técnico - upm

4 · 5 . técnicoH U B · R E S I D E N C I A D E I N V E S T I G A D O R E S

P L A N O S D E C O N S T R U C C I Ó N , E S T R U C T U R A S Y M E M O R I A D E C Á L C U L O

4 · E S T R U C T U R A S : D O C U M E N T O S G R Á F I C O S

Conjunto de Forjados

Planta Primera

Planta Sótano · Cimentación

S U M A R I O T É C N I C O

55

56

57

Estructura General

Red tubular y forjados

Sector desarrollado

Detalles de las uniones

58

59

60

61

Sección estructural parcial

Detalles de encuentros

Sección de la Chimenea bioclimática

62

63

64

5 · C O N S T R U C C I Ó N : D O C U M E N T O S G R Á F I C O S

Sección constructiva parcial · Desplegable

Detalles de encuentros

Axonometría constructiva parcial · Desplegable

Elementos exentos

Detalles de uniones elementos exentos

Materialidad

65

66

67

68 · 69

70

71

6 · M E M O R I A D E C Á L C U L O E S T R U C T U R A L

Memoria descripitva

Cálculo de cargas

Estructura sobre rasante

Cimentación

72 · 75

76

77 · 82

83 · 85

P L A N O S D E F O R J A D O S

A X O N O M E T R Í A S E S T R U C T U R A L E S

S E C C I Ó N E S T R U C T U R A L

nave a naveC E N T R O D E I N N O V A C I Ó N A R Q U I T E C T Ó N I C A

S I S T E M A C O L O N I Z A D O R E N L A S N A V E S D E E N S I D E S A

4 · 5 . estructuras · construcciónH U B · R E S I D E N C I A D E I N V E S T I G A D O R E S

D O C U M E N T A C I Ó N G R Á F I C A

P L A N O S D E E S T R U C T U R A S P L A N T A S D E F O R J A D O S



P A B L O D A C A L G U T I É R R E Z · U N I D A D A R N U N C I O

55

P L A N T A P R I M E R AP L A N O S D E E S T R U C T U R A S P L A N O S D E E S T R U C T U R A S




56

P L A N O S D E E S T R U C T U R A S C I M E N T A C I Ó N




57

A X O N O M E T R Í A E S T R U C T U R A LE S T R U C T U R A Y C I M E N T A C I Ó N

HORMIGÓN ARMADO - HA 25 para pilotes in situ, Losas macizas, muros y losas en con-

tacto con terreno.

ACERO- Conformado S 335 para soportes tubulares, montantes y diagonales estructural

principal y de celosías tipo en forjados.

ACERO - Laminada S 275 en correas HEB 100

ACERO - Corrugado B 500 s en armaduras pasivas.

