pfc_carlos_ruizdeaguero_anaya_presentacion.pdf

8/9/2019 PFC_Carlos_RuizDeAguero_Anaya_Presentacion.pdf

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1. Introduccin

2. Planteamiento del problema

3. Metodologa de clculo4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto

7. Conclusiones y Trabajos Futuros

ndice


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3

1. Introduccin



5. Resultados

6. Presupuesto


ndice


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4

1.1 Introduccin

INTRODUCCIN A LAS NAVES INDUSTRIALES METLICAS

CARACTERSTICAS GENERALES

Estructuras muy esbeltasCubren grandes luces con gran ligereza

Cargas gravitatorias relativamente pequeasImportancia de las cargas horizontales

Mltiples tipologas constructivasGeneralmente porticadas y arriostradas

Requieren de un diseo detallado Uso de materiales, Costes y Procesos de ejecucin

Costes de energa y Sostenibilidad


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1.1 Introduccin

TIPOLOGAS CONSTRUCTIVAS

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6

1.2 Objetivos

Establecer unametodologapedaggica

Manejo delCdigo comercial

Integracin de diferentes elementos constructivos yoptimizacin de diferentes soluciones

DISEO, CLCULO Y OPTIMIZACIN DE LA ESTRUCTURAMETLICA DE UNA NAVE INDUSTRIAL RESUELTA CON PRTICOS RGIDOS A DOS AGUAS.

OBJETIVO PRINCIPAL

OBJETIVOSESPECFICOS


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1. Introduccin



5. Resultados

6. Presupuesto


ndice


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Nave industrial con superficie rectangular de 1350 m 2

27 m

50 m

Cubierta a dos aguas

2.1 Datos de partida


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2.1 Datos de partida


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2.2 Informacin estructural

Estructura porticada convencional con perfiles de seccin constante, a la que sele incorporaran la estructura para acoger el puente gra, la entreplanta y unsistema de cubierta solar.

Separacin entre prticos de 5 m. Altura de pilares de 7.5 m. Altura de cumbrera de 10 m ngulo de cubierta: 10.5 Se deben disponer pilarillos hastales para conformar a la

estructura una resistencia adecuada al viento frontal. No se estima necesaria una junta de dilatacin.

ESTRUCTURA

Se han dispuesto jcenas a 3,50 m empotradas en lospilares correspondientes de los prticos y en otrosespecficamente dispuestos para tal fin.

ENTREPLANTA 5 Tn de capacidad Se disponen mnsulas a 5 m de altura

sobre las que descansar la viga carril.

PUENTE GRA


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2.3 Planteamiento de resolucin

Diseo y Clculooptimizado del cuerpo

principal de la nave

Clculo de uniones yplacas de anclaje del

cuerpo principal

Diseo y Clculo de lanave con entreplanta

y puente gra

Clculo de la nave

con entreplanta,puente gra ycubierta fotovoltaica


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Se han utilizado placas de hormign prefabricado por tratarse de uno de loselementos ms utilizados en la actualidad.

Buenas caractersticas funcionales Facilidad y rapidez de montaje en obra Resistencia a contencin, golpes, fuego

2.4 Cerramiento


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2.5 Entreplanta de oficinas

Se ha utilizado un forjado de chapa colaboranteconstituido por un perfil de acero conformadoen fro sobre el cual se vierte una losa dehormign que contiene una malla de armaduradestinada a evitar la fisuracin del hormign.

Se ha seleccionado el perfil EUROCOL60 del fabricante EUROPERFIL.


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Tablas de sobrecargas admisibles daN/m 2 para perfiles EUROCOL60 para un espesor de 1 mm

2.5 Entreplanta de oficinas


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2.6 Cubierta

En todos los Estudios se ha utilizado una cubierta de panel sndwich Ondatherm900 C del fabricante Arcelor-Mittal.

CUBIERTA DE PANEL SNDWICH

Paramento metlico

Ncleo de espuma depoliuretano


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Se ha seleccionado para el Estudio IV la solucin ms desarrollada para lascubiertas arquitectnicas que se encuentra en el mercado, el sistema Arsolardel fabricante Arcelor-Mittal.

