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1. INTRODUCCIÓN. TIPOS DE NAVE Y ACCIONES 2. ESTRUCTURA DE LA NAVE. MÉTODOS DE CÁLCULO 3. COBERTURA Y CERRAMIENTOS 4. CORREAS 5. ARRIOSTRAMIENTOS 6. PÓRTICOS 7. CERCHAS 8. UNIONES 9. COMENTARIOS FINALES
•CUBIERTAS Y
CERRAMIENTOS
•PÓRTICOS
•CORREAS
•CERCHAS
•ARRIOSTRAMIENTOS
•UNIONES
EN
ESTE TEMA SE TRATAN ASPECTOS MÍNIMOS IMPRESCINDIBLES PARA EL DIMENSIONAMIENTOS DE NAVES INDUSTRIALES. SE INCLUYEN ASPECTOS RELATIVOS AL ANÁLISIS ESTRUCTURAL, ACCIONES Y A DIFERENTES ELEMENTOS ESTRUCTURALES TÍPICOS QUE SE DISPONEN EN LAS MISMAS. SE HACE ESPECIAL HINCAPIÉ EN LA NECESIDAD DE CONCEBIR LA NAVE INDUSTRIAL COMO UN CONJUNTO ESTRUCTURAL (DISEÑO TOTAL).
EL TIPO MÁS FRECUENTE DE NAVE INDUSTRIAL CORRESPONDE AL CASO EN EL QUE LA PLANTA ES UN RECTÁNGULO DONDE PREDOMINA CLARAMENTE UNA DIMENSIÓN. ENTONCES LA MENOR DIMENSIÓN ES LA LUZ DE LA NAVE Y SE DISPONEN PÓRTICOS, MANTENIENDO UNA SEPARACIÓN CONSTANTE ENTRE ELLOS HASTA ALCANZAR LA LONGITUD TOTAL.
DEPENDIENDO DEL USO DE LA NAVE, SE PUEDEN DISPONER PILARES INTERMEDIOS
ACTUALMENTE
DISPONER DE LUCES DE
METROS ES ALGO FRECUENTE.
LUZ.
DISTANCIAS
60 METROS SON COMPETITIVAS HA LLEGADO INCLUSO A 100 METROS DE
DEL ORDEN DE Y SE
30
Ortogonales (planta cuadrada)
Dientes de sierra Naves a dos aguas
ES EL TIPO DE NAVE MÁS FRECUENTE, SOBRE TODO CUANDO HAY PUENTE GRÚA. SU ESQUEMA RESISTENTE REQUIERE UN DISEÑO DETALLADO DE ARRIOSTRAMIENTOS TENIENDO EN CUENTA LA TRASLACIONALIDAD DE LA ESTRUCTURA.
Naves a dos aguas
Ortogonales (planta cuadrada) EN EL CASO DE DISPOSICIONES EN PLANTA CUADRADAS, RESULTAN ADECUADOS LOS TIPOS DE NAVE PLANA DE SISTEMAS ORTOGONALES. SE SUELE DISPONER UNA SERIE DE VIGAS EN CELOSÍA Y DE MANERA ORTOGONAL, EN CELOSÍA O NO, CORREAS. LA HORIZONTALIDAD DE LA CUBIERTA OBLIGA A DISEÑAR CUIDADOSAMENTE EL DRENAJE.
Dientes de sierra LAS VIGAS PRINCIPALES SON CELOSÍAS DE CANTO CONSTANTE QUE SE APROVECHAN COMO LUCERNARIOS. LAS VIGAS SECUNDARIAS, ORTOGONALES SON CELOSÍAS DE CANTO VARIABLE INCLINADAS QUE DISCURREN DESDE EL CORDÓN SUPERIOR DE UNA VIGA PRINCIPAL HASTA EL CORDÓN INFERIOR DE LA VIGA CONTIGUA
Acciones permanentes G EN NAVES, SON CASI EXCLUSIVAMENTE EL PESO PROPIO DE LA CUBIERTA Y EL PESO DE LA PROPIA ESTRUCTURA
Acciones permanentes G EN NAVES, SON CASI EXCLUSIVAMENTE EL PESO PROPIO DE LA CUBIERTA Y EL PESO DE LA PROPIA ESTRUCTURA
Sobrecarga de ejecución Qs SUJETO DE DEBATE
EN ALGUNAS NORMATIVAS.