M A T E R I A L E S U T I L I Z A D O

1,05 Acero laminado y conformado

1,15 Acero Corrugado

C O E F I C I E N T E S M I N O R A C I Ó N D E M A T E R I A L

1,5 Hormigón Armado

1,35 Peso propio y con cargas

C O E F I C I E N T E S M A Y O R A C I Ó N D E A C C I O N E S

1,5 Sobrecargas de uso

CH IMENEAS ESCALERAS

CH IMENEAS I NSTALAC IONES

NÚCLEOS DE ESCALERA

ASCE NSO RC IMENTAC IÓN P I LOTADA

GALER Í A DE I NSTALAC IONES

C IMENTAC IÓN SOBRE AN T IG UA

C IMENTAC IÓN P I LOTADA

A X O N O M E T R Í A E S T R U C T U R A L

V IGA E N CE L O S ÍA

PA SARE L A




58

E S T R U C T U R A Y F O R J A D O S

Peso Propio

Sobrecarga de uso

Carga muerta

Cargas total

D A T O S D E F O R J A D O

2,85 kN/m2

2 - 3 kN/m2

2,00 kN/m2

6,85-7,85 kN/m2

ESTRUCTURA DESNUDAESTRUCTURA DESNUDA

ESTRUCTURA CON FORJADO

A X O N O M E T R Í A E S T R U C T U R A L




59

S E C T O R D E S A R R O L L A D OA X O N O M E T R Í A E S T R U C T U R A L




60

S E C T O R D E S A R R O L L A D OD E T A L L E S D E U N I O N E S

Detalle 3 Detalle 4

Detalle1 Detalle 2




61

S E C C I Ó N E S T R U C T U R A L




62

D E T A L L E S D E U N I O N E SS E C C I Ó N E S T R U C T U R A LS E C C I Ó N E S T R U C T U R A L




63

D E T A L L E D E C H I M E N E A




64

S E C C I Ó N C O N S T R U C T I V A

N A V E R E S I D E N C I A

E S C A L A 1 · 5 0




65

S E C C I Ó N C O N S T R U C T I V AD E T A L L E S D E E N C U E N T R O S




66

A X O N O M E T R Í A D E S P P L E G A D A




67

E L E M E N T O S E X E N T O SE N C U E N T R O C O N M Ó D U L O B Á S I C O




DETALLE 1 · CH IMENEA DETALLE 2 · ESCALERA

68

E L E M E N T O S E X E N T O SE N C U E N T R O C O N M Ó D U L O B Á S I C O




DETALLE 4 · ASCENSOR DE TAL L E 3 · CRUCE

69

E L E M E N T O S E X E N T O SD E T A L L E S D E U N I O N E S




DE TAL L E 1 · CH IM E NE A DETALLE 2 · ESCALERA DETALLE 3 · ASCENSOR DETALLE 4 · CRUCE

70

M A T E R I A L I D A DR E S U M E N D E M A T E R I A L E S




71

5. memoriaH U B · R E S I D E N C I A D E I N V E S T I G A D O R E S

M E M O R I A D E C Á L C U L O

M E M O R I A D E S C R I P T I V A




1 - O B J E T I V O S

El objeto de la presente memoria de cálculo es documentar y exponer la solución estructural de la obra para el proyecto de construcción de un edificio

multiusos en la ciudad de Avilés. En ella se recogen los datos previos, los métodos de cálculo, las características exigidas a los materiales y los cálculos

de acuerdo con la Normativa vigente de su estructura de hormigón armado bajo rasante y metálica sobre rasante.

2 - D E S C R I P C I Ó N E S T R U C T U R A L D E L A O B R A

La configuración de la obra puede verse en los planos de estructura adjuntos a esta Memoria. La estructura está resuelta mediante una solución

modular prefabricada que se introducen en unas naves industriales existentes. El edificio original tiene estructura de hormigón armado, mientras que

la intervención en ellas será completamente metálica.

Los módulos metálicos se van ensamblando, formando una viga en celosía, o pastilla, apoyada en pilares metálicos. Para solucionar el arriostramiento

se incluyen unos núcleos de comunicaciones triangulados con cruz de San Andrés insertados en la viga celosía, a la vez que se utilizan unas estructuras

metálicas de planta circular, llamadas chimeneas, cuyo uso es de entrada de aire y de escaleras de evacuación. Estas serán exentas a la viga en celosía,

y también ayuda a su arrastramiento. Respecto a los forjados, se utilizará una solución de chapa colaborante

La cimentación se hará mediante zapatas exentas y la contención será mediante muro pantalla. Las instalaciones del edificio se centralizan en la planta

sótano, en la que se ubican los cuartos técnicos debajo de las chimeneas de instalaciones. Para la construcción de esta planta bajo rasante, se debe

excavar un nivel por debajo del edificio existente, motivo por el que se debe hace una pantalla, continúa debido al nivel freático superficial de la zona.

La fachada de las pastillas de basa en una doble piel de vidrio rematada con una celosía metálica. Por otro lado, al introducir las pastillas, algunos

pórticos existentes deben demolerse y con ellos su cubierta, por lo que se realizará una nueva de correas metálicas.

3 - E V A L U A C I Ó N D E L A S A C C I O N E S

Se consideran permanentes las siguientes acciones:

- El peso propio de los elementos estructurales, los cerramientos y elementos separadores, la tabiquería, todo tipo de carpinte

rías, revestimientos (como pavimentos, guarnecidos, enlucidos, falsos techos) rellenos (como los de tierras) y equipo fijo.

- El valor característico del peso propio de los elementos constructivos se ha calculado mediante su valor medio obtenido a partir

de sus dimensiones nominales y de los pesos específicos medios de cada material.

- El peso propio de la tabiquería se considerará de 1,0 KN por cada m² de superficie construida.

- El peso de las fachadas y elementos de compartimentación pesados, tratados como acción local, se asignará como carga a

aquellos elementos estructurales horizontales soporte de las mismas. En caso de continuidad con plantas inferiores, debe

considerarse, del lado de la seguridad, que la totalidad de su peso gravita sobre sí mismo.

- El valor característico del peso propio de los equipos e instalaciones fijas, tales como calderas colectivas, transformadores,

aparatos de elevación, o torres de refrigeración, debe definirse de acuerdo con los valores aportados por los suministradores

A . A c c i o n e s p e r m A n e n t e s

SOBRECARGA DE USO:

La sobrecarga de uso es el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio por razón de su uso. Valores de sobrecarga de uso: se considerará un

valor característico del peso propio de los elementos constructivos determinado generalmente como su valor medio calculado a partir de las dimensio-

nes nominales y de los pesos específicos medios. Se consideran los valores característicos de sobrecarga de uso según la tabla 3.1 CTE DB-SE-AE

B . A c c i o n e s V A r i A b l e s

SOBRECARGA DE USO:

Como norma general, según el CTE DB-SE-AE a la hora de introducir la seguridad en el dimensionado del conjunto de elementos estructurales, se

hará mediante la mayoración de cargas, tanto permanentes como variables. De esta manera, a las acciones permanentes (G) les será de aplicación

un coeficiente de mayoración de 1,35 y a las acciones variables (Q) les será de aplicación un coeficiente de mayoración de cargas de 1,5.