Con la superficie disponible en la cubierta se han instalado 384 mdulos dobles.

CUBIERTAFOTOVOLTAICA

2.6 Cubierta


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17

2.6 Cubierta


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1. Introduccin


3. Metodologa de clculo

4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto


ndice


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3.1 Herramienta de clculo

Las aplicaciones orientadas para el diseo y clculode estructuras metlicas se encuentran dentro delGrupo Metal.

Clculo mediante mtodos matriciales acorde condiferentes normativas: CTE, EHE, Eurocdigo 3 yotras internacionales.

- Empleado en el clculo de estructuras de edificacin,naves industriales (metlicas o de hormign),certificados energticos, presupuestos, etc.

Versin 2009.1.h .Versin After Hours


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Viento Nieve Sobrecarga de uso(Entreplanta y puente gra)

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3.2 Procedimiento de clculo

Acciones consideradas

Permanentes

Variables

Peso propio

Diseo y Clculo optimizadodel cuerpo principal de la

nave


cuerpo principal

Diseo y Clculo dela nave conentreplanta ypuente gra

Clculo de la navecon entreplanta,

puente gra ycubierta fotovoltaica

Generador de PrticosNuevo Metal 3D

Nuevo Metal 3D Nuevo Metal 3DGenerador de Prticos

Nuevo Metal 3D

ESTUDIO I ESTUDIO II ESTUDIO III ESTUDIO IV

ESTUDIO I, II, III y IVESTUDIO I, II, III y IV

ESTUDIO III y IV

ESTUDIO I, II, III y IV

METODOLOGA


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1. Introduccin



4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto


ndice


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4.1 Estudio I

CORREAS DE CUBIERTA

1. Introduccin deDatos de la obra

2. Introduccindel prtico tipo

3. Clculo decorreas

5. Exportar aNuevo Metal 3D

Modelo de viga continua

Clculo de tensiones y flechas segn el CTEComprobacin ELU y ELS(efectos de combadura y abolladura)


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4.1 Estudio I

ESTRUCTURA METLICA

1. CREACIN Y DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURACompletar la estructura exportada desde el Generador de Prticos

Vigas de atado entre cabezas de pilares

Pilarillos hastiales

Cruces de San Andrs de arriostramiento de cubiertaCruces de San Andrs de arriostramiento de paramentos

Vigas de atado que sirven de marco a las cruces de San Andrs

1. Creacin y descripcinde la estructura

2. Introduccinde los pandeos y

flechas

3. Introduccinde cargas

4. Clculo de laestructura

ESTRUCTURA COMPLETA


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4.1 Estudio I

Definicin de todos los nudos de la estructura

Definicin, agrupacin y predimensionado de las barras

Se reduce considerablemente el tiempo de clculo

Introduccin de flechas

Introduccin coeficientes de pandeo

Carga permanente (1 hiptesis) Cargas de viento (12 hiptesis) Cargas de nieve (3 hiptesis)

Empotrados Articulados

CTE-DB-SE-A Introducirlos con criterio

CTE-DB-SE-A

3. INTRODUCCIN DE CARGAS

2. INTRODUCCIN DE PANDEOS Y FLECHAS


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1. Clculo y comprobacin de barras

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4. CLCULO DE LA ESTRUCTURA

4.1 Estudio I


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2. Anlisis y optimizacin de la estructura

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4.1 Estudio I


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En primer lugar se van a estudiar los dinteles de los prticos tipo

Se describen como IPE-300 y se estudia su Envolvente de tensin

27

4.1 Estudio I


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POR LO QUE PODEMOS REDUCIR LOS DINTELES A UNIPE-300 CON CARTELAS DE 3.5 m OPTIMIZANDO DE ESTEMODO LA ESTRUCTURA.

