Foros de SóloIngeniería

- 18 Ene 2013, 12:47 #315059

Hola, estoy realizando mi PFC de ITOP, se trata de una Nave diáfana con estructura metálica de 20 metros de luz y 70 de profundidad y 9 metros de altura y separación entre pórticos 5m.
Esta compuesta por pórticos rígidos, pilares de 6m. y cubierta a dos aguas con una inclinación de 16,69º.
Sobre la cubierta derecha he diseñado una instalación solar fotovoltaica integrada en esta.
El peso de la cubierta mas la instalación fotovoltaica es de 0.29 kn/m2
Ademas tengo una sobrecarga de nive de valor 0,628 Kn/m2
Tengo las siguientes dudas:

1.Realizando con el generador de pórticos y NM3D.
Mi tutor me aconseja que haga la estructura intraslacional con una viga contraviento en toda la longitud de la nave uniendo las 2 primeras correas. Por lo que he adoptado los siguientes coeficientes de pandeo.
coeficientes de pandeo :
Pilares xy=xz=0,7(intraslacional)
Vigas Xy=0.1 xz=1.11
He colocado correas z a 1.2m para evitar el pandeo lateral en la cara superior(40iz), y arriostrado en su parte inferior a la misma distancia.
En los pilares el pandeo lateral lo he colocado arriostrado en la cara del cerramiento(Panel Hormigón prefabricado) y con un B=0,7 en la cara interior del pilar.
Como correas atado de cabeza de pilares al igual que para los recuadros de arriostramiento para las cruces de san andres he optado por HEA120 ya que con IPE tendria que ir a 270 para cumplir a pandeo(xy=1 xz=1)
CYPE la dimensiona con Pilares IPE400 y Vigas IPE270
A mi escasa experiencia en el calculo de estructuras me parece unos pilares exagerados, decirme si estoy o no en lo cierto.
¿Son excesivos los perfiles?

2. ¿Que os parece el tratar la estructura como intraslacional, ?según los cálculos de NM3D y cambiando los coeficientes de pandeo a xy=0,7 y xz=2 (traslacional) apenas obtengo modificación en el aprovechamiento de los perfiles.
¿que me recomendais?, ya que mi tutor esta encabezonado en tratarla como intraslacional.
Un saludo y gracias de antemano.

Última edición por samugs el 11 Feb 2013, 12:56, editado 3 veces en total

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- 18 Ene 2013, 16:18 #315087

El dintel, te cuento a mi en mi nave con una luz de 10m me sale 270, pero yo el viento lo he sobredimensionado bastante, por unas cosas raras que hice. El pilar al elegir ipe por eso te habrá cogido el ipe 400 quizás sería más apropiado otro tipo de perfil un HEB te saldría un perfil mas compacto aunque probablemete pesaría más. Eso depente mucho de la carga a compresión que tengas, ya sabes que la inercia del ipe en el eje debil es pequeña y tenemos el pandeo.

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- 18 Ene 2013, 17:01 #315091

al considerar 0.7 el pandeo en los dos ejes, es probable que un IPE te de problemas en el eje débil, y como te comentan, puede que un HEB sea mas adecuado al tener radios de giro mas compensados en los 2 ejes (el efecto es el mismo que ocurre en tus vigas de atado), aunque también piensa que son 20 m. de luz. Otra cosa sería si consideraras que el panel prefabricado arriostra a pandeo en el eje débil, lo cual no sería descabellado. desde luego si el panel fuera embebido en las alas de los pilares el coeficiente sería nulo.
respecto al tema de la traslacionalidad o no. el tema es complejo. podrías utilizar los coeficientes de pandeo locales de las barras itraslacionales, pero debes realizar un análisis en 2º órden. lee este post y presta especial atención a lo que dicen castelar, manuelfr y cesar:
http://www.soloingenieria.net/foros/vie ... 3&start=30
por cierto, que con 70 m. de largo, necesitarás colocar mas de 2 vigas contraviento en los extremos

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- 19 Ene 2013, 08:02 #315114

Tengo una duda sobre el sentido de las vigas contraviento. Parece ser que las vigas son longitudinales, en el sentido de los 70 m. una en cada faldón -o dos una entre las dos primeras correas del faldón y otra entre la dos primeras correas de la cumbrera- teniendo así dos o cuatro celosías.
Si es así esas vigas actuarían frente a la acción del viento en el plano del pórtico (transversal a la nave). Si los los hastiales están firmemente arriostrados en ese mismo sentido se tomarían como prácticamente fijos en esa dirección y serían los apoyos de esas grandes vigas de 70 m. Pero esas vigas deformarían por flexión, especialmente en la zona central de la nave que es la más alejada de esos apoyos. No sería una flexión totalmente libre ya que los propios pórticos interactuarían aportando algo disminuyendo el desplazamiento en cabeza de pilares. Habría que asegurarse que ese desplazamiento en el centro de la nave de esas largas vigas (que por otro lado serían muy esbeltas, 70 m. de largo x 1,2 m. de canto) es lo suficientemente pequeño para que el pórtico se pueda considerar intraslacional en su propio plano. Parece difícil a simple vista claro, habría que hacer números, que con 70 m de longitud y confiando la intraslacionalidad de los pórticos exclusivamente a esas vigas sirviese de algo.
¿Qué acciones horizontales hay sobre los pórticos en su propio plano, o sea perpendiculares a los laterales de 70 m?