C . C O E F I C I E N T E S D E S E G U R I D A D

72





A efectos prácticos en el caso particular de nuestro edificio contaremos con las siguientes cargas:

D . V A L O R E S D E L A S C A R G A S

Según tabla C.5 del CTE-DB SE AE ha de considerarse el peso propio de los siguientes elementos constructivos:

D 1 . C A R G A S S U P E R F I C I A L E S Y L I N E A L E S

73





Según la tabla 3.2 del CTE DB SE-AE el coeficiente de reducción de sobrecarga a efectos de estructura soporte, por tratarse de un edificio de 3

plantas, se tomará un valor de 0,9 para elementos estructurales verticales.

Para elementos horizontales, por ser la superficie tributaria comprendida generalmente entre 25 y 50 m², se tomará un valor de coeficiente de re-

ducción de 0,9

D 2 . c o e f i c i e n t e s d e r e d u c c i ó n d e s o b r e c A r g A

El edificio se comprobará ante la acción del viento en todas las direcciones, aunque por norma general será suficiente la consideración en dos de ellas

sensiblemente ortogonales a sus fachadas, y se hará según las características del edificio y sus coeficientes eólicos, obtenidos a través de su relación

con la esbeltez en el plano paralelo al viento según la tabla 3.4 del DB SE-AE:

E . A c c i o n e s d e l V i e n t o

Para el cálculo de viento lo primero que tenemos que hacer es ver donde esta nuestro edificio y según su localización mirar en el DB-SE-AE DI. 4 la

imagen y la qB que tiene nuestra localización.

El edificio está situado en Avilés por lo que se encuentra en la zona C y qB= 0,52.En segundo lugar, se obtendrá el coeficiente de exposición que

viene en la tabla 3.4 del DB-SE-AE.

El edificio se encuentra en una zona urbana industrial por lo que es la ZONA IV y tiene una altura de 11,85 m, por lo que el Ce= 1,9

Para terminar, se obtiene el Cp y el Cs a partir de la esbeltez del edificio. Con estos datos se acude a la tabla 3.5 del DB-SE-AE.

74











Se obtiene con esta tabla los datos de Cp = 0,8 y Cs = -0,6. Una vez todos estos datos recogidos se meten en la fórmula

Y con ello se ha obtenido la carga del viento sin mayorar. Para mayorarlo será necesario multiplicarlo por el coeficiente de seguridad que es 1,5. Y

dará el viento mayorada para la realización de los cálculos.

El edificio es un conjunto de vigas celosía que forman pastillas. La pieza a analizar tiene una longitud de 117,95m con un ancho de 11,85m por lo

que se hacen necesarias juntas de dilatación cada 40 metros máximo según el CTE DB SE-AE.

En la pastilla a definir, se realiza la división de la viga celosía resultando partida en 4 piezas de 37,50m, 23,10m, 24,40m y 32,95m. Estas juntas

deberán ser de 2 cm de separación replanteadas antes del hormigonado del forjado con planchas de poliestireno extruido del mismo espesor.

F . A c c i o n e s t é r m i c A s

Según las indicaciones de la NCSE-02, su consideración para la localidad de Avilés no es preceptiva..

G . A c c i o n e s s í s m i c A s

El edificio se sitúa en una parcela cuya altura sobre el nivel del mar es de alrededor de 10m. Según el CTE DB SE-AE, al ser una localidad con una

altitud inferior a 1000m se hace necesaria la consideración de 1,0 kN/m² para las cubiertas planas del edificio

H . n i e V e

Según el CTE DB-SI , dado que el edifico no cuenta con un sótano bajo calzada, no es necesario considerar ningún tipo de acción para tránsito de

vehículos destinados a los servicios de protección contra incendios.

F . A c c i o n e s A c c i d e n t A l e s - i n c e n d i o

75

M E M O R I A D E C Á L C U L OE S T R U C T U R A S O B R E R A S A N T E




1 - C Á L C U L O D E C A R G A S

Las cargas y los números proceden de todas las tablas incorporadas a la memoria anteriormente

A . c A r g A p e r m A n e n t e c A r A c t e r í s t i c A g k

En la pastilla existen en cubierta una zona transitable y otra que no lo es. Por lo que la cubierta transitable tendrá también un acabado con aplacado

de piedra en cubierta deck. Los forjados del edificio serán de chapa colaborante.