EC1 SUGIERE 0,75 KN/M2 (ACOPIO,
OPERARIOS)
Acciones permanentes G EN NAVES, SON CASI EXCLUSIVAMENTE EL PESO PROPIO DE LA CUBIERTA Y EL PESO DE LA PROPIA ESTRUCTURA
Sobrecarga de ejecución Qs SUJETO DE DEBATE
EN ALGUNAS NORMATIVAS.
EC1 SUGIERE 0,75 KN/M2 (ACOPIO,
OPERARIOS)
Sobrecarga de instalaciones Qi PANELES
SOLARES,
SISTEMAS
CONTRA
MEGAFONÍA, SISTEMAS ELÉCTRICOS
INCENDIO,
VENTILACIÓN,
CONDUCTOS,
Acciones permanentes G EN NAVES, SON CASI EXCLUSIVAMENTE EL PESO PROPIO DE LA CUBIERTA Y EL PESO DE LA PROPIA ESTRUCTURA
Sobrecarga de ejecución Qs SUJETO DE DEBATE
EN ALGUNAS NORMATIVAS.
EC1 SUGIERE 0,75 KN/M2 (ACOPIO,
OPERARIOS)
Sobrecarga de instalaciones Qi PANELES
SOLARES,
SISTEMAS
CONTRA
INCENDIO,
VENTILACIÓN,
CONDUCTOS,
MEGAFONÍA, SISTEMAS ELÉCTRICOS
Acciones climáticas. QN, Qw y T LA NIEVE
DEPENDE DE FACTORES TALES COMO UBICACIÓN, AISLAMIENTO Y FORMA DE
LA CUBIERTA.
EN
ESPAÑA
GENERAL EN
SU VALOR CARACTERÍSTICO ES BAJO PERO
HAY QUE TENER EN CUENTA GEOMETRÍAS QUE SUPONGAN ACUMULACIÓN. DEL NORTE DE
EUROPA SUELE SER DETERMINANTE.
TANTO EC1
COMO EL
CTE
EN
PAÍSES
DESCRIBEN METODOLOGÍAS DETALLADAS PARA LA
APLICACIÓN DE LA CARGA DEL VIENTO, QUE DEPENDE DE LA VELOCIDAD DEL MISMO, DE LA SUPERFICIE DE APLICACIÓN, ALTITUD, ETC. RECOMIENDA UN ANÁLISIS
LA
TEMPERATURA
EN
CASOS MUY IRREGULARES SE
CFD MÁS DETALLADO.
GENERA
CONTRACCIONES IMPEDIDAS.
TENSIONES
SE
EN
EL
CASO
DE
DILATACIONES
O
SUELEN DISPONER DETALLES CONSTRUCTIVOS PARA
QUE LAS TENSIONES PROVENIENTES DE ESTE ORIGEN SEAN DESPRECIABLES
Acciones accidentales A DE
BAJA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA PERO MAGNITUD DE ENTIDAD.
SU
ANÁLISIS
ENTRA EN EL CAMPO DEL ANÁLISIS DE RIESGO
Impactos EN
NAVES CON ACCESO DE MAQUINARIA, VEHÍCULOS Y AUTOMÓVILES, SE CONSIDERAN
CARGAS CONCENTRADAS EN LOS ELEMENTOS SUSCEPTIBLES A IMPACTO SEGÚN SE ESTABLECE EN
EC1-7
Sismos LAS
NAVES
SUELEN
ESTRUCTURAL.
LOS
SER
ESTRUCTURAS
LIGERAS
CON
MUCHA
MÉTODOS DE CÁLCULO DESCRITOS EN LA
EAE
REGULARIDAD Y LA
NCSE-02
INCLUYEN LA UTILIZACIÓN DE MÉTODOS ESTÁTICOS EQUIVALENTES O MÉTODOS MÁS AVANZADOS PARA SU RESPECTIVA CARACTERIZACIÓN.
Explosiones SE
MODELIZAN A PARTIR DE DIAGRAMAS PRESIÓN-TIEMPO (EN MILISEGUNDOS).
