INFORME TÉCNICO ESTRUCTURA CUBIERTA LUZ 10 METROS CON AREAS DE SERVICIO INDICE. 1.- ANTECEDENTES y OBJETO NORMATIVA UTILIZADA...

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CUBIERTA LUZ 10 METROS CON AREAS
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INDICE
1.- ANTECEDENTES y OBJETO...............................................................................2
2.- NORMATIVA UTILIZADA .....................................................................................3
3.- REALIZACIÓN DEL ESTUDIO .............................................................................4
3.1.-
CONSIDERACIONES DE CÁLCULO................................................................... 5
3.2.-
COEFICIENTES DE PONDERACIÓN ................................................................. 6
3.3.-
SOFTWARE USADO ........................................................................................... 7
3.4.-
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS......................................................................... 8
4.- CONCLUSIONES ................................................................................................12
ANEXO I. LISTADOS DE CÁLCULO PÓRTICO PRINCIPAL...................................13
ANEXO II. LISTADOS DE CÁLCULO CORREA.......................................................14
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1.- ANTECEDENTES y OBJETO
A petición de FILPALCOS, se realiza el siguiente estudio, cuya finalidad es la
comprobación de la estabilidad de la estructura portante de la cubierta de escenarios
diseñada por la empresa FILPALCOS para una luz de 10,00 metros y una altura máxima de
6,50 metros, dicha cubierta presenta dos zonas adyacentes al escenario principal cuya
función es servir de área de servicio.
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2.- NORMATIVA UTILIZADA
Para la realización de este estudio se han considerado las siguientes normativas:
•
EUROCÓDIGO 1: Acciones en Estructuras.
•
EUROCÓDIGO 9: Proyecto de Estructuras de Aluminio.
•
UNE-EN 13782 de mayo de 2007 Estructuras temporales
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3.- REALIZACIÓN DEL ESTUDIO
La estructura de soporte para la cubierta de los escenarios a estudio está formada por
estructuras modulares constituidas por pórticos y correas. Cada estructura modular esta
realizada mediante perfiles de aluminio extruido.
La finalidad del estudio es la verificación de la estabilidad y resistencia de la estructura
frente a las solicitaciones de viento y pesos propios, para realizar estas comprobaciones se
estudia cada uno de los perfiles que componen el conjunto, con las cargas que le
correspondan. Para la determinación de las hipótesis de cálculo se ha determinado que la
estructura estará ubicada en una zona geográfica concreta lo que fija una determinada
exposición al viento., en este caso la velocidad ha sido fijada por el peticionario en 20 m/s.
El paso previo a la realización de los cálculos, es conocer las características técnicas
del material base de los perfiles, así como las características de cada uno de los perfiles que
forman la estructura.
Una vez obtenidas estas características, se procede a realizar los cálculos, con el
posterior análisis y conclusiones de los resultados obtenidos.
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CONSIDERACIONES DE CÁLCULO
Se toman como bases de cálculo las indicadas en el Anexo C.2, del Eurocódigo 9, de
Proyectos de estructuras de Aluminio:
Las hipótesis que se adopten en al análisis global de la estructura serán
coherentes con el comportamiento previsto de la estructura de las uniones.
Las hipótesis que se adopten en el cálculo de las piezas serán coherentes (o
estarán del lado de la seguridad) con el método empleado para el análisis global
y con el comportamiento previsto de las uniones.
Pórticos de nudos rígidos:
En el análisis Elástico (lineal o no lineal) se efectuará con la hipótesis de
continuidad total, con uniones rígidas que satisfagan los requisitos especificados
en el apartado 6.4.4.
El análisis Rígido-Plástico (con o sin endurecimiento) se efectuará con la
hipótesis de continuidad total, con uniones totalmente resistentes que satisfagan
los requisitos especificados en el apartado 6.4.4.
El análisis Elástico-Plástico (con o sin endurecimiento) se efectuará con la
hipótesis de continuidad total, con uniones totalmente resistentes y rígidas que
satisfagan los requisitos especificados en el apartado 6.4.4.
Apartado 6.4.4. Clasificación en función de la rigidez
En lo que respecta a la rigidez, las uniones se pueden clasificar como:
o
Uniones que restablezcan la rigidez (rígida).
o
Uniones que no restablezcan la rigidez (semirígidas),
Dependiendo de si se restablece o no la rigidez inicial de los elementos
unidos, sin prestar atención a la resistencia y ductilidad.
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COEFICIENTES DE PONDERACIÓN
Las acciones características que se tendrán en cuenta en los cálculos serán las
prescritas en el EUROCODIGO 1, Acciones en Estructuras.
Una acción ponderada es el producto de una acción característica por el coeficiente de
ponderación γs que le corresponda, en la combinación de acciones que esté considerando.
Situación 1: Persistente o transitoria
Coeficientes parciales de
seguridad (g)
Coeficientes de combinación (y)
Favorable
Desfavorable
Principal (yp)
Acompañamiento (ya)
Carga permanente (G)
0.80
1.35
1.00
1.00
Sobrecarga (Q)
0.00
1.50
1.00
0.70
Viento (Q)
0.00
1.50
1.00
0.60
Nieve (Q)
0.00
1.50
1.00
0.50
Sismo (A)
Las combinaciones de cálculo consideradas son las indicadas en la siguiente tabla y
coinciden con las descritas en el artículo 4.2.2. del CTE-DB-SE. El valor de los distintos
coeficientes de ponderación se obtiene del cuadro anterior.
SITUACIÓN DE
COMBINACIÓN
PROYECTO
Permanente
transitoria
Situación
accidental
Situaciones
sísmicas
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o
Σ γ G , j Gk , j + Σ γ G*, j G *k , j +γ P Pk + γ Q ,1Qk ,1 + Σ γ Q ,iψ 0,i Qk ,i
j ≥1
j ≥1
i >1
Σ γ G , j Gk , j + Σ γ G*, j G *k , j +γ P Pk + γ A Ak + γ Q ,1ψ 1,1Qk ,1 + Σ γ Q ,iψ 2,i Qk ,i
j ≥1
j ≥1
i >1
Σ γ G , j Gk , j + Σ γ G*, j G *k , j +γ P Pk + γ A Ak + Σ γ Q ,iψ 2,i Qk ,i
j ≥1
j ≥1
i >1
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SOFTWARE USADO
Para la realización del estudio se usaron los siguientes programas informáticos:
Nuevo metal 3D de Cype.
SolidWorks 2008
Autocad 2008
Dicho programa es utilizado para el diseño y el cálculo de estructuras tridimensionales
de nudos y barras, con dimensionado y optimización de perfiles simples y compuestos.
Dicho programa realiza el análisis de las solicitaciones mediante un cálculo espacial en
3D, por métodos matriciales de rigidez.
Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6
grados de libertad.
Para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático, (excepto cuando se
consideran acciones dinámicas por sismo, en cuyo caso se emplea el análisis modal
espectral), y se supone un comportamiento lineal de los materiales y, por tanto, un cálculo
de primer orden, de cara a la obtención de desplazamientos y esfuerzos.
La estructura se discretiza en elementos tipo barra, emparrillados de barras y nudos
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Características técnicas de material
Todos los perfiles usados para la formación de la estructura modular, son perfiles
extrusionados de aluminio. Las características técnicas del este aluminio son:
MATERIAL: Aluminio Aleación EN AW 6005 en CORREAS
Dimensión t
Aleación
EN AW 6005
Tratamiento T.6
Espesor de
pared (mm)
Limite elástico con
0,2% de
deformación
N/mm2
Resistencia última
N/mm2
Alargamiento
mínimo %
t≤5 (Perfiles
225
270
8
215
255
8
abiertos extruidos)
t≤5 (Perfiles
huecos extruidos)
MATERIAL: Aluminio Aleación EN AW 6060 en PERFILES PRINCIPALES Tratamiento
T.6
Dimensión t
Aleación
EN AW 6060
Espesor de
pared (mm)
Limite elástico con
0,2% de
deformación
N/mm2
Resistencia última
N/mm2
Alargamiento
mínimo %
t≤5 (Perfiles
150
190
6
140
190
6
abiertos extruidos)
t>5 (Perfiles
huecos extruidos)
Valores de cálculo:
-
Modulo de elasticidad:
-
Modulo de elasticidad transversal: G = 27.000 N/mm²
-
Coeficiente de Poisson:
υ = 0,3
-
Coeficiente de dilatación térmica:
α = 23 x 10e-6 C
-
Densidad:
ρ = 2.700 kg/m³
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E = 70.000 N/mm²
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Características técnicas de los perfiles
Para el cálculo de las características mecánicas de cada una de las secciones a estudio,
dada la complejidad de la geometría, se ha empleado el programa de cálculo SolidWorks
2008, modelando cada perfil. Los resultados obtenidos son:
CORREA 75X75X2,5
MATERIAL: Aluminio Aleación EN
AW 6005
Tratamiento T.6
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Área: 725 mm²
Momentos principales de Inercia:
Ix: 635.900 mm
4
Iy: 635.900 mm
4
PERFIL PORTICO 85X120X3,5
MATERIAL: Aluminio Aleación EN
AW 6060
Tratamiento T.6
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Área: 1.720 mm²
Momentos principales de Inercia:
Ix: 1.740.040 mm
4
Iy: 3.357.060 mm
4
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Los pórticos y las alas laterales están constituidos por los perfiles de 85x120x3.5. Las
correas entre pórticos son el perfil de dimensiones 75x75x2,5.
La separación entre pórticos principales es de 3720 mm.
A continuación se muestra un esquema de la estructura:
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CARGAS CONSIDERADAS
NIEVE
Debido a la tipología de la estructura no se han considerado cargas de nieve sobre la
misma
Nota: Ante la previsión metereológica de precipitaciones de nieve, deberá procederse al
desmantelamiento del cerramiento de la cubierta.
VIENTO
La velocidad de viento máxima ha sido fijada por el peticionario en 20 m/s, por lo tanto
los valores de cálculo adoptados son los siguientes:
Velocidad básica del viento:
20 m/s
Coeficiente de exposición:
I=2,6 (Borde del mar h<6.5 m)
I=2,2 (Borde del mar h<3.0 m)
Angulo de la cubierta
variable s/ zona
Coeficiente de presión//succión
+0,8 // -0,4
Nota: Para velocidades de viento superiores a 20 m/s deberá procederse al desmantelamiento del
cerramiento de la cubierta.
CARGAS MUERTAS (DL)
Debido a que el cerramiento de la estructura se realiza mediante piezas textiles, el peso
propio de dichos elementos no se tiene en cuenta en la comprobación.
SOBRECARGAS (LL)
No se han considerado sobrecargas de uso sobre la estructura.
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4.- CONCLUSIONES
Según los resultados obtenidos, reflejados en las tablas adjuntas, se puede concluir,
que los perfiles cumplen las condiciones de resistencia, marcadas por la normativa, en las
siguientes configuraciones que se describen a continuación:
-
Configuración de la distribución de los pórticos principales según esquema previo y
con una separación máxima entre pórticos de 3720 mm.
-
Velocidad básica de viento de 20 m/s.
En el Anexo I del presente informe se muestras los listados de cálculo del perfil más
desfavorable.
Porriño, a 10 de Enero de 2012
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José Ponte Suárez
Fernando Cano Viñas
Área de Ingeniería
Responsable Área de Ingeniería
AIMEN
AIMEN
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ANEXO I. LISTADOS DE CÁLCULO PÓRTICO PRINCIPAL
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