28

4.1 Estudio I


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A continuacin se realiza lo mismo con los pilares

Se describen como IPE-400 y se estudia su Envolvente de tensin

29

4.1 Estudio I


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DISPONER PILARES IPE-400 CON CARTELAS DE 0.5 mSUPONE UN IMPORTANTE AHORRO ECONMICO PARAEL CLIENTE

SIN EMBARGO AL COMPROBAR BARRAS SE OBSERVAQUE AHORA EL DINTEL IPE-300 AHORA NO CUMPLE POFLECHA

30

4.1 Estudio I


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31

SE QUITAN LAS CARTELAS DE CUMBRERA PARAINTENTAR SOLUCIONAR ESTE PROBLEMA SIN EMBARGSE NOS VUELVE A IR POR TENSIONES

POR LO QUE DISPONIENDO UNAS CARTELAS DE 3.7 MSE CONSIGUE SOLUCIONAR EL PROBLEMA

4.1 Estudio I


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32

3. Clculo de la estructura longitudinal


4.1 Estudio I


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33

4.2 Estudio II

MDULO I: UNIONES SOLDADAS

CTE DB SE-A y Eurocdigo 3

CTE DB-SE-A,EN 1993-1-8:2005-07 (Eurocdigo 3 genrico)NP EN 1993-1-8:2005-07(Eurocdigo 3 para Portugal)NF EN 1993-1-8/NA:2007-07(Eurocdigo3 para Francia)

INTRODUCCIN AL CLCULO DE UNIONES


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34

4.2 Estudio II


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CTE DB SE-A en su art. 8.6.2

DIMENSIONAMIENTO DE UNIONES SOLDADAS

4.2 Estudio II


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CLCULO DE UNIONES SOLDADAS Y PLACAS DE ANCLAJE

4.2 Estudio II


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SE RECONFIGURA EL DISEO DEL ESTUDIO 1 PILARES DE LOS PRTICOS INTERMEDIOS IPE- 450 SIN ACARTELAR. DINTELES DE LOS PRTICOS INTERMEDIOS IPE-360 CON CARTELAS DE 2, DINTELES HASTIALES IPE-240. CRUCES DE CUMBRERA DE 18. SE RECONFIGURAN LOS COEFICIENTES DE EMPOTRAMIENTO

SE RECALCULAN Y COMPRUEBAN BARRAS, SE RECALCULAN UNION

4.2 Estudio II


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4.2 Estudio II


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4.2 Estudio II

VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA


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4.3 Estudio III

1. Creacin ydescripcin de la

estructura

2. Introduccinde los pandeos

y flechas

3. Introduccinde las cargas


5. Clculo de lasuniones y placas

de anclaje

ESTRUCTURA METLICA


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4.3 Estudio III

1. CREACIN Y DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA

ENTREPLANTA

MNSULAS

PILARES INTERIORES

Completar la estructura


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4.3 Estudio III

Definicin de todos los nudos de las barras nuevas

Definicin, agrupacin y predimensionado de las barras nuevas

Introduccin de flechas

Introduccin coeficientes de pandeo

Carga permanente (1 hiptesis) Cargas de viento (12 hiptesis) Cargas de nieve (3 hiptesis) Sobrecargas de uso (2 hiptesis)

Empotrados

Articulados

Barras nuevas CTE-DB-SE-A Reconsideracin de los coeficientesde pandeo de los pilares

CTE-DB-SE-A

3. INTRODUCCIN DE CARGAS

2. INTRODUCCIN DE PANDEOS Y FLECHAS


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PESO PROPIO DE LA ENTREPLANTA: Forjado colaborante: 221 Kg/m 2 Solado gres: 80 Kg/m2 Tabiquera: 100 Kg/m 2

400 Kg/m2

4.3 Estudio III


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4 3 E di III


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4.3 Estudio III

4 3 E di III


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4.3 Estudio III


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4 3 E di III


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5. CLCULO DE UNIONES SOLDADAS Y PLACAS DE ANCLAJE

AL CALCULAR Y CONSULTAR UNIONES SEOBSERVA LO SIGUIENTE

4.3 Estudio III

4 3 E di III


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4.3 Estudio III

4 3 E t di III


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6. VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA

4.3 Estudio III

4 4 E t di IV


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4.4 Estudio IV

1. COMPROBACIN DE LAS CORREAS DE CUBIERTA

Comprobacin de que las correasobtenidas en el Estudio I siguensiendo vlidas

1. Introducir la sobrecarga de la

cubierta fotovoltaica en Datos obra.