UNA
PRESIÓN INICIAL (SOBREPRESIÓN MÁXIMA INCIDENTE) QUE PASA DE UN CIERTO VALOR
PO HASTA CERO EN UN TIEMPO DETERMINADO
El puente grúa LA
MAGNITUD
DE
LAS
ACCIONES
DEPENDE
DEL EQUIPO,
FUNDAMENTALMENTE
CARACTERIZADO POR LA CARGA NOMINAL DE IZADO EN EL GANCHO, LA LUZ DE LA NAVE, EL MODO DE OPERAR.
LAS
ACCIONES SE BASAN EN LAS REACCIONES
MÁXIMAS QUE PUEDEN EJERCER LAS RUEDAS TESTERAS SOBRE LA CARRILERA
SEPARACIÓN
ENTRE PÓRTICOS DE
1/4 A 1/5 DE LA LUZ Cumbrera
Testero
Luz
Cumbrera
Testero
Luz
LA
CUESTIÓN MÁS IMPORTANTE EN LA ESTRUCTURA ES SU CONSIDERACIÓN DE TRASLACIONAL O
INTRASLACIONAL.
EN
TODAS AQUELLAS ESTRUCTURAS EN LAS QUE LA RIGIDEZ LATERAL NO SEA
SUFICIENTE PARA PODERLAS CONSIDERAR COMO INTRASLACIONALES SE DEBE COMPROBAR SU ESTABILIDAD
TENIENDO
EN
CUENTA
EFECTOS
DE
SEGUNDO
ORDEN
DEBIDOS
A
LAS
IMPERFECCIONES DEL SISTEMA.
Hay tres maneras de considerar los efectos de segundo orden: MEDIANTE UN (DESPLOMES) Y
ANÁLISIS
GLOBAL
QUE
INCLUYA
IMPERFECCIONES
LATERALES
LAS IMPERFECCIONES POR CURVATURA DE TODOS LOS ELEMENTOS
AISLADOS
MEDIANTE
UN
ANÁLISIS
GLOBAL
IMPERFECCIONES LATERALES
TRASLACIONAL
(DESPLOMES). EN
QUE
INCLUYA
ÚNICAMENTE
ESTE CASO, EL PANDEO DE CADA
PIEZA SE VERIFICA A PARTIR DE LAS LONGITUDES REALES
MEDIANTE
UN ANÁLISIS TRADICIONAL, EN EL CUAL SE UTILIZAN LONGITUDES DE
PANDEO APROPIADAS.
VÁLIDO PARA CIERTOS
CASOS.
Análisis elástico de pórticos traslacionales (geométrico)
CONSISTE
EN REALIZAR UN ANÁLISIS EN PRIMER ORDEN Y LUEGO AMPLIFICAR LOS
ESFUERZOS OBTENIDOS PARA EL CASO DE DEFORMACIÓN LATERAL POR UN CIERTO COEFICIENTE, FUNCIÓN DE ALFA CRÍTICO.
Análisis rígido-plástico (análisis límite)
APLICABLE
A ESTRUCTURAS CON SECCIONES TRANSVERSALES QUE SATISFAGAN LOS
REQUISITOS DE DUCTILIDAD PROPIAS DE SECCIONES CLASE EL VALOR DE ALFA CRÍTICO SEA SUPERIOR A
5.
1. SE DEBE VERIFICAR QUE
Análisis no lineal geométrico con imperfecciones teniendo en cuenta la no linealidad del material (GMNIA)
APLICABLE
A CUALQUIER ESTRUCTURA.
MÉTODO ITERATIVO,
MONOTÓNICO CRECIENTE,
EN EL QUE LA CARGA SE APLICA DE MANERA INCREMENTAL Y EN LOS SUCESIVOS INCREMENTOS, TANTO LAS COORDENADAS NODALES (ECUACIÓN DE EQUILIBRIO), COMO LA ECUACIÓN CONSTITUTIVA DEL MATERIAL, SE VAN ACTUALIZANDO.
OTRO ASPECTO FUNDAMENTAL EN LA CONCEPCIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA NAVE INDUSTRIAL ES LA CIMENTACIÓN. EL TIPO DE SUELO DETERMINA LAS VENTAJAS E INCONVENIENTES DE TENER UNAS BASES DE PILARES ARRIOSTRADAS O ARTICULADAS. LA POSIBILIDAD DE ABSORBER MOMENTOS Y/O ESFUERZOS HORIZONTALES ES CLAVE.