B . c A r g A V A r i A b l e c A r A c t e r í s t i c A Q k

Esta fórmula se puede desglosar en las cargas correspondientes a:

C . c A r g A d e d i s e ñ o Q d

Finalmente se obtienen distintas cargas cogiendo para que tipo de forjado unas cargas permanente y variable. Así para la pastilla interior, el forjado

normal contará con chapa colaborante, solado y tabiques además de la sobrecarga de uso; su cubierta será igual, pero sin tabiquería. Por otro lado,

la parte de la pastilla que sale de la nave tendrá en su cubierta chapa colaborante, cubierta invertida; mientras que sus forjados serán iguales al resto.

76

C O N D I C I O N E S D E P A R T I D A

2 - A C C I O N E S V I N C U L A D A S A L S I S T E M A C O N S T R U C T I V O

Se plantea estudiar las acciones aplicadas a los diferentes sistemas constructivos propuestos. Se estudian cada uno de ellos de forma independiente,

eligiendo los dimensionados más exigentes para cada uno de los casos.

Se deciden estudiar los siguientes casos:

- Cercha 1: Estructura horizontal de los forjados que forman la pieza.

- Pórtico tipo: Se analiza el pórtico con mayores acciones, estudiando en él las áreas tributarias y el viento de forma independiente.

- Estructura completa: Incluyendo las acciones que afectan a la totalidad de la estructura.

A . c e r c H a 1

Esta cercha es utilizada como estructura horizontal de todos los forjados, repartiendo la carga a la estructura longitudinal de la estructura completa.

Por la utilización de esta cercha en repetidas ocasiones, se cree pertinente hacer un dimensionado concreto para cada una de las barras, dentro de

la misma cercha. Por tanto, cordón superior, cordón inferior y diagonales (d1,d2,d3,d4 y d5) tendrán un diámetro (Ø) y un espesor (e) concretos.

Se toman las acciones calculadas anteriormente, haciendo un cálculo diferenciado para cada tipo de acciones: Acciones permanentes (peso propio),

acciones variables de uso (incluyendo sobrecarga de nieve, etc), y viento. Cada una de estas acciones se incluyen en el programa de cálculo (SAP

2000.20), haciendo las combinaciones necesarias para dimensionar según el caso más extremo (donde las acciones afectan más a la estructura). El

sistema constructivo propuesto para la estructura de forjado es de chapa colaborante colocada directamente sobre la cercha. Por tanto, las cargas se

calculan en kN/m, en lugar de dividir dichas acciones por cada nudo.

Carga permanente característica (Gk) = 4.5 kN/m2

Carga permanente de diseño (Gk x coeficiente de seguridad 1.35) = 4.5 kN/m2 x 1.35 = 6.10 kN/m2

Carga permanente de diseño x Área tributaria de la Cercha 1 (3.75 m2) = 22.8 kN/m

Gd = 22.8 kN/m

Carga variable característica (Qk) = 4 kN/m2

Carga variable de diseño (Qk x coeficiente de seguridad 1.5) = 6 kN/m2

Carga variable de diseño x Área tributaria de Cercha 1 (3.75 m2) = 22.5 kN/m

Qd = 22.5 kN/m

Carga viento característica (Wk) = 0.57 kN/m2

Carga viento de diseño (Wk x coeficiente de seguridad 1.5) = 0.9 kN/m2

Carga viento de diseño x Área tributaria de Cercha 1 (3.75 m2) = 3.38 kN/m

En este caso la presión que el viento ejerce sobre la envolvente es transmitida a los nudos de la cercha. Por tanto, se calculan las acciones concretas

sobre estos nudos:

Nudo 1 : 3.38 kN/m x 2.30 m = 7.4 kN

Nudo 2 : 3.38 kN/m x 1.97 m = 6.3 kN

Nudo 3 : 3.38 kN/m x 1.97 m = 6.3 kN

Nudo 4 : 3.38 kN/m x 2.30 m = 7.4 kN





2 - A C C I O N E S V I N C U L A D A S A L S I S T E M A C O N S T R U C T I V O

Se plantea estudiar las acciones aplicadas a los diferentes sistemas constructivos propuestos. Se estudian cada uno de ellos de forma independiente,

eligiendo los dimensionados más exigentes para cada uno de los casos.

Se deciden estudiar los siguientes casos:

- Cercha 1: Estructura horizontal de los forjados que forman la pieza.

- Pórtico tipo: Se analiza el pórtico con mayores acciones, estudiando en él las áreas tributarias y el viento de forma independiente.

- Estructura completa: Incluyendo las acciones que afectan a la totalidad de la estructura.

A . c e r c H a 1

Esta cercha es utilizada como estructura horizontal de todos los forjados, repartiendo la carga a la estructura longitudinal de la estructura completa.

Por la utilización de esta cercha en repetidas ocasiones, se cree pertinente hacer un dimensionado concreto para cada una de las barras, dentro de

la misma cercha. Por tanto, cordón superior, cordón inferior y diagonales (d1,d2,d3,d4 y d5) tendrán un diámetro (Ø) y un espesor (e) concretos.