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- 21 Ene 2013, 09:24 #315181

Gracias por contestar y perdonar que haya estado desconectado estos dias.

Otra cosa sería si consideraras que el panel prefabricado arriostra a pandeo en el eje débil, lo cual no sería descabellado. desde luego si el panel fuera embebido en las alas de los pilares el coeficiente sería nulo.

El decir que el panel arriostra a pandeo, segun mi tutor, supone el tener que comprobar que esto es cierto, con lo que es rizar mas el rizo.

al considerar 0.7 el pandeo en los dos ejes, es probable que un IPE te de problemas en el eje débil, y como te comentan, puede que un HEB sea mas adecuado al tener radios de giro mas compensados en los 2 ejes

Si dimensiono la estructura con HEB el area de los perfiles que obtengo es mayor a los IPE. Con lo que supone mayor coste

Tengo una duda sobre el sentido de las vigas contraviento. Parece ser que las vigas son longitudinales, en el sentido de los 70 m. una en cada faldón -o dos una entre las dos primeras correas del faldón y otra entre la dos primeras correas de la cumbrera- teniendo así dos o cuatro celosías.

Te pongo una foto de la estructura para aclarar dudas

¿Qué acciones horizontales hay sobre los pórticos en su propio plano, o sea perpendiculares a los laterales de 70 m?

Como acciones horizontales solo tengo las cargas de viento que genera el Generador de Porticos de Cype.
Gracias por contestar, estoy un poco desesperado y he perdido mucho tiempo con estos problemas.

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- 21 Ene 2013, 11:36 #315186

Gracias por contestar...

Te pongo una foto de la estructura para aclarar dudas

¿Qué acciones horizontales hay sobre los pórticos en su propio plano, o sea perpendiculares a los laterales de 70 m?

Como acciones horizontales solo tengo las cargas de viento que genera el Generador de Porticos de Cype.
Gracias por contestar, estoy un poco desesperado y he perdido mucho tiempo con estos problemas.

Tal y como está en esa imagen no hay ningún arriostramiento. Esa supuesta viga contraviento no es tal. Es un mecanismo con un solo apoyo que gira alrededor del hastial. El nudo de apoyo del hastial puede considerarse fijo porque todo el hastial está arriostrado en su plano por tirantes y el desplazamiento será mínimo; pero el pórtico de la junta de dilatación está suelto y por tanto deforma libremente y la viga es un mecanismo que gira alrededor del hastial. Es equivalente a no poner nada. No puede ser que el pórtico central sea intraslacional porque lo arriostra la supuesta viga y esta a su vez este fija en ese punto por un pórtico que no tiene ningun tirante de arriostramiento.
Así que tal como lo tienes no hay que poner esa celosía entre correas (es completamente inútil) y calcular como traslacional. Te pedía el valor de la carga. Dime que zona geográfica y que grado de exposición al viento le has fijado al generador de pórticos.

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- 21 Ene 2013, 15:34 #315202

Gracias por contestar...

Te pongo una foto de la estructura para aclarar dudas

¿Qué acciones horizontales hay sobre los pórticos en su propio plano, o sea perpendiculares a los laterales de 70 m?

Como acciones horizontales solo tengo las cargas de viento que genera el Generador de Porticos de Cype.
Gracias por contestar, estoy un poco desesperado y he perdido mucho tiempo con estos problemas.

Tal y como está en esa imagen no hay ningún arriostramiento. Esa supuesta viga contraviento no es tal. Es un mecanismo con un solo apoyo que gira alrededor del hastial. El nudo de apoyo del hastial puede considerarse fijo porque todo el hastial está arriostrado en su plano por tirantes y el desplazamiento será mínimo; pero el pórtico de la junta de dilatación está suelto y por tanto deforma libremente y la viga es un mecanismo que gira alrededor del hastial. Es equivalente a no poner nada. No puede ser que el pórtico central sea intraslacional porque lo arriostra la supuesta viga y esta a su vez este fija en ese punto por un pórtico que no tiene ningun tirante de arriostramiento.
Así que tal como lo tienes no hay que poner esa celosía entre correas (es completamente inútil) y calcular como traslacional. Te pedía el valor de la carga. Dime que zona geográfica y que grado de exposición al viento le has fijado al generador de pórticos.

