Las estructuras aporticadas se utilizan comúnmente para naves industriales y deportivas. Consisten en pórticos verticales de pilares y dinteles horizontales unidos por correas. Se analizan las consideraciones de diseño y cálculo como la separación entre pórticos, las secciones más usadas y las comprobaciones a flexión y pandeo. Finalmente, se describen detalles constructivos como nudos, claves y apoyos.
1. Estructuras Aporticadas
LECCIÓN 16
ESTRUCTURAS APORTICADAS
1. GENERALIDADES
2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Y CÁLCULO
3. DETALLES CONSTRUCTIVOS
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 1 A. Tomás
2. Estructuras Aporticadas
1. GENERALIDADES
Empleo
- Naves con puentes grúa
- Naves con necesidad de iluminación natural
(fácil disposición de lucernarios)
Fuente: Argüelles R, 1975
- Naves donde se necesite capacidad interior
- Pabellones deportivos de grandes luces
- Puentes y pasarelas
Elementos constitutivos.
Nave a dos aguas
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 2 A. Tomás
3. Estructuras Aporticadas
Económicamente, frente a estructuras trianguladas:
- 15% más material
- Menos mano de obra
- Costes (2008): Pórtico ~ 1,50 €/kg acero montado
Cercha ~ 1,70 €/kg acero montado
Sistemas Estructurales: Dos aguas, dintel horizontal, poligonales
Fuente: Argüelles R, 1975
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 3 A. Tomás
4. Estructuras Aporticadas
Elementos del pórtico tipo
Fuente: Arnedo A, 2009
Esquema básico de cargas
Fuente: Arnedo A, 2009
Separación entre pórticos (intereje o módulo) ~ L/4 (con un límite de 12 m de
intereje, por elevado encarecimiento de las correas)
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 4 A. Tomás
7. Estructuras Aporticadas
Esquema de predimensionamiento
Fuente: Arnedo A, 2009
i) Caso Q (sobrecarga): activa < L/200
ii) Combinación de Q y W: Max (1+12 ; 11+2) < h/150
2) SECCIONES MÁS USADAS
DINTELES: IPE o vigas armadas
PILARES: IPE, HEA, HEB
- Al considerar el pandeo en dos planos, a veces se descarta el IPE por su
reducida inercia Iz e It. Además, a esfuerzo axil puede ser clase 4
- L > 30 m Perfiles armados (alas de clase 1 ó 2 y alma de clase 4)
2 IPE CAJÓN
OTRAS SECCIONES: Con mayor rigidez a la torsión
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 7 A. Tomás
8. Estructuras Aporticadas
3) DINTELES (PIEZAS A FLEXIÓN)
COMPROBACIÓN DE RESISTENCIA
M pl , Rd W pl f yd (clase 1 y 2)
M c, Rd M el , Rd Wel f yd (clase 3)
Flexión: M
0, Rd Weff f yd (clase 4)
f yd
Vc, Rd V pl , Rd AV
Cortante: 3
Flexión + cortante: Si VEd > 0,5Vc,Rd Se reduce Mc,Rd MV,Rd
Comprobación en el vano y en extremos (acartelamientos)
COMPROBACIÓN A PANDEO LATERAL
fy
M Ed M b , Rd LTWy
M1
No será necesaria la comprobación a pandeo lateral cuando el ala comprimida se
arriostre de forma:
Continua (p.ej. si la viga está unida a un forjado o cubierta)
Puntual a distancias menores de 40 veces el radio de giro mínimo d < 40iz
(iz radio de giro del ala comprimida respecto al eje contenido en el plano del alma)
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 8 A. Tomás
9. Estructuras Aporticadas
4) PILARES (PIEZAS A FLEXOCOMPRESIÓN)
COMPROBACIÓN DE RESISTENCIA
Fuente: CTE DB SE-A, 2006
COMPROBACIÓN A PANDEO
Fuente: CTE DB SE-A, 2006
Longitudes de pandeo Pilares de edificios (de una altura)
Fuente: Argüelles R et al, 2007
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 9 A. Tomás
10. Estructuras Aporticadas
3. DETALLES CONSTRUCTIVOS
PILARES
Con perfil laminado
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 10 A. Tomás
12. Estructuras Aporticadas
NUDOS DE ESQUINA U HOMBRO
Con perfil laminado. Placa de testa vertical
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 12 A. Tomás
14. Estructuras Aporticadas
Nudo de esquina y empalme
Fuente: Argüelles R, 1975
Acartelamiento de nudo
Fuente: Argüelles R et al, 2007
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 14 A. Tomás
15. Estructuras Aporticadas
CLAVE
Fuente: Argüelles R, 1975
ENLACE DE LAS CORREAS CON EL PÓRTICO
Disposición
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 15 A. Tomás
16. Estructuras Aporticadas
Secciones
Fuente: Arnedo A, 2009
Condicionantes de distribución
Fuente: Arnedo A, 2009
Correas con axil
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 16 A. Tomás
17. Estructuras Aporticadas
Apoyos y ejiones
Fuente: Argüelles R, 1975
Fuente: Arnedo A, 2009
Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 17 A. Tomás