Se toman las acciones calculadas anteriormente, haciendo un cálculo diferenciado para cada tipo de acciones: Acciones permanentes (peso propio),

acciones variables de uso (incluyendo sobrecarga de nieve, etc), y viento. Cada una de estas acciones se incluyen en el programa de cálculo (SAP

2000.20), haciendo las combinaciones necesarias para dimensionar según el caso más extremo (donde las acciones afectan más a la estructura). El

sistema constructivo propuesto para la estructura de forjado es de chapa colaborante colocada directamente sobre la cercha. Por tanto, las cargas se

calculan en kN/m, en lugar de dividir dichas acciones por cada nudo.

Carga permanente característica (Gk) = 4.5 kN/m2

Carga permanente de diseño (Gk x coeficiente de seguridad 1.35) = 4.5 kN/m2 x 1.35 = 6.10 kN/m2

Carga permanente de diseño x Área tributaria de la Cercha 1 (3.75 m2) = 22.8 kN/m

Gd = 22.8 kN/m

Carga variable característica (Qk) = 4 kN/m2

Carga variable de diseño (Qk x coeficiente de seguridad 1.5) = 6 kN/m2

Carga variable de diseño x Área tributaria de Cercha 1 (3.75 m2) = 22.5 kN/m

Qd = 22.5 kN/m

Carga viento característica (Wk) = 0.57 kN/m2

Carga viento de diseño (Wk x coeficiente de seguridad 1.5) = 0.9 kN/m2

Carga viento de diseño x Área tributaria de Cercha 1 (3.75 m2) = 3.38 kN/m

En este caso la presión que el viento ejerce sobre la envolvente es transmitida a los nudos de la cercha. Por tanto, se calculan las acciones concretas

sobre estos nudos:

Nudo 1 : 3.38 kN/m x 2.30 m = 7.4 kN

Nudo 2 : 3.38 kN/m x 1.97 m = 6.3 kN

Nudo 3 : 3.38 kN/m x 1.97 m = 6.3 kN

Nudo 4 : 3.38 kN/m x 2.30 m = 7.4 kN








77


Se decide analizar y dimensionar la cercha 1 mediante dos métodos distintos: Considerando un empotramiento en los nudos, y considerando un

apoyo. Esto se realiza para apurar al máximo la sección de las cerchas, porque estas se repiten en todo el proyecto.

Tras en análisis en el programa SAP 2000.20, se recogen los siguientes datos:

1_Cercha con nudos extremos empotrados_Axiles:

- Cordón inferior: +506 kN

- Cordón superior: +342 kN / -270 kN

- Diagonales: dmax

= +200 kN / -213 kN dmin

= 43 kN

2_Cercha con nudos extremos apoyados_Axiles:



- Diagonales: dmax

= +371 kN / -213 kN dmin

= 43 kN

cercha empotrada

cercha apoyada

cercha empotrada

cercha apoyada

Diagramas de axiles de las dos opciones de cercha

Una vez realizado el cálculo se comprueba que los resultados no son lo suficientemente diferentes como para optar por una opción de cerchas em-

potradas en vez de apoyadas. La complejidad del nudo sería mayor en la empotrada y no compensaría la redución de sección que daría el cálculo.

Por tanto, se decide considerar las cerchas como biapoyadas, estableciendo un dimensionado diferente para:

- Cordón superior

- Cordón inferior

- Diagonales: d1, d2, d3, d4, d5

El cálculo y dimensionado definitivo se decidirá tras analizar el pórtico y la pastilla





Se decide analizar y dimensionar la cercha 1 mediante dos métodos distintos: Considerando un empotramiento en los nudos, y considerando un

apoyo. Esto se realiza para apurar al máximo la sección de las cerchas, porque estas se repiten en todo el proyecto.

Tras en análisis en el programa SAP 2000.20, se recogen los siguientes datos:

1_Cercha con nudos extremos empotrados_Axiles:



- Diagonales: dmax

= +200 kN / -213 kN dmin

= 43 kN

2_Cercha con nudos extremos apoyados_Axiles:



- Diagonales: dmax

= +371 kN / -213 kN dmin

= 43 kN

cercha empotrada

cercha apoyada

cercha empotrada

cercha apoyada

Diagramas de axiles de las dos opciones de cercha

Una vez realizado el cálculo se comprueba que los resultados no son lo suficientemente diferentes como para optar por una opción de cerchas em-

potradas en vez de apoyadas. La complejidad del nudo sería mayor en la empotrada y no compensaría la redución de sección que daría el cálculo.

