Naves Industriales PDF [PDF]

Zitiervorschau

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