2. Comprobar que la correa ZF-160 x 2.5 sigue

siendo vlida.

4 4 E t di IV


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2. ESTRUCTURA METLICA CON CUBIERTA FOTOVOLTAICA

4.4 Estudio IV

1. Introduccin de lascargas


3. Clculo de lasuniones y placas

de anclaje

4 4 E t di IV


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HACEMOS LO MISMO PARA EL OTRO FALDON,

CALCULAMOS Y COMPROBAMOS BARRAS

4.4 Estudio IV

4 4 Est dio IV


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ESTUDIANDO LA ENVOLVENTE DE TENSIONESPOR LO QUE SE DISPONEN CARTELAS DE 3.3 M

4.4 Estudio IV

4 4 Estudio IV


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CALCULANDO UNIONES Y ACTIVANDO EL COMANCONSULTAR UNIONES

POR LO QUE TIENEN QUE AUMENTARSE LOSPILARES A IPE-500, LO QUE PRODUCE UN

INCREMENTO DE 1768.5 KG DE ACERO

4.4 Estudio IV

4 4 Estudio IV


56/68

LA SOLUCIN FINAL ES

4.4 Estudio IV

4 4 Estudio IV


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3. PRODUCCIN ANUAL DE LA CUBIERTA FOTOVOLTAICA

4.4 Estudio IV

4 4 Estudio IV


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384 MDULOS 260 WC/MDULO

POTENCIA INSTALADA 99840 WC

SI SE VENDIERA TODA ESTAENERGA A LA RED

50000/AO

4.4 Estudio IV

ndice


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1. Introduccin2. Planteamiento del problema


4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto


59

ndice

5 Resultados


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5. Resultados

ESTUDIO 1 ESTUDIO 2 ESTUDIO 3 ESTUDIO 4

P Correas (Kg) 5182.5 5182.5 5182.5 5182.5

P Cuerpo principal(Kg) 27609.01 31204.61 31204.61 34135.52

P Entreplanta y puente gra (Kg) - - 6982.99 6201.36

P Estructura (Kg) 27609.01 31204.61 38187.67 40336.88

P Uniones y placas de anclaje (Kg) - 3624.86 3809.11 4102.05

P Total (Kg) 32791.51 40011.97 41996.71 49621.43CAcero total () 57439.91 69425.72 81323.45 85377.42


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ndice


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4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto


62

ndice


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ndice


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4. Estudios

5. Resultados

6. Presupuesto


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ndice

7 1 Conclusiones


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7.1 Conclusiones

Diseo y Clculo optimizadodel cuerpo principal de la

nave


cuerpo principal

Diseo y Clculo dela nave con

entreplanta ypuente gra

Clculo de la navecon entreplanta,

puente gra ycubierta fotovoltaica

Generador de PrticosNuevo Metal 3D

Nuevo Metal 3D Nuevo Metal 3DGenerador de Prticos

Nuevo Metal 3D

ESTUDIO I ESTUDIO II ESTUDIO III ESTUDIO IV

304214.68 320759.89 389387.28 726658.99

7 1 Conclusiones


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7.1 Conclusiones

Capacidad de aplicaruna metodologa

e interpretar resultadoscon interaccin deconocimientos de

Ingeniera Estructural

Adquisicin de destrezasde clculo con un cdigo

comercial

Realizar clculos avanzados de naves industrialesIntegrando diferentes soluciones constructivas

CONCLUSIONESGENERALES

8.2 Trabajos futuros


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8.2 Trabajos futuros

Diseo y clculo de las cimentaciones.

Clculo de las uniones atornilladas de las que consta la estructura.

Analizar el comportamiento dinmico de la estructura.

Clculo de la estructura con la normativa del Eurocdigo 3 para comparar losresultados obtenidos con los de este proyecto.

Diseo y clculo de la estructura con perfiles de inercia variable, para compararlos resultados obtenidos con los de este proyecto.

Diseo y clculo de la estructura con prticos de seccin poligonal, paracomparar los resultados obtenidos con los de este proyecto.

Diseo y clculo de la estructura con cerchas, para comparar los resultadosobtenidos con los de este proyecto.


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Muchas gracias

por su atencin

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