Por tanto, se decide considerar las cerchas como biapoyadas, estableciendo un dimensionado diferente para:

- Cordón superior

- Cordón inferior

- Diagonales: d1, d2, d3, d4, d5

El cálculo y dimensionado definitivo se decidirá tras analizar el pórtico y la pastilla








78


Se analiza el pórtico de forma independiente, comprobando cómo se comporta, cuando las fuerzas actúan en las 3 cerchas. Los montantes verticales,

los horizontales y las diagonales rigilizan la estructura, minimizando las cargas que actuarían en los elementos de forma independiente.

B . p o r T i c o T i p o

Diagramas de axiles y deformadas del pórtico tipo

Piezas que componen el módulo tipo

En el análisis de este pórtico el principal problema que se detecta es el del arriostramiento debido a la fuerza horizontal de viento. Por ello se llevan a

cabo dos medidas:

- La triangulación del pórtico: Duplicando la estructura y haciendo que trabaje conjuntamente.

- Tomando los núcleos de comunicación con estructura independiente como arriostramiento de la misma.

Se analiza la estructura completa, donde todos los pórticos se superponen, y las cargas se transmiten de forma homogenea. La estructura analizada

corresponde a una parte de una de las piezas que componen el proyecto. En este caso se elige la zona con mayor luz, que tiene que ver con las

juntas de dilatación. Esta luz es de 26.60 metros.

C . e s T r u c T u r a c o m p l e T a

Estructura analizada

Estructura completa analizadas. Diagrama de axiles.

SAP 2000.20

En esta estructura se incluyen las cargas consideradas anteriormente de Cargas permanentes, cargas variables de uso y viento:

- Las cargas permanentes y de uso se incluyen en las tres cerchas que forman cada módulo

- Las cargas de viento se incluyen en los nudos de las cerchas.








79


3 - C Á L C U L O

Al diseñar la cercha de la estructura general se plantean dos alternativas. La propuesta inicial es la de que las diagonales se corten en un punto inter-

medio de la cercha. De esta forma las fuerzas se transmiten mejor de unas barras a otras, siendo así la estructura más eficiente. Aunque por exigencias

del programa conviene que la estructura se divida en dos partes. Por tanto, se decide hacer una comprobación en el programa SAP 2000.20 en el

que poder comprobar si las diferencias son suficientemente grandes como para no poder optar por la segunda opción.

Para esta comprobación se calculan los axiles, momentos y cortantes de las dos cerchas, para una carga similar. Finalmente se comprueba que las

diferencias no son excesivas, por lo que se optará por la segunda opción.

Diagramas de momentosDiagramas de axiles

Deformadas cercha 1 (arriba)

y cercha dos (abajo)

Diagramas de axiles

El cálculo y posterior dimensionado de la estructura se ha realizado del siguiente modo:

- Valoración previa de las acciones según el DB de SE-AE del CTE

- Introducción del modelo lineal 3d en el programa SAP 2000.20, así como las diferentes acciones y combinaciones de carga

- Análisis del modelo según las siguientes combinaciones:

- Qperm

+ Quso

- Qperm

+ Quso

+ Qviento 1

- Qperm

+ Qviento 1

- Qperm

+ Qviento 2

- Los resultados de axiles en las barras se utilizan para el dimensionado manual de la sección de cada una de ellas

- Las secciones vuelven a incluirse en el programa SAP 2000.20, incorporando el Eurocodigo, y verificando que las secciones propuestas son válidas





3 - C Á L C U L O

Al diseñar la cercha de la estructura general se plantean dos alternativas. La propuesta inicial es la de que las diagonales se corten en un punto inter-

medio de la cercha. De esta forma las fuerzas se transmiten mejor de unas barras a otras, siendo así la estructura más eficiente. Aunque por exigencias

del programa conviene que la estructura se divida en dos partes. Por tanto, se decide hacer una comprobación en el programa SAP 2000.20 en el

que poder comprobar si las diferencias son suficientemente grandes como para no poder optar por la segunda opción.

Para esta comprobación se calculan los axiles, momentos y cortantes de las dos cerchas, para una carga similar. Finalmente se comprueba que las

diferencias no son excesivas, por lo que se optará por la segunda opción.

Diagramas de momentosDiagramas de axiles

Deformadas cercha 1 (arriba)

y cercha dos (abajo)

Diagramas de axiles

El cálculo y posterior dimensionado de la estructura se ha realizado del siguiente modo:

- Valoración previa de las acciones según el DB de SE-AE del CTE

- Introducción del modelo lineal 3d en el programa SAP 2000.20, así como las diferentes acciones y combinaciones de carga

- Análisis del modelo según las siguientes combinaciones:

- Qperm

+ Quso

- Qperm

+ Quso

+ Qviento 1

- Qperm

+ Qviento 1

- Qperm

+ Qviento 2

- Los resultados de axiles en las barras se utilizan para el dimensionado manual de la sección de cada una de ellas

- Las secciones vuelven a incluirse en el programa SAP 2000.20, incorporando el Eurocodigo, y verificando que las secciones propuestas son válidas








