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Estructuras Aporticadas




                                LECCIÓN 16

                 ESTRUCTURAS APORTICADAS


1. GENERALIDADES




2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Y CÁLCULO




3. DETALLES CONSTRUCTIVOS




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT      1                      A. Tomás
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
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
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
Estructuras Aporticadas




                                    1
                                     
                                     13 

                                                          1
                                                           
                                                          2




                                                            1 
                                                                
                                                            2,7 



                                                             1 
                                                                 
                                                             7,7 




                                             Fuente: Argüelles R, 1975




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT   5                          A. Tomás
Estructuras Aporticadas




2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Y CÁLCULO

1) PREDIMENSIONAMIENTO

Recomendaciones




                                    Fuente: Arnedo A, 2009




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT   6                A. Tomás
Estructuras Aporticadas




Esquema de predimensionamiento




                                                                  Fuente: Arnedo A, 2009

       i) Caso Q (sobrecarga):                             activa < L/200
       ii) Combinación de Q y W:      Max (1+12 ; 11+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
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
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
Estructuras Aporticadas




3. DETALLES CONSTRUCTIVOS

 PILARES

Con perfil laminado




                                      Fuente: Arnedo A, 2009


Dpto. Ingeniería Civil - UPCT   10                A. Tomás
Estructuras Aporticadas




De canto variable




                                      Fuente: Arnedo A, 2009




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT   11                A. Tomás
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
Estructuras Aporticadas




Con perfil armado. Placa de testa horizontal




                                                Fuente: Arnedo A, 2009




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT     13                        A. Tomás
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
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
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
Estructuras Aporticadas




Apoyos y ejiones




                                     Fuente: Argüelles R, 1975




                                      Fuente: Arnedo A, 2009




Dpto. Ingeniería Civil - UPCT   17                 A. Tomás

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  • 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
  • 5. Estructuras Aporticadas 1    13  1   2  1     2,7   1     7,7  Fuente: Argüelles R, 1975 Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 5 A. Tomás
  • 6. Estructuras Aporticadas 2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Y CÁLCULO 1) PREDIMENSIONAMIENTO Recomendaciones Fuente: Arnedo A, 2009 Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 6 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+12 ; 11+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
  • 11. Estructuras Aporticadas De canto variable Fuente: Arnedo A, 2009 Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 11 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
  • 13. Estructuras Aporticadas Con perfil armado. Placa de testa horizontal Fuente: Arnedo A, 2009 Dpto. Ingeniería Civil - UPCT 13 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