Por cierto, la imagen que pones de las vigas contraviento no concuerda con una viga en tre dos correas situadas a 1,2 m. en un vano de 10 m. (en planta). No tendría 3 vanos por faldón, sino 7-8.
No sé a qué estamos jugando...
...
...
... Dímelo tu...

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- 22 Ene 2013, 09:31 #315255

Así que tal como lo tienes no hay que poner esa celosía entre correas (es completamente inútil) y calcular como traslacional. Te pedía el valor de la carga. Dime que zona geográfica y que grado de exposición al viento le has fijado al generador de pórticos.

Muchas gracias por tu contestacion, así me parecía a mi, pero mi tutor esta encabezonado en que con esa viga la estructura era intraslacional y la falta de esperiencia por mi parte.....

Por cierto, la imagen que pones de las vigas contraviento no concuerda con una viga en tre dos correas situadas a 1,2 m. en un vano de 10 m. (en planta). No tendría 3 vanos por faldón, sino 7-8.
No sé a qué estamos jugando...
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... Dímelo tu...

Correcto, mil disculpas, esta dimensionada entre las tres primeras correas, un fallo mio al redactar el enunciado.
la separacion la coloque en el generador a 1.2m pero al cuadrar todas estas la distancia se reduce a la de la imagen.
Te pido disculpas de nuevo.

Dime que zona geográfica y que grado de exposición al viento le has fijado al generador de pórticos.

Zona eolica A
Grado de aspereza IV

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- 22 Ene 2013, 10:01 #315257

Te pongo tambien lo que he seleccionado en el generador de porticos para dimensionar las correas.

Estoy muy desesperado, muchas gracias por tus respuestas y perdona por la confusion anterior.
Un saludo.

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- 22 Ene 2013, 16:45 #315274

Te pongo tambien lo que he seleccionado en el generador de porticos para dimensionar las correas...

Vale. Creo que de acuerdo en lo referente a la viabilidad de la viga contraviento (nula). Te comento una cosa más (aprovechando) sobre la la junta de dilatación. Fíjate que los pórticos per se por su dimensión no necesitan comprobación frente a dilatación térmica. Has colocado junta en la dimensión 70 m. Pero creo que no la necesitas. Fíjate que los únicos elementos en esa dirección son las correas (ya sean de cubierta ya de cerramiento). Pero... las correas no son contínuas en los 70 m. Ergo... Igual no necesitas ese pórtico doble... Piénsatelo. Y si es por la cimentación, no te preocupes porque: 1) las variación de temperaturas en una cimentación tiene poco que ver con la parte aérea de la estructura; y 2) de todas formas siempre puedes si quieres poner una junta en la cimentación sin repercutirla en la estructura. Apúntate estas cosas (si quieres) para la defensa del proyecto.
Volviendo al caso que nos ocupa. Ya te comenté que normalmente estas cosas yo las calculo drectamente como traslacionales, pero 1) a los tutores nunca está de más darles cuerda y 2) como variación que pueda redundar en soluciones más económicas me ha interesado; y para profundizar sobre como trata el CTE esta cuestión... pues me ha interesado. Y por eso ahora verás porqué te he preguntado el valor de la carga horizontal (o la zona-exposición que lo mismo me da). El problema es que estos últimos días estoy teniendo algo de bulla y me cuesta dedicar tiempo a ésto. Así que te diré mi idea y por dónde pensaba yo (si me da tiempo) desarrollarla para que puedas tu mirar algo por ahí.
Mi idea era comprobar la traslacionalidad de la estructura conforme al artículo 5 del DB-SE-A especialmente 5.3 y 5.4 porque fija la condición para, una vez calculada una estructura como intraslacional, comprobar los desplazamientos de planta en relación a a las fuerzas verticales y horizontales, y si se cumple la condición expresada por fórmula (5.6) poder considerar el cálculo intraslacional como válido. Ya te digo que me interesa incluso personalmente por ver si se pueden reducir costos pues yo con esto de los programas de cálculo aplico directamente la traslacionalidad.
La cosa es que como te digo estoy algo jodido de tiempo (ya veo que tu también vas apuradill@, imagino que convocatoria de febrero), por eso si puedo echaré una mano, pero al menos que sepas por donde iba yo para que lo investigues. Y si otro compañero quiere (y puede) echar una mano... pues eso que ganamos toddos. Dale un vistazo y yo si tengo tiempo algo haré y veremos conclusiones. Igual por ahí puedes justificar la intraslacionalidad sin necesidad de vigas contraviento, sino por mero cumplimiento CTE.

