBLE L
SOLDADOS
PERFIL IPN
PERFIL HEB
DOBLE
DISEÑO PREVIO
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CIMENTACIÓN:
– Zapatas armadas y aisladas de hormigón armado, cuadradas y centradas
respecto al pilar de la estructura.
– Hormigón de clase HA-25 (R=255 kp/cm2.)
– Armado con redondos de acero corrugado B400S (R=4079 kp/cm2).
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CUBIERTA:
– Parte inferior y laterales: chapas de acero de 1mm de espesor.
– Parte superior: chapa de acero galvanizado de 1.0 mm de espesor.
– Colores característicos del negocio.
CÁLCULO DE CARGAS.
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Para el cálculo de las cargas se seguirá el CTE en su apartado
DB-SE-AE.
Sólo se calcularán las cargas para las marquesinas de mayor altura
Necesario transformar las cargas superficiales en cargas lineales:
CÁLCULO DE CARGAS.
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21.84 Kg/m
PESO PROPIO:
– Peso de la estructura calculado por el programa.
– Peso de la cubierta: Chapa acero de e=1 mm y d=7800Kg/m3 Æ
Æ Ccub =7,8Kg/m2
10.92 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS
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280 Kg/m
SOBRECARGA DE USO:
– Según la tabla 3.1 del DB-SE-AE: Csobrecarga uso=100 Kg/m2
140 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS
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168 Kg/m
SOBRECARGA DE NIEVE:
– Según la tabla 3.8 del DB-SE-AE: Cnieve=60 Kg/m2
84 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS
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SOBRECARGA DE VIENTO:
CÁLCULO DE CARGAS
•
Para el cp hay que diferenciar la dirección del viento.
– Cubierta superior
CF= -153 Kg/m2
CG= -102 Kg/m2
CH= -59,5 Kg/m2
CI= -17 Kg/m2
CÁLCULO DE CARGAS
– Cubiertas laterales:
CA= -102 Kg/m2
CB= -60 Kg/m2
CC= -42,5 Kg/m2
CD= 59,5 Kg/m2
CE= -25,5 Kg/m2
CÁLCULO DE CARGAS
– Cubiertas inferiores:
CF= -76,5 Kg/m2
CG= -68 Kg/m2
CH= -25,5 Kg/m2
CI= 42,5 Kg/m2
CJ= -25,5 Kg/m2ç
CL= -119 Kg/m2
CM= -51 Kg/m2
CÁLCULO DE CARGAS
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Ejemplo de transformación de cargas superficiales a lineales:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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ANÁLISIS DE LAS BARRAS:
– Cálculo de esfuerzos y desplazamientos en los nudos mediante un
análisis matricial de la estructura.
– Comprobaciones de ELS:
Deformaciones máximas:
Desplazamientos horizontales totales:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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ANÁLISIS DE LAS BARRAS:
– Comprobaciones de ELU:
Agotamiento de secciones por plastificación:
Resistencia a tracción:
Esbeltez máxima:
Pandeo por flexión y compresión:
Pandeo lateral: verificar que el máximo momento flector ponderado se
mantenga por debajo del momento crítico de pandeo lateral (6.3.2 de la
norma CTE-DB-SE-A)
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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RESULTADOS DE LAS ESTRUCTURA:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:
ENVOLVENTE DE LA
ENVOLVENTE
DE
DEFORMADA
TENSIONES
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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ANÁLASIS DE LA CIMENTACION.
– Resultante de las cargas en el centro de la zapata
– Se verifica:
1. Tensión sobre el terreno:
tensión media no supere la del terreno
tensión máxima en borde no supere en un
% la media
2. Estados de equilibrio: la resultante queda dentro de la zapata.
⎞
⎛
0.5 ⋅ ancho zapata
⎜⎜
− 1⎟⎟ ⋅100
⎝ excentricidad resul tan te ⎠
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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ANÁLASIS DE LA CIMENTACION.
3. Estados del hormigón: flexión de la zapata y las tensiones tangenciales
– Placas de anclaje: placa rígida o hipótesis de Bernouilli.
• Debe ser simétrica
• Suficientemente rígida (espesor mínimo en función del lado).
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA.
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RESULTADOS DE LA CIMENTACION:
RESÚMEN Y CONCLUSIONES
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Concepto de marquesina como algo más que una cubierta.
Diseño de 4 marquesinas independientes de acero.
Fuerzas actuantes sobre la marquesina.
pilar principal: HEB-340 Doble
Perfiles obtenidos: Estructuras en celosía: Perfiles en T (100x15 y
45x5)
correas: perfiles IPN160
Cimentación obtenida: Zapata rectangular de 4,5x4,5x1,05 m con
armado de redondos de acero de d=16 mm.
DESARROLLOS FUTUROS
•
Cálculo de las uniones atornilladas
•
Analizar el comportamiento dinámico
•
Diseño de la instalación eléctrica
•
Diseño de un sistema de evacuación de aguas
•
Realizar las mismas comprobaciones para las marquesinas de 6 m
de altura
MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCIÓN