Novo Metálicas 3D - Exemplo

8/11/2019 Novo Metlicas 3D - Exemplo

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CYPE Ingenieros, S.A.

1 Edicin (julio, 2007)Editado e impreso en Alicante (Espaa)


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1. Ejemplo prctico. Nuevo Metal 3D . . . . . . . . . . . .1

1.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.2. Generador de prticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2.1. Cargas que genera el programa . . . . . . . . . . . .5

1.2.1.1. Hiptesis de viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

1.2.1.2. Hiptesis de nieve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

1.3. Nuevo Metal 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.3.1. Introduccin de nudos y barras . . . . . . . . . . . .11

1.3.1.2. Ocultar/visualizar planos . . . . . . . . . . . . . . .11

1.3.1.3. Introduccin de barras y acotacin . . . . . .11

1.3.2. Descripcin de nudos y barras . . . . . . . . . . . .17

1.3.3. Disposicin de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.3.4. Agrupacin de barras iguales . . . . . . . . . . . . .19

1.3.5. Asignacin de material . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.3.6. Coeficientes de empotramiento . . . . . . . . . . . .201.3.7. Hiptesis de cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

1.3.7.1. Aadir hiptesis de carga . . . . . . . . . . . . . .20

1.3.7.2. Cargas del forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

1.3.7.3. Cargas de viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

1.3.8. Pandeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.3.9. Pandeo lateral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

1.3.10. Clculo y dimensionado de la estructura . . . .24

1.3.10.1. Dimensionamiento de tirantes . . . . . . . . .24

1.3.10.2. Dimensionamiento de uniones . . . . . . . . .26

1.3.10.3. Comprobacin de barras . . . . . . . . . . . . .32

1.3.10.4. Consulta de esfuerzos y tensiones . . . . . .32

1.3.11. Placas de anclaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

1.3.12. Cimentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Nuevo Metal 3D - Ejemplo prctico 3

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1.3.12.1. Introduccin de zapatas . . . . . . . . . . . . . .34

1.3.12.2. Introduccin de vigas de atado . . . . . . . .351.3.12.3. Definicin de datos previos aldimensionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

1.3.12.4. Dimensionamiento y comprobacinde la cimentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.12.5. Igualacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.13. Salida de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

1.3.13.1. Planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371.3.13.2. Listados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38


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4 Estructuras

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1.2. Generador de prticosPara el dimensionamiento de las correas de cubierta y lageneracin de las cargas al Nuevo Metal 3D, se emplea-r el programa Generador de prticos de CYPEIngenieros.

En Generador de prticos cree una obra nueva, llmelaNave_01 e introduzca una descripcin.

Fig. 1.1A continuacin, complete los campos de la ventana Datosobra como muestra la Fig. 1.2 (el nmero de vanos de queconsta la nave, en este caso 8, la separacin entre ellos de5 m, el peso del material de cubricin, la normativa para lageneracin de cargas de viento y de nieve).

Fig. 1.2

1.1. DescripcinCon este ejemplo se realizar el clculo y dimensiona-miento de una nave industrial de las siguientes caracters-ticas: 40 m de longitud y 20 m de anchura. Se resolvermediante 9 prticos espaciados 5 m entre s, con unas

alturas en cumbrera de 10 m y de 8 m en los laterales. Enel interior de la nave se dispondr de un forjado para ofici-nas a 4 m de altura. La nave constar de dos huecos de65 en el lateral derecho y uno en el izquierdo de las mis-mas dimensiones.

El primer paso a seguir es determinar las hiptesis de car-gas actuantes sobre la estructura.

Cargas permanentes:

Peso propio de las correas IPE.

Material de cubricin (panel sndwich de 80 mm y0.24 kN/m2).

Peso propio del forjado de viguetas de hormign(25+5): 3.7 kN/m2.

Solado: 1.2 kN/m2.

Sobrecargas de uso:

Segn la tabla 3.1 del CTE.DB-SE AE la sobrecar-ga correspondiente a una categora de uso B(zonas administrativas) es de 2 kN/m2.

Accin del viento:

Segn CTE.DB-SE AE: Zona B, zona urbana engeneral, industrial o forestal IV.

Sobrecarga de nieve:

Segn CTE.DB-SE AE: Zona climtica 5, altitud

topogrfica 0 m, exposicin al viento normal.

1. Ejemplo prctico. Nuevo Metal 3D


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Una vez aceptado el dilogo, en la pantalla general delprograma aparecer el prtico descrito anteriormente.

Para cualquier rectificacin o cambio, pulse dentro deldibujo del prtico con el botn principal del ratn (Fig. 1.6).

En esta obra de ejemplo el material de cerramiento lateralser para paneles de hormign aligerados, por lo quedebe especificar que hay muro en los laterales, ya que, enel caso contrario, no generar las cargas de viento en loslaterales de la nave. Para ello, pulse fuera del prtico en ellateral en el que desea aadir el muro, seleccione la

opcin Muro lateral del men e indique 8 m para la altu-ra del muro. A continuacin, active la casilla Arriostra elpilar a pandeo, pero no active la casilla Autoequilibrado,con lo que se trasmitirn las cargas de presin del vientoa los pilares de la fachada de la nave.

Fig. 1.7

Fig. 1.8


Realice este proceso de nuevo, pero sobre el lateral dere-cho, con lo que quedarn ambos muros reflejados en pan-

talla.

Fig. 1.9

Siga ahora con el dimensionamiento de las correas de lacubierta, para ello seleccione la opcin Seleccin decorreas en cubierta y laterales del men Datos obra.En la ventana que se muestra especifique el lmite de fle-cha que debe verificar, el nmero de vanos que cubre lacorrea y el tipo de fijacin. En el apartado tipo de perfilpulse en el botn con el nombre del perfil y seleccioneLaminado en el desplegable de material; y, como serie de

perfiles, IPE. Pulse Aceptar.

Fig. 1.10

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Fig. 1.11

Una vez seleccionado el perfil tipo IPE para las correas decubierta, dispone de tres opciones para su optimizacin.

Fig. 1.12

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El primero optimiza el perfil para la separacin selecciona-da, en este caso el programa ir verificando todos los per-

files de la serie para la separacin entre correas elegida.

El segundo tipo optimiza las separaciones entre correaspara el perfil seleccionado.

Por ltimo, dispone de la optimizacin de perfil y separa-cin, en la que debe especificar la separacin mnima ymxima a comprobar, as como el incremento de separa-cin para cada iteracin. Como resultado aparecer un lis-tado en el que se muestra el perfil, el peso superficial de

las correas y la separacin, y que indica con un smbolo deprohibido aquellas que no cumplen. Para seleccionar unperfil de la lista debe realizar un doble clic de ratn sobrela fila en la que se encuentra, con lo que quedar marca-da en color azul y, al aceptar el dilogo, se incorporar a laobra. A la hora de elegir debe comprobar que la separa-cin seleccionada es vlida para el tipo de panel sndwichcon el que se va a ejecutar el proyecto; en este ejemplo

cambie a 1.40 m.

Fig. 1.13

Una vez seleccionadas las correas de cubierta puedeexportar los datos al Nuevo Metal 3D. Para ello, seleccio-ne la opcin Exportar al Nuevo Metal 3D del menDatos obra. Debe indicar el nmero de prticos y el tipode apoyo a generar, y si la generacin de coeficientes de

pandeo es para prticos traslacionales o intraslacionales(como en este caso se introducirn cruces de arriostra-mientos posteriormente en el Nuevo Metal 3D, seleccio-

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ne la generacin de pandeo para prticos intraslaciona-les). En el caso de que la normativa de viento tenga distin-

tas zonificaciones en la cubierta, como el CTE.DB-SE AE,la agrupacin de planos en la generacin no est habilita-da, puesto que las cargas no son simtricas en la nave, y sepodran cometer errores al agrupar planos con cargas dife-rentes, llegando a quedar del lado de la inseguridad.

Fig. 1.14

1.2.1. Cargas que genera el programa

El programa generar la hiptesis de Cargas permanen-tes, las de viento y las de nieve.

1.2.1.1. Hiptesis de viento

En la nave el viento puede soplar por las cuatro direccio-nes 0, 90, 180 y 270.

Fig. 1.15

Esto significa que como mnimo existirn cuatro hiptesisde viento. La cubierta del presente ejemplo forma un ngu-

lo con la horizontal de 11.31. Entrando en la tabla D4 delCTE puede observar que, para esa inclinacin, en lacubierta se generan dos situaciones de carga, lo que impli-ca que las hiptesis Viento a 0 o Viento a 180 se dupli-can para poder contemplar estas situaciones.

Observe las cargas que genera y las que debe completaren el Nuevo Metal 3D.


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Hiptesis de viento a 0 situacin 1

Para los paramentos verticales tome una z igual a la mediade la altura del paramento.

z = 4 m

Segn el grado de aspereza de la tabla D.2. dispone de lossiguientes valores:

k = 0.22

L = 0.3

z = 5

Para la cubierta tome la altura media expuesta al viento,en la cubierta.

z = 9 m

Segn la tabla D.1 obtendr los valores del coeficien-

te de presin exterior.

= + =e eC F (F 7 k) C 1.712

( ) = = =

n nMAX z,Z 9F k L F 0.22 L 0.748

L 0.3

= + =e eC F (F 7 k) C 1.336

( ) = = =

n nMAX z,Z 5F k L F 0.22 L 0.6189

L 0.3

Interpolando entre los valores de la tabla para un elemen-to expuesto con un rea >10m2 y una esbeltez 0.5.

Zona Cpe Ce qb qeA -1.2 1.336 0.45 -0.721

B -0.8 1.336 0.45 -0.481

C -0.167 1.336 0.45 -0.100

D 0.733 1.336 0.45 0.441

E -0.367 1.336 0.45 -0.221


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Presin interior

Cuando el viento sopla en la direccin 0 la relacin de loshuecos a sotavento y la totalidad de huecos es de 0.665,interpolando en la tabla 3.5 obtendr el Cpi.

Con la altura media de los huecos se calcula el coeficien-te de exposicin (Ce) y se obtiene la presin interior.

Cuando el viento sopla con en la direccin 180 la relacinde los huecos a sotavento y la totalidad de huecos es de0.3325.

Para la hiptesis de viento a 90 o 270 se considera quela totalidad de los huecos estn a sotavento, con lo que lapresin interior ser:

Cpi Ce qb qi-0. 5 1.336 0.45 -0.301

Cpi Ce qb qi

0. 367 1.336 0.45 0.221

Cpi Ce qb qi-0.0652 1.336 0.45 -0.039

Cargas en cubierta

Interpole en la tabla D.4 para obtener el coeficiente de pre-sin exterior, en cada zona de la cubierta y para cada unade las dos situaciones.


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1 Situacin

2 Situacin

Las cargas totales que generar el programa para la hip-tesis de viento correspondern a la diferencia de la presinexterior (qe) y la presin interior en cada una de las zonas.El programa, al desconocer el nmero de pilares que hayen los muros pin, no genera las cargas en las zonas queafecten a estos dos muros, por lo que hay que aadirlasmanualmente en el programa Nuevo Metal 3D. En lassiguientes tablas se indican los valores de las presionesgenerados por el programa, estos corresponden con losvalores sombreados.

Zona Cpe Ce qb qe

F 0.126 1.712 0.45 0.097

G 0.126 1.712 0.45 0.097

H 0.126 1.712 0.45 0.097

I -0.2214 1.712 0.45 -0.171

J -0.2214 1.712 0.45 -0.171

Zona Cpe Ce qb qeF -1.1952 1.712 0.45 -0.921

G -0.9476 1.712 0.45 -0.730

H -0.4107 1.712 0.45 -0.316

I -0.1786 1.712 0.45 -0.138

J -0.557 1.712 0.45 -0.429

Hiptesis de viento en direccin 0 - Situacin 1

Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2]A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.039 -0.682B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.039 -0.442C -0.167 1.336 0.45 -0.100 -0.039 -0.061D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.039 0.480E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.039 -0.182F -1.1952 1.712 0.45 -0.921 -0.039 -0.882G -0.9476 1.712 0.45 -0.730 -0.039 -0.691H -0.4107 1.712 0.45 -0.316 -0.039 -0.277

I -0.1786 1.712 0.45 -0.138 -0.039 -0.099J -0.557 1.712 0.45 -0.429 -0.039 -0.390


Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2]

A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.039 -0.682B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.039 -0.442C -0.167 1.336 0.45 -0.100 -0.039 -0.061D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.039 0.480

E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.039 -0.182F 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136G 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136H 0.126 1.712 0.45 0.097 -0.039 0.136I -0.2214 1.712 0.45 -0.171 -0.039 -0.132J -0.2214 1.712 0.45 -0.171 -0.039 -0.132


Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2

]A -1.2 1.336 0.45 -0.721 0.221 -0.942B -0.8 1.336 0.45 -0.481 0.221 -0.702C -0.167 1.336 0.45 -0.100 0.221 -0.321D 0.733 1.336 0.45 0.441 0.221 0.220E -0.367 1.336 0.45 -0.221 0.221 -0.442F -1.1952 1.712 0.45 -0.921 0.221 -1.142G -0.9476 1.712 0.45 -0.730 0.221 -0.951H -0.4107 1.712 0.45 -0.316 0.221 -0.537I -0.1786 1.712 0.45 -0.138 0.221 -0.359J -0.557 1.712 0.45 -0.429 0.221 -0.650


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Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2]A -1.2 1.336 0.45 -0.721 0.221 -0.942B -0.8 1.336 0.45 -0.481 0.221 -0.702C -0.167 1.336 0.45 -0.100 0.221 -0.321D 0.733 1.336 0.45 0.441 0.221 0.220E -0.367 1.336 0.45 -0.221 0.221 -0.442F 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124G 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124H 0.126 1.712 0.45 0.097 0.221 -0.124

I -0.2214 1.712 0.45 -0.171 0.221 -0.392J -0.2214 1.712 0.45 -0.171 0.221 -0.392

Para determinar las presiones de viento a 90 o 270se interpola en la tabla D.4.b en cada una de las zonasde presin en cubierta.


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10 Estructuras

1.2.1.2. Hiptesis de nieve

El programa determinar la sobrecarga de nieve en fun-cin de la altitud y de la zona climtica de invierno, interpo-lando los valores que se presentan en la tabla E.2 del CTE.DB-SE AE.

En este ejemplo la carga ser 0.2 kN/m2, exportando unacarga en cada prtico de:

El programa aplica lo expuesto en el punto 4 del aparta-do 3.5.3 del CTE.DB-SE AE, en el que se indica que hayque hacer distribuciones asimtricas de cargas debido altransporte de la misma por el efecto del viento, debiendo

considerar un lado cargado y el otro con la mitad de lacarga; por esta razn aparecen tres hiptesis de sobrecar-ga de nieve al exportar al Nuevo Metal 3D.

= = 2n nq 0.2 cos 11.31 5 q 0.981 kN/m

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Hiptesis de viento en direccin 90

Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2]A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.301 -0.420

B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.301 -0.180

C -0.5 1.336 0.45 -0.3006 -0.301 0.004

D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.301 0.742

E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.301 0.080

F -1.411 1.712 0.45 -1.087 -0.301 -0.786

G -1.3 1.712 0.45 -1.002 -0.301 -0.701

H -0.637 1.712 0.45 -0.491 -0.301 -0.190

I -0.537 1.712 0.45 -0.414 -0.301 -0.113

Hiptesis de viento en direccin 270

Zona Cpe Ce qb qe qi qe-qi[kN/m2]

A -1.2 1.336 0.45 -0.721 -0.301 -0.420

B -0.8 1.336 0.45 -0.481 -0.301 -0.180

C -0.5 1.336 0.45 -0.3006 -0.301 0.00

D 0.733 1.336 0.45 0.441 -0.301 0.742

E -0.367 1.336 0.45 -0.221 -0.301 0.080

F -1.411 1.712 0.45 -1.087 -0.301 -0.786

G -1.3 1.712 0.45 -1.002 -0.301 -0.701

H -0.637 1.712 0.45 -0.491 -0.301 -0.190I -0.537 1.712 0.45 -0.414 -0.301 -0.113


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1.3. Nuevo Metal 3D

1.3.1. Introduccin de nudos y barrasAl aceptar el dilogo solicitar un nombre para la estructu-ra del Nuevo Metal 3D. Tras validar esta ventana aparece-r la estructura generada con sus cargas en el programaNuevo Metal 3D.

Fig. 1.16

1.3.1.2. Ocultar/visualizar planos

Para facilitar el trabajo con el programa es recomendableocultar las lneas de referencia, para ello realice dos ope-raciones.

Primero, con la opcin Mostrar/Ocultar planos del menPlanos, seleccione Ocultar y, tras aceptar el dilogo,seleccione todos lo nudos en los que desea ocultar sus


lneas de referencia y, a continuacin, pulse con el botnderecho del ratn para validar la seleccin, si posterior-

mente necesitara activar las lneas de referencia de los pla-nos, puede usar la misma opcin pero activando Mostrar.

La segunda operacin necesaria ser desactivar la opcinMostrar/Ocultar planos nuevos, de esta forma, al intro-ducir nudos nuevos en la obra, no se visualizarn los pla-nos asociados al nudo.

1.3.1.3. Introduccin de barras y acotacinA continuacin se introducirn las barras que sustentan elforjado interior de la nave, as como los pilares de fachadadel muro pin. Realice los siguientes pasos:

1 Active los planos de aquellos nudos que sirvan deapoyo, en este caso, el apoyo inferior izquierdo y elnudo de cumbrera del muro pin.

Fig. 1.17

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Fig. 1.18

2 Con la opcin Nuevo del men Nudo introduzca lostres nudos capturando la lnea de referencia del nudoinferior izquierdo. Recuerde que para realizar esta ope-

racin debe tener activadas Ms cercano eInterseccin de la opcin Referencias a objetos dela parte superior del men .

Fig. 1.19

12 Estructuras

Introduzca el primer punto entre las dos lneas de referen-cia del apoyo y de la cumbrera; el segundo, capturando la

interseccin de la lnea de referencia del nudo de la cum-brera con la del apoyo izquierdo; y, el ltimo, entre las lne-as de cumbrera y apoyo derecho.

Fig. 1.20

Para ubicarlos en su coordenada exacta, emplee Aadirde la opcin Cotas del men Planos. Introduzca el valorde la cota a asignar, en este caso, 5 m y vaya marcandolas lneas de referencia del nudo del apoyo y el primernudo nuevo, luego, vuelva a marcar el nudo nuevo queacaba de acotar y siguientes, y as hasta acotarlos todos.

Fig. 1.21 Fig. 1.22

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Fig. 1.23


Fig. 1.25

La otra forma de introducir los nudos es seleccionar, en laopcin Configuracin de Capturas , la pestaaAcotacin. All active el campo Editar la acotacin, deesta forma el programa solicitar el valor de la cota cadavez que introduzca una barra o nudos dentro de barras.

Fig. 1.26

Una vez posicionados los nudos, con la opcin Nueva delmen Barra hay que levantar los pilares desde estosnudos. Para facilitar la operacin es conveniente queseleccione una vista 2D del plano que contiene al muropin.

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Fig. 1.24


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14 Estructuras

Fig. 1.28

Repita este proceso en los dos muros pin hasta introdu-cir todos los pilares de ambos muros.

Fig. 1.29

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Creacin de vistas nuevas

Para la creacin de ventanas con vistas nuevas de laestructura debe emplear la opcin Abrir nueva del menVentana. Seleccione laVista 2D, y marque tres nudos noalineados que estn contenidos en el plano en el quedesea trabajar.

Al mover el cursor por la ventana de la vista 2D se mues-tra sombreado el plano de trabajo en la ventana 3D.

Fig. 1.27

Ahora trabajando en la vista 2D comience a levantar lasbarras desde los nudos introducidos anteriormente hastael dintel. Para ello, aproxmese al nudo hasta que cambiea color cian (elemento capturado), pulse con el botnizquierdo del ratn y acrquese a la interseccin de la lneade referencia del nudo con la barra del dintel hasta quesalga el smbolo de captura interseccin, y complete laintroduccin pulsando de nuevo con el botn izquierdo delratn. Para terminar, pulse con el botn derecho parapoder seleccionar otro nudo origen de la siguiente barra,

en el caso contrario siga introduciendo las barras respec-to al ltimo nudo marcado.


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A continuacin se introducir la viga sobre la que apoya elforjado. Para ello vuelva a trabajar sobre la vista 2D del

muro pin, pulse en el men Ventana y, a continuacin,seleccione esta vista. Con la opcin Nueva del menBarra activada, coloque el cursor sobre el pilar izquierdodel prtico (Fig. 1.30) e introduzca como valor 4 m, con loque el primer nudo quedar introducido. Ahora acrquesecon el cursor al pilar derecho del prtico y capturando lainterseccin de la lnea de referencia del nudo anterior conel pilar derecho se introducir el ltimo nudo. Es importan-te, cuando se introduce una barra que se intersecta conotras, tener activada la opcin Generar nudos en pun-tos de corte del men Barra, ya que en caso contrario elprograma interpreta que la barra introducida no toca lospilares intermedios.

Fig. 1.30


Piezas

Vuelva de nuevo a trabajar sobre la vista 3D. Para ello,seleccione dicha vista del men Ventanas y cree una

nueva vista de segundo prtico para terminar la definicinde la zona del forjado.

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Tambin es importante, a la hora de introducir barras, hacerlo

slo de las barras que realmente se van a ejecutar en obra. Esdecir, si se va a construir la viga del forjado de una sola piezade 20 m que se apoya en los pilares intermedios, se introducirla barra de pilar extremo a pilar extremo; de esta forma, el pro-grama interpreta que toda esta barra es una pieza, con lo quea la hora de describir la barra, los coeficientes de empotra-miento dados se aplicarn a la pieza. Si, por el contrario, sevan a ejecutar en obra 4 barras de 5 m, debe introducir 4barras de pilar a pilar.

Si se ha introducido una pieza por error, cuando lo que se

deban introducir eran barras independientes, se puede subsa-nar empleando la opcin Crear Pieza del men Barra.Entonces marque nudo inicial y final de una de las barras quecomponen la pieza creada por error y valide la nueva piezapulsando con el botn derecho del ratn; automticamente, elprograma romper la pieza original en cuatro piezas/barrasindependientes unas de otras.

Fig. 1.31


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Introduzca la viga desde el pilar izquierdo al derecho a 4 mde altura.

Fig. 1.32

Introduzca ahora los 3 pilares hasta la viga introducida.

Fig. 1.33

16 Estructuras

De nuevo, trabaje sobre la Vista 3D para la introduccin delas barras que atan transversalmente a las vigas del forja-

do con el muro pin.

Fig. 1.34

Realice el mismo proceso para atar la cubierta de los dosmuros piones con su prtico interior ms cercano.

Fig. 1.35

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Tirantes

Ahora introduzca diagonales de arriostramiento que aten alos prticos extremos. Para ello, debe acordarse de desac-tivar la opcin Generar nudos en puntos de corte delmen Barra , ya que lo que se pretende es que segeneren las barras totalmente independientes entre s.

Fig. 1.36

Por ltimo, introduzca las vigas que forman los huecos enlos prticos laterales, a 6 m desde el suelo, y la viga quearriostra la cabeza de los pilares.


Fig. 1.37

1.3.2. Descripcin de nudos y barras

Una vez introducidas las barras, pase a describir los apo-

yos (vinculaciones exteriores) de los pilares nuevos, elresto ya vienen descritos por el Generador de prticos.Para ellos, utilice la opcinVinculacin exterior del menNudo: seleccione uno a uno (o con ventana de captura)todos los nudos que faltan por describir su tipo de vincu-lacin exterior. Una vez seleccionados todos, pulse con elbotn derecho del ratn y se abrir el dilogoVinculacinexterior donde debe indicar el empotramiento.

Fig. 1.38

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El siguiente paso es describir el tipo de perfil que se va aasignar a las barras, as como el material de las mismas.

Para ello, emplee la opcin Describir perfil del menBarra, primero seleccione los pilares de los prticos, y unavez seleccionados pulse con el botn derecho para indicarel tipo de perfil.

Fig. 1.39

Seleccione los perfiles de Acero Laminado y pulse en elbotn Perfil para seleccionar de partida un IPE-300.

Fig. 1.40

18 Estructuras

A continuacin, describa de la misma manera los dintelesde los prticos centrales, las vigas de los forjados como

IPE-240 y las vigas de arriostramiento de prticos IPE-160.Por ltimo, seleccione las cruces de arriostramiento ypulse en la opcin Tirante de la descripcin de barras.Est opcin es vlida siempre y cuando las barras selec-cionadas cumplan las siguientes premisas:

Las barras descritas como tirantes forma parte de unarigidizacin en forma de cruz de San Andrs, enmarca-da en sus cuatro bordes, o en tres si la rigidizacin

llega a dos apoyos exteriores. El programa slo considerar estas barras trabajandoa traccin, por lo que no permite asignar coeficientesde pandeo ni de empotramiento.

No se pueden introducir cargas sobre ellas.

En este ejemplo se definirn los tirantes como 16. Paradiferenciar estas barras del resto, el programa las dibuja

en color azul.

Fig. 1.41

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1.3.3. Disposicin de perfiles

El siguiente paso es la descripcin de la disposicin de lasbarras, es decir, se indica el ngulo y el enrase correctoque van a tener en la obra. Comience por los pilares inter-medios de los muros pin.

Activada la opcin Describir disposicin del men Barraseleccione primero los pilares de los muros, tras pulsarcon el botn derecho del ratn, seleccione en el apartadongulo de giro la opcin Giro a 90.

Fig. 1.42

1.3.4. Agrupacin de barras iguales

Las cargas de viento, debido a que los huecos de la naveno son simtricos, dan como resultado unas cargas depresin no simtricas; por lo que el dimensionamiento delas barras tras el clculo puede no ser simtrico. Para evi-tar esto, es necesario emplear la opcin Agrupar delmen Barra.


Seleccione todos los pilares IPE-300 de los prticos ypulse con el botn derecho para validar la agrupacin.

Fig. 1.43

De esta forma, se quedarn agrupadas y, cuando se reali-ce alguna accin sobre uno de los pilares de la agrupa-cin, se ver reflejada en todos.

Realice el mismo proceso con las vigas IPE-300 de losprticos. Agrupe tambin los pilares IPE-240 del muropin as como las vigas IPE-240 y pilares IPE-220 del for-jado de oficinas, y todas las vigas de arriostramiento entreprticos IPE-160.

1.3.5. Asignacin de material

Una vez descritas las barras, se indica el material. Pararealizar esta operacin, emplee la opcin Describir mate-rial del men Barra. A continuacin, abra una ventana decaptura con todas las barras de la estructura, pulse con elbotn derecho y asgneles el material S-275.

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20 E t t


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Fig. 1.44

1.3.6. Coeficientes de empotramiento

El siguiente paso a realizar es articular los extremos de lasbarras de arriostramientos entre prticos. Para ello empleela opcin Coeficientes de empotramiento del men

Barra. Seleccione las barras y, pulsando con el botnderecho, introduzca el coeficiente de empotramiento 0 enambos planos, tanto en el origen como en el extremo delas barras.

Fig. 1.45

20 Estructuras

Fig. 1.46

Las vigas del forjado que se unen al alma de los pilares searticularn tambin. Las vigas de los extremos del prticodel muro pin que contiene al forjado estarn empotra-das a los pilares exteriores y articuladas a los interiores, es

decir, se dar coeficiente de empotramiento 0 en el origeny 1 en el extremo dependiendo de sentido de la barra. Laforma de distinguir el origen de extremo es fijndose en losejes de la seccin del perfil que se dibuja en cada barra, elsentido de la flecha del eje X (rojo ) apunta al extremo dela barra.

1.3.7. Hiptesis de cargas

Una vez descrita la geometra, contine completando lashiptesis de cargas que faltan por aadir a las proporcio-nadas por el Generador de prticos.

1.3.7.1. Aadir hiptesis de carga

Para aadir o modificar hiptesis debe emplear la opcinAcciones de men Obra. El Generador de prticos hagenerado 1 hiptesis de Cargas permanentes, 6 hiptesis

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Nuevo Metal 3D Ejemplo prctico 21


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de viento y 3 de sobrecarga de Nieve. Como en este ejem-plo se ha aadido un forjado para oficinas, debe crear una

nueva hiptesis de Sobrecarga de Uso; para ello, en eldilogo de acciones pulse sobre el botn Hiptesis adi-cionales y, a continuacin, pulse en el botn para editarlas hiptesis de Sobrecarga y aada la hiptesis desobrecarga de uso.

Fig. 1.47

1.3.7.2. Cargas del forjado

Una vez creada la hiptesis de Sobrecarga de Uso, seintroducen las cargas de dicha hiptesis. Con la opcinHiptesis vista del men Carga, seleccione la sobrecar-ga de uso, manteniendo la casillaVer todas desactivada.Seguidamente, con la opcin Introducir cargas sobrebarras, seleccione las barras de los dos prticos sobrelos que va a apoyar el forjado pulsando sobre ellas con elbotn izquierdo de ratn; y, pulsando con el botn dere-cho, defina el tipo y valor de la carga.


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Las cargas permanentes que tiene el forjado sern3.7 kN/m2 del peso del forjado y 1.2 kN/m2 del solado del

mismo, resultando una carga total de 4.9 kN/m2.Como el forjado est salvando una luz de 5 m la cargaresultante trasmitida a las vigas ser de 12.25 kN/m en lahiptesis de carga permanente.

En la hiptesis de sobrecarga de uso se tiene 2 kN/m2, conlo que debe aplicar una carga en cada una de las vigasque sustentan al forjado de 5 kN/m.

En este caso seleccione una carga lineal de 5 kN/m en ejes

globales y con una direccin contra el eje Z, y Q1 comohiptesis la sobrecarga de uso.

Fig. 1.48Para introducir, en las mismas barras de la seleccin ante-rior, las cargas de la hiptesis de Cargas permanentes,pulse el botn Repetir la ltima seleccin, con lo quese volvern a seleccionar las barras; pulse ahora con elbotn derecho del ratn y volver a aparecer el dilogoIntroducir cargas sobre barras. En primer lugar, cambiea Carga permanente en el apartado Hiptesis; y, a con-tinuacin, introduzca el valor 12.25 kN/m2 y la misma direc-

cin y sentido que la introduccin anterior.

22 Estructuras


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Fig. 1.49

Al aceptar el dilogo observar que la carga ha sido intro-

ducida, pero que no se dibuja. Esto es debido a que en laopcin Hiptesis vista est seleccionada la sobrecargade uso en lugar de las cargas permanentes.

1.3.7.3. Cargas de viento

Seguidamente se completar en las hiptesis de viento lascargas sobre los pilares de los muros pin.

Hiptesis de viento a 0 situacin 1 y situacin 2Tras indicar esta hiptesis en la opcin Hiptesis vista,seleccione el primer pilar de un muro pin. Este pilar estafectado por la presin de succin del viento en zona A yparte de la zona B. En este ejemplo, la zona A tiene unadimensin de 2 m, luego la carga a aplicar sobre el pilarser:

= - + - = -q 0.682 2 ( 0.442) 0.5 q 1.585 kN/m

22 Estructuras

Como la nave tiene 20 m de anchura y segn la tabla D.1del CTE SE-AE el valor de e = 20 m, el resto de los pilares

del muro pin estarn sometidos a la succin de la zonaB, y la zona C no tendr influencia sobre la nave.

en los pilares centrales y la mitad para el extremo

Hiptesis de viento a 180 situacin 1 y situacin 2

Para los primeros pilares del muro pin en la direccin delviento la carga ser:

Para los pilares centrales:

en los pilares centrales y la mitad para el extremo

Hiptesis de viento a 90

La carga a introducir en los pilares expuestos en zona D enel muro pin que queda a barlovento ser:

Las cargas a introducir en la zona E que acta sobre el

muro pin de sotavento:

introduciendo la mitad de las cargas anteriores sobre lospilares extremos del prtico

= =q 0.080 5 q 0.40 kN/m

= =q 0.742 5 q 3.71 kN/m

= - = -q 0.702 5 q 3.51kN/m

= - + - = -q 0.942 2 ( 0.702) 0.5 q 2.235 kN/m

= - = -q 0.442 5 q 2.21kN/

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1.3.8. Pandeo

Una vez completados los estados de cargas de la nave,pase a definir los coeficientes de pandeo de las barras queha introducido en el programa, ya que las proporcionadaspor el Generador de prticos tienen definidos los coefi-cientes de pandeo.

Para la asignacin de los coeficientes de pandeo, selec-cione la opcin Pandeo del men Barra, y, en una prime-ra seleccin, marque las vigas IPE-160 que arriostran losprticos. Como la estructura tiene las correas IPE-100

espaciadas cada 1400 mm unidas al panel de coberturacon fijacin rgida, y a su vez en la nave se emplear comocerramiento placas de hormign de 150 mm de espesor,puede considerarse que estas barras no pandearn, yaque debera entrar en carga toda la estructura para que sepudiera producir dicho fenmeno. Por tanto, en estasvigas se asignar como coeficiente b de pandeo el valor 0en el plano XY y se mantendr el valor 1 en el otro plano.

Fig. 1.50

Para las vigas IPE-200 que unen los dos prticos quesoportan el forjado de oficinas, se har exactamente igual

que en el caso anterior, ya que se dispone del forjado queimpide el pandeo del perfil en el plano XY del perfil.

Nuevo Metal 3D Ejemplo prctico 23

En los pilares IPE-220 que soportan al prtico interior delforjado se considerar un b=0.7 empotrado en su base y

articulado en la cabeza en ambos planos.Por ltimo, los pilares IPE-240 de ambos muros pin vana tener impedido el pandeo en el plano XY debido al cerra-miento lateral que queda embebido en ellos.

1.3.9. Pandeo lateral

En los dinteles de los prticos centrales de la nave, debi-

do a las hiptesis de succin de viento en la cubierta,puede llegar a producirse el pandeo lateral del ala inferior.Esto se evita disponiendo en el proyecto de tornapuntasque arriostren el ala inferior frente a este fenmeno; pararealizarlo en el programa, utilice la opcin Pandeo lateraldel men Barra y seleccione las vigas IPE-300 que formanla cubierta, a continuacin, pulse con el botn derecho delratn para editar los coeficientes de pandeo lateral de lasbarras seleccionadas. En el ala inferior de stas coloqueun tornapuntas cada 4 correas con una longitud libre depandeo de Lb=4.2 m.

Fig. 1.51

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24 Estructuras


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Para los pilares IPE-300 de los prticos centrales coloquearriostrado el pandeo lateral.

1.3.10. Clculo y dimensionado de laestructura

Una vez realizados todos los pasos anteriores puede cal-cular la estructura y comenzar la fase de dimensionamien-to de la misma. Para calcular la estructura seleccione laopcin Calcular del men Clculo, aparecer una venta-

na en la que se permite seleccionar entre No dimensionarperfiles, Dimensionamiento rpido de perfiles oDimensionamiento ptimo de perfiles. Para seguir conel ejemplo de este manual seleccione la primera opcinNo dimensionar perfiles.

Fig. 1.52

1.3.10.1. Dimensionamiento de tirantes

El hecho de que los tirantes o tensores sean barras de eje

recto que slo admiten esfuerzos de traccin en la direc-

cin de su eje, implica que su modelizacin slo seraestrictamente exacta si se hiciese un anlisis no lineal de

la estructura para cada combinacin de hiptesis, en elque deberan suprimirse, en cada clculo, todos aquellostirantes cuyos axiles sean de compresin.

Adems, para realizar un anlisis dinmico sin considerarlos tirantes comprimidos, sera necesario realizar un anli-sis en el dominio del tiempo con acelerogramas.

Como aproximacin al mtodo exacto, proponemos unmtodo alternativo cuyos resultados, en los casos que

cumplen con las condiciones que se detallan a continua-cin, son suficientemente aceptables para la prctica habi-tual del diseo de estructuras con elementos tirantes.

El mtodo tiene las siguientes limitaciones, cuyo cumpli-miento comprueba el programa:

1. El elemento tirante forma parte de una rigidizacin enforma de cruz de San Andrs enmarcada en sus cua-tro bordes, o en tres si la rigidizacin llega a dos vncu-

los exteriores. Adems, cada recuadro rigidizado debeformar un rectngulo (los cuatro ngulos interiores rec-tos).

Fig. 1.53

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29/42

2. La rigidez axil de los tirantes (AE/L) es menor que el10% de la rigidez axil de los elementos que enmarcan

dicha cruz de San Andrs.3. Cada diagonal de un mismo recuadro rigidizado debe

tener la misma seccin transversal, es decir, el mismoperfil.

Aplicacin del mtodo

El mtodo de clculo es lineal y elstico con formulacinmatricial. Cada tirante se introduce en la matriz de rigidez

con slo el trmino de rigidez axil (AE/L), donde la mismaes igual a la mitad de la rigidez axil real del tirante. De estamanera, se logran desplazamientos en el plano de la rigi-dizacin, similares a los que se obtendran si la diagonalcomprimida se hubiese suprimido del anlisis matricialconsiderando el rea real de la seccin del tirante traccio-nado.

Para cada combinacin de hiptesis, se obtienen los

esfuerzos finales en cada tirante, y en aquellos en los queel axil resulte de compresin se procede de la siguientemanera:

A. Se anula el axil del tirante comprimido.

B. Dicho axil se suma al axil del otro tirante queforma parte del recuadro rigidizado.

C. Con la nueva configuracin de axiles en los tenso-res, se procede a restituir el equilibrio de nudos.

A. Anulacin del esfuerzo en el tirante comprimido.Asignacin del valor de la compresin al tirantetraccionado.

Se elimina el axil en el tirante comprimido (C=0) y se lesuma al tirante traccionado (T*=T+|C|).

Fig. 1.55

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Dado que el mtodo compatibiliza esfuerzos y no desplaza-mientos, es importante considerar la restriccin de rigideces axi-les de las secciones que forman el recuadro rigidizado indicadoen el apartado 2 anterior, ya que el mtodo gana mayor exacti-tud cuanto menores sean los acortamientos y los alargamientosrelativos de las barras que enmarcan la cruz de San Andrs. Entodos los casos analizados por CYPE Ingenieros, S.A., las dis-crepancias, entre los resultados obtenidos por este mtodo ylos obtenidos por anlisis no lineal, han sido despreciables.

En la siguiente figura se esquematiza el proceso antes descrito.

Fig. 1.54

Esfuerzos provenientes de cada una de las combinaciones en

estudio:T: esfuerzo axil en el tirante traccionado

C: esfuerzo axil en el tirante comprimido

26 Estructuras


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B. Distribucin (por descomposicin de fuerzas) delincremento de axil en el tirante traccionado (C*)

El incremento de axil (C*) en el tirante se descomponeen la direccin de las barras (o reacciones de vnculo)que acometen a los nudos.

N1, N2, N3, R1h, R1v, R2h, R2v,: esfuerzos y reaccionesen los elementos que enmarcan la rigidizacin sin consi-derar el incremento de traccin en el tirante traccionado.

Fig. 1.56

C. Restitucin del equilibrio en los nudos extremosde los tirantes. Equilibrio de fuerzas

En cada barra y vnculo externo del recuadro se hacela suma vectorial de las componentes del incrementode traccin (de igual valor absoluto que la compresindel tirante comprimido).

El estado final de esfuerzos y reacciones resulta comose indica en la siguiente figura:

Fig. 1.57

Dichos valores se pueden consultar en cada barra o nudopor hiptesis y por combinaciones. Cada hiptesis es tra-

tada como una combinacin unitaria.

1.3.10.2. Dimensionamiento de uniones

El Nuevo Metal 3D, en la versin 2008, incorpora el clcu-lo y dimensionamiento de los siguientes tipos de unionesde perfiles doble T, para la normativa CTE.DB SE-A.

Tipologas de uniones implementadas

a) Unin Pilar-Dintel empotrada, con cartelas.

Fig. 1.58

b) Unin Pilar-Dintel empotrada con vigas ortogonalesarticuladas.

Fig. 1.59

c) Unin Pilar-Dintel empotrada con una viga ortogonalarticulada.

Fig. 1.60

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d) Unin Pilar-Dintel empotrada.

Fig. 1.61

e) Unin Pilar-Dintel articulado con viga ortogonal articu-lada.

Fig. 1.62

f) Apoyo intermedio de viga de formacin de pendiente,el dintel debe ser una pieza y el nudo articulado.

Fig. 1.63

g) Apoyo en cumbrera del muro pin de las vigas de for-macin de pendiente.

Fig. 1.64

h) Unin en cumbrera.

Fig. 1.65

i) Unin Pilar-Dintel articulada.

Fig. 1.66

j) Unin Pilar-Dintel articulada en el alma.

Fig. 1.67

k) Unin intermedia Pilar-Dintel empotrada con vigasortogonales articuladas.

Fig. 1.68

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28 Estructuras


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l) Unin intermedia Pilar-Dintel empotrada con viga orto-gonal articulada.

Fig. 1.69

m) Unin intermedia Pilar-Dintel articulada con viga orto-gonal articulada.

Fig. 1.70

n) Unin intermedia Pilar-Dintel articulada.

Fig. 1.71

) Unin intermedia Pilar-Dintel articulada en el alma.

Fig. 1.72

o) Detalle del Tensor.

Fig. 1.73

Dimensionamiento de uniones

Si durante el proceso de clculo de la estructura se detec-tan nudos cuya unin est resuelta en el programa, stedimensionar las uniones y dar como resultado un planode detalle de la misma.

El programa dimensionar en las uniones los espesoresde garganta de las soldaduras y longitud de las mismas, eincorporar rigidizadores en el caso de que sean necesa-rios para la transmisin de tensiones en la unin.

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Los esfuerzos transmitidos al cordn de soldadura por uni-dad de longitud se descomponen en cada una de las

componentes de tensin normal y tangencial al plano de lagarganta, suponiendo que la distribucin de tensiones esuniforme a lo largo de l.

Fig. 1.74

Segn el CTE DB SE-A en su art. 8.6.2, la soldadura essuficiente si cumple:

Donde:

s^ : Tensin normal perpendicular al plano de la garganta.

t^ : Tensin tangencial perpendicular al eje del cordn.

tII: Tensin tangencial paralela al cordn.fu: Resistencia ltima a traccin de la pieza ms dbil dela unin.

bw : Coeficiente de correlacin.

gM2 : Coeficiente de seguridad parcial (1.25).

El espesor de las soldaduras en ngulo ser como mnimo4 mm. Y no ser mayor que 0.7 veces el espesor menor de

las piezas a unir.

^s gu

M2

f

( )^ ^s + t + t b gP u2 2 w M2f3

El programa descompondr los esfuerzos del nudo, deter-minando las tensiones en cada uno de los cordones de

soldadura de la unin, debiendo verificarse en cada unode ellos la relacin anterior. En el caso de una unin empo-trada se obtienen tres tipos de cordones distintos.

Fig. 1.75

Fig. 1.76

El programa determinar las caractersticas mecnicas delos cordones de soldadura.

= + + - - +

+

2 21 2

y 1 1 2 2 f

33 3

a aH HI 2 L a 4 L a t2 2 2 2

12 a L12

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30 Estructuras


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El clculo de las tensiones normales actuantes sobre loscordones de soldadura ser:

En los cordones de soldadura 1 las tensiones norma-les mximas se obtendrn para:

En los cordones de soldadura 2:

En los cordones de soldadura 3:

Para el clculo de las tensiones tangenciales debido a losesfuerzos cortantes, el programa, en el caso del cortantehorizontal, lo distribuir entre los cordones 1 y 2 de formaproporcional a su rea resistente. En cambio, el cortantevertical lo deben resistir los cordones 3.

El torsor se descompone en un par de fuerzas que incre-mentan o disminuyen las tensiones tangenciales en loscordones 1 y 2, en funcin del signo de este.

( ) ^ ^= + = s = tw 3 3y 0.5 t a y z 0.5 L

( ) ^ ^= = - - s = t1 f 2y 0.5 L y z 0.5 H 2 t a

( ) ^ ^= = + s = t

1 1y 0.5 L y z 0.5 H a

^ ^s = t = s22

s = + + y zy z

MMN z yA I I

= + + 1 1 2 2 3 3A 2 L a 4 L a 2 L a

( )

= + -

- - + +

3 3z 1 21 2

23 w 32 1 2 3 3

1 1I 2 a L 2 a L

12 12

t a12 a L 2 L 2 L a

12 2 2

Una vez obtenidas las tensiones normales y tangencialesen cada cordn deber verificarse en cada uno de ellos la

siguiente relacin:

Consulta de uniones

Tras el clculo pueden verse las uniones que han sidodimensionadas, para ello emplee la opcin Consultaruniones del men Calcular. Al activar esta opcin, semarcarn con un crculo de color verde aquellas unionesque el programa ha podido dimensionar. Las uniones queel programa no ha podido resolver se dibujarn en colorrojo.

Fig. 1.77

^s gu

M2

f

( )^ ^s + t + t b gPu2 2 2

w M2

f3

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Si se acerca a un nudo en el que hay uniones dimensiona-das se mostrar un bocadillo informativo en el que se indi-

can los tipos de uniones dimensionadas asociadas adicho nudo, pulsando sobre la unin se mostrarn los pla-nos de detalles de las uniones asociados a ese nudo.

Fig. 1.78

Si pulsa sobre un nudo en el que no se ha dimensionadoninguna unin, el programa mostrar una vista 3D con las

barras que llegan a la unin para poder ver si hay algunainterferencia entre ellas de tal forma que nos se puedaresolver la unin.

Causas por las que no se ha dimensionado una unin

Si el programa no dimensiona una unin de las que en unprincipio parece que esta implementada en el programa,puede deberse a que se producen algunas de las circuns-

tancias explicadas a continuacin.a. Empotramiento de un perfil en el alma de otro

En el caso de que se intente empotrar un perfil en elalma de otro, no se podr resolver la unin. Siempre se

debe articular los extremos de lasbarras que estn unidos al alma deotra.

b. Interferencia entre perfiles

Si las alas del perfil que se van a uniral alma de otro interfieren con las deeste ltimo, el programa no podrresolver la unin, ya que en esta ver-sin no estn implementados losrecortes de barras.

c. Interferencia entre perfiles y rigi-

dizadoresEn el caso de que el perfil que se uneal alma de otro intersecta con los rigi-dizadores que el programa ha coloca-do para garantizar el empotramientode barras que acometen por el planoortogonal.

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32 Estructuras


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d. Espesor de la pieza

En el caso de que el espesor de garganta del cordn

de soldadura necesario sea mayor que 0.7 veces elespesor de la pieza que une.

e. Ortogonalidad

En el caso en el que los planos que contienen el almade las barras no sean los mismos, o no sean perpen-diculares entre s, el programa no resolver la unin.

f. ngulo

Si se cumple el punto anterior, el ngulo que forman las

caras de las barras a soldar debe ser mayor o igual de60, en caso contrario, no se dimensiona la unin.

Fig. 1.79

1.3.10.3. Comprobacin de barrasTras el proceso de clculo seleccione la opcinComprobar barras del men Clculo, para verificar si elpredimensionado inicial es vlido, o por el contrario ha demodificarse alguna barra y volver a calcular.

Al seleccionar esta opcin, se dibujan en color rojo todasaquellas barras que no verifican para el estado de hipte-sis de cargas actuales. Pinchando sobre una de las vigas

IPE-300 de los prticos centrales aparece un dilogo en el

que se indica qu perfiles cumplen de la serie del perfil, eindica con sombreado azul el que est colocado en la

obra. Si deseara modificar el perfil, simplemente tendraque hacer doble clic sobre la fila del perfil que quiere colo-car (el sombreado azul seala dicha fila). En este caso, nomodifique el perfil inicial, ya que el siguiente que verifica esel IPE-330, y en este caso es mejor revisar el estado ten-sional de la barra, para poder elegir entre cambiar a unperfil superior o acartelar la viga en su unin al pilar.

Fig. 1.80

1.3.10.4. Consulta de esfuerzos y tensiones

Active la opcin Envolventes del men Clculo, y selec-cione el apartado Tensin/Aprov.(Ten), con Slo lasbarras seleccionadas marcado. A continuacin, pulsesobre la viga que haba seleccionado anteriormente con laopcin Comprobar barras, y se dibujar sobre el planoXZ de la barra la ley del estado tensional de la barra, encolor verde la zona que verifique la tensin y en rojo la queno.

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Fig. 1.81

Como puede observar en la zona del empotramiento conel pilar, se presenta un coeficiente de aprovechamientomayor a la unidad. Si desea saber su valor, active la casi-lla Ver valores mximos y mnimos, y observe que el

valor del coeficiente de aprovechamiento de la barra es1.1, con lo que se est excediendo un 10% la resistenciadel perfil.

Fig. 1.82

Si se realiza el mismo proceso en los pilares que no verifi-can, se puede ver que el coeficiente de aprovechamiento

se supera un 24% en la base del perfil.

Fig. 1.83

Cmo se proceda en estos casos depende de las solucio-nes prcticas que cada tcnico tenga por costumbre rea-lizar. En este ejemplo, cambie los perfiles a un IPE-330 yvuelva a calcular, verificando de nuevo que todas lasbarras de la estructura cumplan.

1.3.11. Placas de anclaje

Una vez ha encajado los perfiles de la nave, pase a la intro-duccin de las placas de anclaje para su posterior dimen-sionamiento. Seleccione del men Placas de anclaje laopcin Generar y, una vez que las placas han sido obte-nidas en el proyecto, emplee la opcin Dimensionar delmismo men para su dimensionamiento.

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Fig. 1.84

Una vez dimensionadas las placas, con la opcin Editarpuede consultar y modificar los resultados del dimensiona-miento.

Fig. 1.85

Con la opcin Igualar puede ir agrupando todas las pla-cas de anclaje de los pilares, los prticos principales en un

mismo tipo, las de los pilares de los muros pin en otrotipo y las de los pilares del prtico del forjado en otro. Para

emplear esta opcin, marque previamente sobre la placaque desea como tipo de la igualacin, una vez selecciona-da, se dibujarn en color marrn todas las placas igualesa la tipo y, en amarillo, las diferentes. Pulse sobre estas lti-mas para igualarlas, y, una vez finalizada la igualacin,pulse con el botn derecho para validar la accin; se dibu-jarn en color rojo aqullas que no verifiquen.

1.3.12. Cimentacin

1.3.12.1. Introduccin de zapatas

Ya dimensionadas las placas, puede pasar a la carpetaCimentacin para la definicin de la misma. Al entrar enla pestaa se dibujarn en una proyeccin en planta todoslos perfiles de las barras cuyos nudos han sido definidoscomo vinculacin exterior. Las placas de anclaje se dibuja-

rn en el caso de haber sido definidas previamente.

Fig. 1.86

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Para introducir las zapatas y las correas de atado entreellas emplee la opcin Nuevo del men Elementos de

cimentacin.

Fig. 1.87

Seleccione la opcin Zapata de hormign armado, en laventana que aparece pinche sobre Zapata rectangularexcntrica (tercera opcin comenzando desde la izquierda).

Fig. 1.88

Al aceptar esta ventana el cursor se convierte en una zapa-ta. Dependiendo de la zona del pilar donde se posicione,el cursor se convertir en una zapata de esquina, media-

nera, o centrada en el caso de colocarnos encima de ella.De esta manera vaya pinchando con el botn izquierdo delratn sobre cada uno de los arranques de la obra hastatener todas las zapatas introducidas.

Fig. 1.89

1.3.12.2. Introduccin de vigas de atado

Proceda ahora a introducir las vigas de atado. Para ello

emplee la opcin Viga automtica, y pinchando de unarranque de la zapata a otro se irn introduciendo lasvigas.

Fig. 1.90

1.3.12.3. Definicin de datos previos aldimensionamiento

Una vez definida la geometra de la cimentacin de lanave, debe introducir la tensin admisible del terreno y lostipos de hormign y de acero de la cimentacin, con laopcin Datos generales del men Obra.

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Fig. 1.91

Previamente al clculo, es necesario definir en el apartadoOpciones de vigas de atado del men Obra la sobrecar-ga de compactacin, debido al cerramiento que apoya enellas.

En este ejemplo, el peso de la placa de hormign es de2.7 kN/m2, por lo que debe introducir una sobrecarga decompactacin mayorada de:

Fig. 1.92

= =sc scq 2.7 8 1.6 q 34.6 k

Por ltimo, cuando se dimensiona una cimentacin parauna nave industrial, el principal problema estriba, no ya en

las tensiones transmitidas al terreno, sino en el peso delelemento en s; ya que, debido la succin a la que se vensometidas las naves durante la accin del viento y puestoque las cargas que descienden por los pilares son peque-as, puede producirse el despegue de la zapata, lo que dacomo resultado del dimensionamiento unas zapatas muygrandes.

Debido a esto es preferible, en este tipo de cimentaciones,partir con unas dimensiones iniciales del canto grandes.

Para ello, en la opcin Zapatas aisladas coloque 50 cmpara el canto mnimo. Es conveniente tambin, para evitareste fenmeno, volver a la estructura e introducir la cargaque transmite las vigas de atado de las zapatas a estasmismas, es decir, se introducir en el arranque de cadapilar de fachada una carga puntual en la hiptesis decarga permanente, con sentido contrario al eje Z y de valorigual al peso de cerramiento que soportan las vigas queatan a las zapatas, y volver a calcular la obra.

Fig. 1.93

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1.3.12.4. Dimensionamiento y comproba-cin de la cimentacin

Una vez realizados los pasos anteriores, puede dimensionarla cimentacin. Para ello, pulse en la opcin Dimensionardel men Clculo. Tras el proceso de clculo, se dibujarnen rojo aquellos elementos que tienen errores del dimensio-namiento. Moviendo el cursor sobre una zapata o viga de laobra se muestra un bocadillo informativo en el que se indicalos datos de clculo de la zapata (dimensiones, armado, ten-sin y esfuerzos) o de la viga.

Fig. 1.94

El programa permite la edicin, comprobacin y dimensio-namiento de cada elemento, para ello se emplea la opcinEditar del men Elementos de cimentacin.

1.3.12.5. Igualacin

En las zapatas, al igual que se procedi con las placas deanclaje, debe igualar la cimentacin para obtener un resul-tado ms homogneo de las zapatas. Para ello, emplee laopcin Igualar del men Elementos de cimentacin.

Una vez activada la opcin seleccione la zapata tipo(arranque N18), se dibujarn en color marrn la zapata

seleccionada y todas las que sean iguales, y en color ama-

rillo las que son distintas. Debe ir pulsando sobre las zapa-tas a igualar (N6, N8,N11, N13, N16, N21, N23, N26, N28,

N31y N33); una vez finalizada la igualacin, pulse con elbotn derecho para validarla.

Realice los mismos pasos igualando las zapatas de losarranques (N3, N1) y (N36, N38, N41, N43) que correspon-den a los exteriores del muro pin trasero y a los cuatroexteriores de los prticos que contienen al pilar.

Fig. 1.95

1.3.13. Salida de resultados

1.3.13.1. Planos

Una vez dimensionada la estructura y su cimentacin,podr obtener los planos del proyecto. Para dibujar losplanos pulse en el botn , que puede encontrar tantoen la pestaa Cimentacin como en la pestaaEstructura. Tras pulsar este botn, aparece la ventana deSeleccin de planos.

En esta ventana vaya aadiendo los planos del proyectoque desea dibujar, para ello pulse en el botn y selec-

cione el tipo de plano del dilogo Edicin de plano.

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Fig. 1.96

En este caso elija un plano de la Estructura 3D, y selec-cione para visualizar el eje de perfil, las cotas, el tipo deperfil y la referencia de las uniones.

Vuelva a aadir tres nuevos planos. En uno seleccione lasUniones; en otro, el plano de Cimentacin, y, por ltimo,el plano de Replanteo de la cimentacin.

Fig. 1.97

Especifique el perifrico al que desea lanzar los planos ypulse Imprimir.

1.3.13.2. Listados

1.3.13.2.1. Listado de la estructura

En el programa dispone de dos opciones para realizar ellistado de la estructura: una, con la que puede efectuar ellistado de toda la estructura, y, otra, para efectuar el lista-do de slo los elementos previamente seleccionados.

Listado de toda la estructura

La opcin para el listado de toda la estructura seencuentra a la izquierda de la de planos. Al pulsar sobre

este botn se abre una ventana en la que aparece unesquema de rbol con una casilla en cada una de lasramas, que activadas indican qu elementos aparecernen el listado.

Fig. 1.98

Listados sobre una seleccin de elementos

Esta opcin est disponible dentro del men Obra, trasactivarla debe seleccionar aquellas barras o nudos sobrelos que desea efectuar el listado. Seguidamente, pulse conel botn derecho para validar la seleccin, y aparecer laventana en la que debe indicar los captulos y apartadosque se van a listar.

1.3.13.2.2. Listado de cimentacin

Para efectuar el listado de cimentacin debe encontrarsedentro de la pestaa Cimentacin y pulsar el botn .

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Novo Metálicas 3D - Exemplo

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