memoria d calculo

8/14/2019 memoria d calculo

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Documento III Rosa M Cid Baena Memoria de clculo

Diseo de una nave industrial destinada a logstica

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DOCUMENTO III. MEMORIA DE CLCULO

1.- Normativa obligatoria en la ejecucin de obras.

En la redaccin y ejecucin de este proyecto se han tenido en cuenta y

sern de obligacin el cumplimiento por parte del constructor, todos los

Decretos, Normas y Disposiciones legales en vigor hasta la fecha de las

normas siguientes:

NBE-EA-95: Estructuras de Acero en la edificacin. EHE: instruccin de hormign estructural ( Real Decreto 2667/1998

del 11 de Diciembre).

NBE-CA-88: Condiciones acsticas en los edificios ( NBE-CA-81:Real Decreto 1909/1981 del 25 de Julio y modificaciones); (NBE-CA-

88: Orden del 29 de Septiembre de 1988).

NBE-CT-1979: Condiciones trmicas de los edificios (Real Decreto2479/1979 del 6 de Julio) y la NRE-AT-87 (Orden del 27 de Abril de1987 de la Generalitat de Catalua).

NBE-CPI-96: Condiciones de proteccin contra incendios en losedificios (Real Decreto 2177/1996 del 4 de Octubre).

Fabricacin y utilizacin de elementos resistentes para pisos ycubiertas (Real Decreto 1630/1980 del 18 de Julio) y complementos.


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Normas sobre la redaccin de proyectos y direcciones de obras deedificaciones ( Decreto 462/1977 del 11 de Marzo ) y modificaciones.

EF-96: Instruccin para el proyecto y la ejecucin de forjadosunidireccionales de hormign armado ( Real Decreto 2608/1996 del

20 de Septiembre ).

NBE-AE-88: Acciones en la edificacin (Norma MV 101-1962:Decreto 195/1963 del 17 de Enero y modificaciones ); ( NBE-AE-88:

Real Decreto 1370/1988 del 11 de Noviembre).

Normas Tecnolgicas y Normas Bsicas de Edificacin: son deaplicacin obligatoria todas las N.T.E. y N.B.E. que se encuentren

definitivamente aprobadas al inicio de las obras y en todo aquello que

les afecte.

Decreto 201/1994 del 26 de Julio, regulador de los derribos y otrosresiduos de la construccin.

Reglamento electrotcnico de baja tensin (Decreto 1413/1973 del 20de Septiembre) y instrucciones complementarias del mismo MIEBTde orden 31 de octubre del1973.

Disposiciones mnimas de seguridad y salud en las obras deconstruccin ( Real Decreto 1627/1997 del 24 de Octubre ).

Cdigo de accesibilidad ( Ley 20/1991 y Decreto 135/1995 quedesarrolla esta Ley).


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2.- Memoria.

El presente documento contempla el dimensionado y clculo de lasestructuras del almacn que se desea edificar.

La nave consta de una planta baja de almacn ms la zona de oficinas.

Se ha diseado con 4 muelles de carga. Para acceder a la parcela se han

situado cuatro entradas para vehculos de carga-descarga y para el personal.

3.- Descripcin general.

A continuacin se describen los elementos estructurales bsicos de los

que consta la estructura.

Los pilares son de acero A-42. Tendremos dos variedades de perfil en

los pilares. Unos se situarn en las fachadas laterales y en la parte central de

la nave, que soportarn la carga principal de la estructura, y sern de perfilHEA 400. Estarn separados con una distancia mxima entre ejes de 12 m.

como se indica en los planos. En la parte frontal y posterior de la nave se

colocarn pilares de perfil HEA 300, para reforzar la estructura y poderapoyar sobre ellos las correas de fachada y los paneles de cierre.

La armadura est constituida por dos cerchas contiguas. Cada una se

proyecta sobre dos vigas de acero A-42 de perfil HEA 200, unidas ysujetadas por vigas angulares dobles. Estas vigas angulares de acero sern

soldadas a placas de acero de 8mm. de grosor y de anchura y altura

dependiendo de la colocacin de stas. Estas placas irn soldadas a las vigas

principales, as obtendremos a una armadura compacta. Las vigas angulares

utilizadas sern de L.45.5, L.70.7 y L.80.8 como se indica en los planos.

Las correas de cubierta son de acero A-42 del perfil tipo IPN 200 que

sern sujetadas mediante pernos a la viga superior de la armadura. Las

correas tendrn una distancia entre ellas de 1,74 metros, en el plano del

faldn, menos las colocadas en el centro (encuentro de las dos cerchas) y

extremos exteriores de las cerchas, que tendrn la funcin de ayudar a la

colocacin del desage del canaln, y las que se encuentran en el centro de

cada cercha que tendrn la funcin de sujetar la cumbrera. Las distancias

quedan definidas en los respectivos planos de detalle.