LOS ELEMENTOS INICIALES PARA EL CÁLCULO, VIENEN DADOS POR EL NIVEL DE AISLAMIENTO TÉRMICO, ACÚSTICO Y DE ESTANQUEIDAD DE LA NAVE (Y POR ESTÉTICA). EXISTE UNA AMPLÍSIMA GAMA DE PRODUCTOS EXISTENTES EN EL MERCADO. ELEGIR UNO DE ELLOS DEBE SUPONER ESTUDIAR LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
•DURABILIDAD •PESO Y SEPARACIÓN ENTRE APOYOS •SISTEMAS DE FIJACIÓN DE LAS CORREAS •COMPATIBILIDAD CON LUCERNARIOS •ACCESORIOS (INSTALACIONES) •DISPONIBILIDAD
(CARACTERIZACIÓN
DE DE
DATOS LOS
MATERIALES
TÉCNICOS QUE
LA
COMPONEN Y CONFIGURACIONES GEOMÉTRICAS PARA LAS CUALES SE CONCIBEN)
TIPOS DE CUBIERTAS Y CERRAMIENTOS
•CHAPAS SIMPLES
•CUBIERTA ALUMINIO
•PANELES
SANDWICH
•VIDRIO
•CUBIERTAS
DECK
•PREFABRICADOS •DE HORMIGÓN
•FACHADA VENTILADA
•OBRA DE FÁBRICA
EJEMPLO DE APLICACIÓN
•CHAPAS SIMPLES
•EJEMPLO
5.6
EJEMPLO DE DISEÑO DE COBERTURA CON CHAPA PERFILADA “NAVES INDUSTRIALES CON ACERO”. ALFREDO ARNEDO PENA. PUBLICACIONES APTA
LAS CORREAS SON ELEMENTOS NUMEROSOS EN UNA NAVE INDUSTRIAL. UN PROCESO SOFISTICADO DE DISEÑO DE LAS MISMAS LLEVARÁ A UNA ESTRUCTURA MÁS EFICIENTE.
LAS CORREAS SON ELEMENTOS NUMEROSOS EN UNA NAVE INDUSTRIAL. UN PROCESO
SOFISTICADO DE DISEÑO DE LAS MISMAS LLEVARÁ A UNA ESTRUCTURA MÁS EFICIENTE.
SU FUNCIÓN PRINCIPAL ES LA DE SOPORTAR EL PESO DE LA CUBIERTA Y DE LA FACHADA. SIN EMBARGO, UN DISEÑO TOTAL PUEDE PERMITIR QUE LAS MISMAS FORMEN PARTE DE LOS SISTEMAS DE ENTRAMADO DE CONTRAVIENTOS Y ARRIOSTRAMIENTOS LATERALES DE ELEMENTOS O BIEN COMO PARTE FUNCIONAL DE LA ESTRUCTURA EN SU CONJUNTO.
Tornapuntas
•CONTRAVIENTOS
•FUNCIONALIDAD
•ARRIOSTRAMIENTOS •ALAS COMPRIMIDAS EN VIGAS
CONDICIONANTES ELU Y ELS
•CHAPAS DE CUBIERTA.
TAMAÑO
•CHAPAS DE CUBIERTA.
FICHAS
•CORREAS CON AXIL.