80


Dimensionado de Axiles

- Dimensionado elementos a tracción: A ≥ Tsd / ( f

y / v

mo ) [x 10]

- Dimensionado elementos a compresión A ≥ Csd x w / ( f

y / v

mo ) [x 10]

A = área del perfil (cm2)

Tsd

= Csd [kN]

vmo

= 1.05

fy / v

m = 260 (S275)

w = coeficiente de pandeo





Dimensionado de Axiles

- Dimensionado elementos a tracción: A ≥ Tsd / ( f

y / v

mo ) [x 10]

- Dimensionado elementos a compresión A ≥ Csd x w / ( f

y / v

mo ) [x 10]

A = área del perfil (cm2)

Tsd

= Csd [kN]

vmo

= 1.05

fy / v

m = 260 (S275)

w = coeficiente de pandeo








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2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00

verificación del cumplimiento del eurocódigo - alzado transversal

SAP2000 20.0.0 Steel P-M Interaction Ratios (Eurocode 3-2005) KN, mm, C

2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00

verificación del cumplimiento del eurocódigo - alzado longitudinal


2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00

verificación del cumplimiento del eurogódigo - perspectiva


Ø e Cordón superior c_s 200 35,00Cordón inferior c_i 160 25,00Diagonal 1 d_1 40 3,00

Montante M_1.1 150 3 Montante M_1.3 200 18Montante M_2.1 150 3

Cordón C_1.2 150 5Cordón C_2.2 150 3Cordón C_1.3 150 15Cordón C_2.3 150 3

Diagonal D_1 200 18Diagonal D_2 200 18 curva 150 6cordon pequeño 150 15





2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00











2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00











2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00











2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00











2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00











2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00



2,2 4,4 6,6 8,8 11,0 13,2 15,4 17,6 19,8 22,0 24,2 26,4 28,6 30,80,00 0,50 0,70 0,90 1,00














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C I M E N T A C I Ó N M E M O R I A D E C Á L C U L OC I M E N T A C I Ó N

1. Cimentación propuesta

La cimentación que se propone para el proyecto viene dada por la necesidad de intervenir en el interior de un edificio preexistente, por tanto ésta

busca interferir lo menos posible en la estructura del mismo.

Como se puede ver en los documentos del proyecto, la intervención afecta en dos puntos importantes a esta estructura preexistente:

- Rebaje del actual nivel del suelo: Esto hace que la cimentación actual que de al descubierto parcialmente. En primer lugar se hace una valoración de

la misma, llegando a la conclusión de que ésta no se ve afectada por la intervención. La cimentación quedaría al descubierto, según el nivel del suelo

en cada punto del proyecto. Se propone la protección de la misma para evitar ser dañada.

- Interferencia de la nueva cimentación: En algunos casos, los pilares del nuevo proyecto coinciden directamente con la zapata preexistente, o en su

caso, interfiere en el área de afectación de la zapata. Por ello, la cimentacuón que se propone para los pilares es a través de pilotes, cuyos encepados

buscan adaptarse a esta cimentación existente.

Por tanto, la cimentación que se propone es de pilotes, diferenciandose distintos encepados, como se detalla en los planos adjuntos:

E1 Encepado rígido tipo 1




2. Suelo

El proyecto se encuentra situado en Avilés, en la calle San Pelayo, 10A, 33460, Asturias.

Se conocen las características geotécnicas del terreno gracias a un informe en el que se detallan los parámetros de la sección de suelo. Por el tipo

de cimentación elegida se prevé que los pilotes lleguen a la capa de margocaliza a una profundidad de 9 metros como mínimo, puesto que la presión

admisible es mayor.

Realizado el perfil de suelo se extraen los siguientes datos relevantes para el cálculo de la cimentación:

- qu margocaliza = 30 MPa

- Resistencia fuste media = 0.8 kN/cm2

3. Cálculo

Para realizar el cálculo se utilizan las fórmulas presentes en el CTE, DB-SE-C, así como el predimensionado a partir del excel de cálculo del profesor

Francisco Jurado. Según el CTE, se establecen unos coeficientes de seguridad que se detallan a continuación:

El cálculo y dimensionado está realizado diferenciando los diferentes pilotes y encepados presentes en el proyecto. El análisis de la carga nominal

de cada pilar que llega a la cimentación se deriva de los cálculos utilizados para el dimensionado de la estructura, que se detallan a continuación. Se

estima por tanto una carga nominal por pilar de 3388 kN.




1 - C I M E N T A C I Ó N P R O P U E S T A

C I M E N T A C I Ó N
















2. Suelo




admisible es mayor.




3. Cálculo

























2. Suelo




admisible es mayor.




3. Cálculo









2 - T I P O D E S U E L O

















2. Suelo




admisible es mayor.




3. Cálculo









El proyecto se encuenta situado en Avilés, en la calle 1002 s/n, San Pelayo, 33460, ASTURIAS.

















2. Suelo




admisible es mayor.




3. Cálculo









3 - C Á L C U L O

















2. Suelo




admisible es mayor.




3. Cálculo









C A R A C T E R Í S T I C A S D E L S U E L O

Rellenos AntRópicos limos FAngosos ARenA gRis RocA mARgocAlizA




83

C I M E N T A C I Ó N M E M O R I A D E C Á L C U L O

3 - C Á L C U L O

4 - E J E C U C I Ó N D E C I M E N T A C I Ó N


Estos 3388 kN son recogidos por la cimentación, que en función de su posición, en algunos casos consta de 2 pilotes y en otros de 4 pilotes. Esto

hace que se dimensionen pilotes con diámetros y profundidades diferentes. En la siguiente tabla se detallan los detalles de cada uno de los pilotes, así

como su dimensionado en función de las cargas, y el terreno:

Con los datos obtenidos se establecen 2 tipos distintos de pilotes, que se encuentran en 4 tipos diferentes de encepados. La pilotadora tendrá que

hacer pilotes de 35 cm de diámetro a una profundidad de 9 metros y pilotes de 45 cm de diámetro a una profuncidad de 11 metros.

Se establece un coeficiente de reducción de 0.7 del encepado, comprobando que se cumpliría la carga nominal propuesta:

4. Ejecucción de la cimentación

Como ya se ha especificado, la nueva cimentación está condicionada por la existente. Por ello, con el siguiente esquema se trata de representar cómo

ambas se adaptan en los casos en los que interfiere una con la otra, diferenciandola de aquella que no coincide con ninguna zapata preeistente.

Ambas cimentaciones cambian tanto en la posición de

los propios pilotes y encepados como en sus dimen-

siones y profundidad. también se encuentran en distinto

plano los encepados, por lo que se utiliza un pequeño

pilar de hormigón que sirve para adaptarse a la altura a

la que empieza el pilar metálico, y que siempre empieza

a la misma altura.

En los casos de los encepados E4, al no tener que adap-

tarse a la cimentación, sus condiciones serían similares a

las del encepado de la izquierda.

Se busca de esta manera independizar ambas estruc-

turas (la nueva referente al proyecto y la antigua de las

naves preexistentes).




















a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.


























a la misma altura.













84


Planta tipo de la posición y distancia a ejes de la cimentación existente y la nueva

cimentación:

Nivel freático:

El nivel freático se encuentra a una profundidad de 3.5 metros. Esto hace que para la excavación y reducción del nivel del suelo, no exista un pro-

blema, pero sí condiciona la ejecución de los pilotes. Los pilotes se realizarían con entubación de camisa recuperable, lo que permite garantizar la

estanqueidad del pilote mientras se realiza el hormigonado in situ. No se detectan corrientes de agua subterránea como para utilizar camisas perdidas

que encarecerían el coste de la cimentación.

En la imagen superior derecha se detalla cómo se ejecutaría el armado de los pilotes y los encepados rígidos, en los dos casos tipo. Se observa

que la distancia entre eje de pilotes es de 3 diámetros, para maximizar la acción de los mismos. Aún así, como se ha especificado anteriormente, se

establece para el cálculo un coeficiente de reducción de 0.7.

Galería de instalaciones

Cabe mencionar la “galería de instalaciones” como un elemento autónomo de la estructura y cimentación pero que en ciertos casos interfiere con ella.

Este elemento recorre todo el proyecto a una cota inferior al plano del suelo, y su función principal es la de transporte de diferenes instalaciones y la de

llevar aire bajo el suelo por razones de aprovechamiento geotérmico. Las cargas sobre ella son despreciables, pues únicamente se considera el peso

de los tubos y un mantenimiento mínimo, y se depositan directamente sobre el terreno. El nivel freático nunca supera la cota inferior de la galería, por

lo que no se consideran empujes verticales hacia arriba del agua.

Por otro lado, destacar que se ha diseñado la galería por aquellos puntos en los que no perjudicara a la cimentación preexistente ni a la nueva. Esta

galería se construye con un muro de hormigón armado de 20 cm de espesor que resiste con seguridad las acciones mencionadas además de los

empujes del terreno.






cimentación:

Nivel freático:






















cimentación:

Nivel freático:






















cimentación:

Nivel freático:






















cimentación:

Nivel freático:




















C I M E N T A C I Ó N M E M O R I A D E C Á L C U L O

4 - E J E C U C I Ó N D E C I M E N T A C I Ó N

5 - N I V E L F R E Á T I C O

6 - G A L E R Í A B I O C L I M Á T I C A

bioclimático.

La cimentación de esta galería se hará por medio de una losa con pilotaje perimetral, coincidiendo con los ejes de los muros.




85

técnico - upm

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