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Las vigas de la fachada son de acero A-42 de perfil U180. Tendrn

una distancia entre ellas de 2 metros. Se situarn cuatro vigas por cada cara

de la nave. Los paneles de fachada irn sujetos a estas vigas mediante

pernos.

En la parte inferior de la nave se colocar una pared de bloques de

hormign hasta una altura de 2 metros. La pared rodear toda la nave

excepto en las zonas donde haya entradas.

4.- Descripcin clculos realizados.

Los clculos que se adjuntan son los siguientes:

Dimensionado correas de cubierta. Cubierta Dimensionado cerchas Dimensionado pilares Dimensionado zapatas Fachada


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4.1.- Introduccin.

Para la realizacin de los clculos de la estructura se tendrn en cuenta

las caractersticas de los materiales, hiptesis y coeficientes, todo estosiempre teniendo en cuenta las normas y decretos establecidos.

4.2.- Estado de cargas.

4.2.1.- Cargas gravitatorias.

En este apartado se establecer una hiptesis de carga de la cubierta,

que afectar al clculo del resto de los elementos que componen la estructura

de la nave.

Acciones constantes:Peso propio cubierta 15 Kg/m

2

Peso propio correas 15 Kg/m2

Peso propio cercha 40 Kg/m2

TOTAL CARGA PERMANENTE 70 Kg/m2

Acciones variables y sobrecargas:Sobrecarga de nieve 40 Kg/m

2

Sobrecarga de uso 10 Kg/m2

TOTAL CARGA VARIABLE 50 Kg/m2


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4.2.1.1.- Tabla sobrecarga de nieve.

NBE-AE-88


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4.2.2.- Accin elica.

Segn la Norma NBE-AE-88, las cargas normales al faldn, debidas al

viento, por m2 del faldn, tendr los siguientes valores:

Datos:Zona elica X.

Situacin topogrfica normal.

Inclinacin de cubierta 5,71.

Tipo de edificacin cerrada con menos del 33% de huecos.

Resultados:Hiptesis A:

Faldn de barlovento 0 Kg/m2

Faldn a sotavento -16 Kg/m2

Hiptesis B:

Faldn de barlovento: -47 Kg/m2



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4.2.2.1.- Tablas cargas de viento.

NBE-AE-88


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4.2.3.- Acciones trmicas y movimientos impuestos.

Dado el carcter de fabricacin de los materiales utilizados y sus

dimensiones generales, estas acciones o no introducen esfuerzos o resultan

menospreciables, por ese motivo no se han considerado.

4.2.4.- Accin ssmica.

Segn la Norma NBE-AE-88, Anexo NCSE-94 no es obligatoria laaplicacin de esta norma cuando la aceleracin ssmica de clculo, ac, sea

inferior a 0,06 g. Por ese motivo tambin se despreciar y no se tendr en

cuenta.


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4.3.- CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES.

Los materiales con los cuales se producen cada uno de los elementosde esta nave, deben tener las siguientes caractersticas:

Hormign:

HA-25-B-IIafyk = 5100 kg / m

2

c = 1,5

Acero:

Acero A-42

fyk = 2600 kg / m2

c = 1,5

Este acero ser para todos los perfiles utilizados en la construccin dela nave.


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5.- Clculos.

5.1.- Correas de cubierta.

Para el clculo de las correas de cubierta se tendrn en cuenta los

siguientes datos:

Tensin mxima admisible = 1730 Kg/cm2

(acero A-42)

Separacin entre correas en el plano del faldn = 1,74m

Inclinacin del faldn: =5,71

Carga:

Peso propio cubierta 15 Kg/m2

Peso propio correas 15 Kg/m2

Total carga variable 50 Kg/m2

TOTAL CARGA VERTICAL 80 Kg/m2


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Las correas se calculan como vigas continuas, y para su clculo se

descompone la fuerza vertical debida a la carga.

P1 = P x sin = 80 x sin 5,71 = 7,96 Kg/m2

P2 = P x cos = 80 x cos 5,71 = 79,60 Kg/m2

donde P es la carga total vertical, P1 la componente en el plano del

faldn y P2 la componente perpendicular al faldn.

Como el viento nicamente provoca succiones su accin resultafavorable (la accin ms desfavorable es para la hiptesis B a sotavento (-63

Kg/m2) y no supera a P2 ), por lo que no se considerar la accin del viento.

El peso total en el sentido de la fuerza P2 ser el siguiente:

P2 = 79,6 Kg/m2

El peso que tiene que soportar la correa por metro lineal:

1,74 x 79,6 = 138,50 140 Kg/m = 1,40 Kg/cm


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Se calcula la correa a flexin en el sentido de la fuerza P2:

Mf = 0.0850 x q x l2 = 0,0850 x 1,40 x 12002 = 171360 kg . cm

Rx = 171360 / 1730 = 99,05 cm3

Por lo tanto se usar un perfil IPN20, que tiene 214 de momentoresistente.

El momento en los soportes extremos ser el siguiente:

Mf = 0,1057 x q x l2

= 0,1057 x 1,40 x 12002

= 213091,2 kg . cm

Rx = 213091,2 / 1730 = 123,17 cm3

No ser necesario reforzar las correas en los apoyos de los extremos,

ya que el momento resistente es menor que el del perfil elegido.


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5.1.1.- Tabla perfiles IPN.

5.1.2.- Tabla carga/reaciones.


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5.2.- Cubierta.

5.2.1.- Panel Nervado.

La cubierta se soluciona con panel nervado de 60mm de espesor,

formado por doble hoja de chapa de acero galvanizado con interposicin de

aislamiento, que se rellena mediante inyeccin de espuma de poliuretano

rgido o de poliisocianurato. Los paneles se colocan sobre los faldones y son

fijados a las correas, que forman el entramado de cubierta, mediante pernos.

Aislamiento trmico: Segn la tablas (ver apartado 5.2.1.1), con un

espesor E de 60 mm y un coeficiente de conductividad trmica de 0,020

Kcal/h.mC del material aislante, se obtiene un coeficiente de transmisin

trmica K de 0,30 Kcal/h.m2C.


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5.2.1.1.- Detalles panel de cubierta.


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5.2.2.- Panel translucido.

Con el panel nervado se alternan paneles translcidos para la

iluminacin de luz natural del almacn. El clculo de estos paneles se realizaa travs de la norma NTE-QTS-1989 Cubiertas de Tejados Sintticos .

El clculo de la superficie til de iluminacin, en metros cuadrados, se

realiza mediante la frmula:

C = a x b x (S / 100)

donde a y b son coeficientes hallados mediante tablas ( ver apartado 5.2.2.1)

y S la superficie del local en metros cuadrados.

Coeficiente a:El valor orientativo de la transmisin de la luz T en % viene

dado por el color de las placas. Se eligen placas azul plido, as

que se obtiene un valor del 60%.

Segn el tipo, el ambiente y la altura del local y el porcentaje de

transmisin de la luz T se obtiene el coeficiente a en la tabla5 del apartado 5.2.2.1 Al tratarse de un almacn requiere un

nivel de iluminacin de 100 lux y el ambiente del local es

limpio. De esta manera el coeficiente a tiene un valor de 6,2.

Coeficiente b:Se determina por las coordenadas geogrficas del

emplazamiento, en el Mapa 3 del apartado 5.2.2.1.

As, el coeficiente b ser de 0,92.

Teniendo en cuenta que la superficie del local es de 6683,04 Kg/m2

se

obtiene la siguiente superficie mnima de iluminacin C:

C = 6,2 x 0,92 x (6683,04/100) = 381,20 m2

Se utilizarn paneles de 0,9 metros de ancho, distribuidos tal y como

se refleja en los planos de cubierta, de forma que se obtiene una superficie

total de iluminacin de 453,735 m2


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5.2.2.1.- Tablas coeficientes.

NTE-QTS-1989 Cubiertas de Tejados Sintticos .


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5.2.2.2.- Detalles panel translucido.


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5.2.3.- Canaln.

Para el clculo del canaln se tendr en cuenta que en el interior, en la

zona de encuentro de las dos cerchas, habr un desage por pilar (9 bajantes)mientras que el los laterales de la nave se colocar uno cada 2 pilares (5

bajantes)

-Clculo:

Superficie Total = 6683,04 m2

Nmero de pendientes = 4

Desages: 5 laterales, 9 interiores

Superficie por pendiente:

6683,04/4 = 1670,76m2

Superficie de desage para cada bajante lateral:1670,76 / 5 = 334,152m2

Superficie de desage para cada bajante interior:1670,76 x 2 pendientes / 9 = 371,28m

2

Desages laterales:

= (4 x 334,152 / ) = 20,63cm 250mm

Desages interiores:

= (4 x 371,28 / ) = 21,74cm 250mm


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Comprobacin por tablas (baco punto 5.2.3.1):

Superficie en planta de cubierta en m2

que hay que desaguar:

12 x 34,70 = 416,4m2

Superficie abarcada por canaln y bajada =416,4m2

Pendiente del canaln = 1mm/m

Seccin necesaria para canaln trapezoidal = 620cm2

Tubo de bajada = 250mm mnimo.

El diseo del canaln se disea tal y como se indica en los planos.

Los canales de desage se formarn mediante una chapa galvanizada

de 30 mm de grosor. Estos canalones conducirn el agua de las lluvias hastalos bajantes de PVC de 250, que desemboca en tubos de PVC de dimetro

315 mm. Todas las aguas de la parcela tambin desembocarn en esta red dealcantarillado.


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5.2.3.1.- baco para clculo de canalones.


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5.3.- Cerchas.

Las armaduras que conforman la cubierta se proyectan como cerchas.Como la inclinacin del faldn es muy pequea (menos del 20% de

pendiente) y el cordn inferior horizontal, los esfuerzos que se presentan en

los cordones son muy elevados, a la vez que al ser muy agudo el ngulo que

forman, se complica notablemente la ejecucin del nudo de apoyo, siendo

preciso disponer cartelas muy grandes que encarecen y afean la armadura.

En este caso se remedia este defecto rebajando el cordn inferior, tal como

se puede apreciar en los planos.

Para el clculo de la estructura de la cercha se tienen en cuenta lossiguientes datos:

Luz : 34,70 m

Distancia entre cerchas : 12m

Material de cubierta : chapa ondulada galvanizada

Altitud topogrfica de la localidad : 90m

A efectos de viento se considera : Zona elica X, situacin

topogrfica normal, altura sobre el nivel del suelo 10,56m

Correas IPN20

Pendiente de los faldones : 10% ( = 5,71)


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A)Se estiman, inicialmente, las cargas actuantes sobre la cubierta pormetro cuadrado de proyeccin horizontal.

Cargas verticales:

Acciones constantes:

Peso propio de las correas: 15 kg/m2

Peso propio cubierta 15 Kg/m2

Peso propio cercha 40 Kg/m2

TOTAL CARGA PERMANENTE 70 Kg/m2

Acciones variables y sobrecargas:

Sobrecarga de nieve 40 Kg/m2

Sobrecarga de uso 10 Kg/m2

TOTAL CARGA VARIABLE 50 Kg/m2

Las cargas normales al faldn, debidas al viento, por m2 del

faldn, segn NBE-AE-88, para la situacin ms desfavorable, son:

Faldn de barlovento: -47 Kg/m

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B)Estimacin de las cargas en los nudos:

Aunque las correas descansan sobre el cordn superior y no en losnudos, es vlido concentrar las cargas en stos. As, la carga vertical

total por m2

de proyeccin horizontal ser:

120Kg/m2

por lo que las cargas concentradas son las siguientes:

120 x 12 x 3,47 x cos 5,71 = 4972Kg 5000Kg

excepto para los nudos en los extremos que ser la mitad, 2500kg.


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C)Polgono de Cremona:Estimadas las cargas en los nudos, se realiza el polgono de Cremona

correspondiente a las cargas verticales. Como las cargas verticales y lacercha son simtricas con relacin al eje medio de la armadura, solo se

ha de dibujar medio Cremona (plano de Cremona de carga).

Como resultado se obtienen los siguientes esfuerzos axiales en las

barras:

BARRA ESFUERZO

1-1 -582502-2 60325

3-3 -16700

4-4 -82350

5-5 25725

6-6 57975

7-7 -9300

8-8 -89700

9-9 8150

10-10 81925

11-11 -5000

12-12 -89700

13-13 2525

14-14 87175

15-15 -6225

16-16 -87625

17-17 10050

18-18 79300


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D)Polgono de Cremona para las fuerzas de barra debidas al viento.Se dibuja el polgono de Cremona debido al viento repartiendo el

empuje entre los dos apoyos, tal como se indica en los planos. Acontinuacin se indican los esfuerzos obtenidos:

P = 47 x 12 x 3,47 = 1957,08Kg/m2 2000 Kg/m

2

P/2 = 1000 Kg/m2

P = 63 x 12 x 3,47 = 2623,32 Kg/m2 2700 Kg/m

2

P/2 = 1350 Kg/m2

BARRA ESFUERZO (Kg) BARRA ESFUERZO (Kg)1 25530 1 29102

2 -26161 2 -30170

3 7245 3 8355

4 36505 4 40984

5 -11502 5 -12396

6 -25138 6 -289907 4162 7 4485

8 40382 8 44282

9 -4072 9 -3353

10 -35860 10 -40546

11 2009 11 2714

12 40582 12 44552

13 -395 13 -2192

14 -39193 14 -41752

15 2202 15 3776

16 40456 16 43007

17 -3556 17 -6100

18 -36400 18 -36962

Se marcan en azul los esfuerzos ms desfavorables.

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