MÁXIMO
TÉCNICAS
ARRIOSTRAMIENTOS
•EMPALMES EN DINTEL •PRESENCIA DE NODOS EN CELOSÍAS •CUMBRERAS •DRENAJE
SISTEMAS DE CORREAS
•EMPALMES DE
CORREAS
SISTEMAS DE CORREAS
•EMPALMES DE
CORREAS
PRESENCIA DE AXIL EN LAS CORREAS
•PÓRTICO TESTERO
FIJACIONES. EL EJIÓN, EL TORNAPUNTAS Y EL SOLAPE DE CORREAS Cold-formed
Solape
Tornapuntas
Ejión
FIJACIONES. EL EJIÓN, EL TORNAPUNTAS Y EL SOLAPE DE CORREAS
Perfiles U
Interiores
Chapa frontal
Exteriores
Ejión
NORMATIVAS
Perfiles laminados •EUROCÓDIGO
3 PARTE 1-1
•MÉTODOS PLÁSTICOS
Perfiles conformados en frío •EUROCÓDIGO
3 PARTE 1-3
•CAPÍTULO
10. “SPECIAL
CONSIDERATION FOR
• PURLINS, LINER TRAYS AND SHEETINGS” •ANNEX •6.1.7
E. “SIMPLIFIED DESIGN
CARGAS
CONCENTRADAS
FOR PURLINS”
EJEMPLO DE APLICACIÓN
CORREA CON PERFIL LAMINADO IPE100 S275
EJEMPLO DE DISEÑO
P
DE CORREA CON PERFIL LAMINADO
V Pys PP
α
Pyi Pz
EJEMPLO DE APLICACIÓN
•EJEMPLO
6.6.7
EJEMPLO DE DISEÑO DE CORREA (DETERMINAR DE LAS CORREAS)
SOBRECARGAS MÁXIMAS
“NAVES INDUSTRIALES CON ACERO”. ALFREDO ARNEDO PENA. PUBLICACIONES APTA
CORREA CON PERFIL GALVANIZADO C200,70,T=2.5
SON LOS ELEMENTOS ENCARGADOS DE PROPORCIONAR A LA ESTRUCTURA UN COMPORTAMIENTO DE CONJUNTO. UN MODELO DE ANÁLISIS TRIDIMENSIONAL DE TODA LA ESTRUCTURA PERMITE VISUALIZAR EL ROL QUE JUEGAN DICHOS ELEMENTOS EN LA RESPUESTA ESTRUCTURAL DE UNA NAVE INDUSTRIAL ANTE DISTINTAS SOLICITACIONES.
ARRIOSTRAMIENTOS EN FACHADA
ARRIOSTRAMIENTOS EN CUBIERTA
REGLA INICIAL CONDICIÓN DE ARRIOSTRAMIENTO ΔR20 METROS)
Correas
PARTES
EMPALMES (EJIONES PREPARADOSA
Arriostramientos o cerchas
BASE Y HOMBRO
NUDOS
Ejión Tornapuntas Solape de correas
Correas a dinteles
Dinteles a pilares con placa de testa horizontal Cartelas Rigidización vertical
Dinteles a pilares con placa de testa vertical Inercia variable en la unión Rigidización horizontal
Cartelas en nudos de arriostrados o cerchas
PLACA DE BASE
•EJEMPLO
PLACA
9.8
DE BASE Y ZAPATA
“NAVES INDUSTRIALES CON ACERO”. ALFREDO ARNEDO PENA. PUBLICACIONES APTA
LAS
NAVES INDUSTRIALES SON ESTRUCTURAS METÁLICAS DE NATURALEZA MUY COMPLETA. CONCIBEN LOS ELEMENTOS DE MANERA ENTRAMADA PARA ASÍ LOGRAR UN PROYECTO EFICIENTE.
SE
UNA
DE LAS VARIABLES QUE CONDICIONAN ALGUNAS DECISIONES CLAVE (COMO POR EJEMPLO, EL GRADO DE EMPOTRAMIENTO EN LA BASE), ES LA CIMENTACIÓN. EL TIPO DE SUELO PERMITIRÁ DESARROLLAR ESTRUCTURAS MÁS EMPOTRADAS O BIEN, ARTICULADAS
LOS
ARRIOSTRAMIENTOS SON LOS ELEMENTOS ENCARGADOS DE PROPORCIONAR A LA ESTRUCTURA UN COMPORTAMIENTO DE CONJUNTO.
LA
TRASLACIONALIDAD DE LOS PÓRTICOS TRANSVERSALES ES DETERMINANTE. SISTEMAS DE CONTRAVIENTOS Y ARRIOSTRAMIENTOS EN FACHADA PUEDEN GENERAR PUNTOS DE DESPLAZAMIENTO NULO EN CABEZA DE PILARES, LO QUE REDUCE CONSIDERABLEMENTE EL VALOR DE BETA Y EVITA TENER QUE CALCULAR ESFUERZOS CON FACTORES DE AMPLIFICACIÓN.
UN
DISEÑO AFINADO DE CORREAS (ELEMENTO NUMEROSO) PUEDE GENERAR UN AHORRO SIGNIFICATIVO DE MATERIAL
•MUCHAS GRACIAS