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- 22 Ene 2013, 17:40 #315280

Mi idea era comprobar la traslacionalidad de la estructura conforme al artículo 5 del DB-SE-A especialmente 5.3 y 5.4 porque fija la condición para, una vez calculada una estructura como intraslacional, comprobar los desplazamientos de planta en relación a a las fuerzas verticales y horizontales, y si se cumple la condición expresada por fórmula (5.6) poder considerar el cálculo intraslacional como válido. Ya te digo que me interesa incluso personalmente por ver si se pueden reducir costos pues yo con esto de los programas de cálculo aplico directamente la traslacionalidad

esto requeriría en teoría hacer esta comprobación para todas las hipótesis de carga y todas las plantas de un edificio (en este caso sólo hay una), por lo que hacerlo manualmente puede ser muy laborioso.
Hay por ahí un post del foro con un enlace donde se explica cómo se realizaría. En el libro de ejercicios del CTE de Monfort hay en ejemplo de un pórtico de un edificio de 4 plantas
Si queremos utilizar coeficientes de pandeo intraslacionales es una comprobación que debemos hacer para asegurarnos que el cálculo hecho es correcto

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- 22 Ene 2013, 20:01 #315286

Gracias de nuevo, segun lo que comentais a cerca de justificar la intraslacionalidad de la estructura he encontrado esto por el foro.

http://www.soloingenieria.net/foros/viewtopic.php?f=7&t=36483&start=30

Como estamos hablando de NMetal 3D, pero esto es algo general, creo que conviene aclarar lo siguiente:
Clasificar una estructura como intraslacional es suponer que el efecto debido a los desplazamientos de los nudos por las acciones aplicadas, puede despreciarse.
En una estructura traslacional, hay que tenerlos en cuenta.
Podemos considerar por un lado, la estructura con los nudos fijos, y por tanto definir los coeficientes de pandeo local de cada barra en ambas direcciones. Con esto sería suficiente si nuestra estructura fuera intraslacional, y vamos a decir que hemos considerado los "efectos locales de 2º orden".
Pero si nuestra estructura es traslacional, algo que no sabemos a priori, hay que considerar esos efectos, que vamos a llamar "efectos globales de 2º orden", y para ello en NM3D debemos activar las hipótesis de viento en cada dirección y sentido de actuación y activar los llamados efectos de 2º orden debido a estas acciones horizontales, que lo que van a producir es que la estructura se desplace, y debido a estos desplazamientos, aplicar el método p-delta para incrementar o amplificar los esfuerzos precisamente por esos desplazamientos. Ese coeficiente de amplificación, expresado de la forma 1/(1-r), donde r es el índice que se cálcula de acuerdo a lo indicado en el DB SE A, 5.3.1.2, y donde se indica que si r>0,1 es traslacional. Lo mismo sería dar el indice de estabilidad global 1/(1-0,1)=1.11, y decir que siempre que este valor te salga mayor que 1,11 la estructura es traslacional. Pues bien, esos valores se pueden obtener tal como he indicado en NMetal 3D. Lo mejor, considerar siempre los efectos globales por medio este método, comprobar los resultados y que no se supere el valor de r=0,33 o de su coeficiente amplificador 1/(1-0,33)=1,50 y así estar seguro de estar dentro del campo de aplicación del método.

Pero no encuentro donde "activar las hipótesis de viento en cada dirección y sentido de actuación y activar los llamados efectos de 2º orden debido a estas acciones horizontales"

Fíjate que los pórticos per se por su dimensión no necesitan comprobación frente a dilatación térmica. Has colocado junta en la dimensión 70 m. Pero creo que no la necesitas. Fíjate que los únicos elementos en esa dirección son las correas (ya sean de cubierta ya de cerramiento). Pero...[b][u] las correas no son contínuas en los 70 m.

El tema de duplicar el portico central lo consulté con mi tutor y le explique lo mismo que tu me comentas, pero a su entender cree que es necesario porque de un modo u otro las correas transmiten los movimientos producidos por dilatacion termicas a el portico central.

Última edición por samugs el 22 Ene 2013, 20:33, editado 1 vez en total

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- 22 Ene 2013, 20:33 #315289

Pero no encuentro donde "activar las hipótesis de viento en cada dirección y sentido de actuación y activar los llamados efectos de 2º orden debido a estas acciones horizontales"

debes entrar en acciones, y en la hipótesis de viento tienes el cuadro para marcar y desmarcarlos

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- 22 Ene 2013, 20:51 #315290

Ok. gracias Estigia76
supongo que en esta imagen ya tengo todas las direcciones de viento activadas y los efectos de segundo orden activados.

Pero para no variar aqui una nueva duda.
¿Que valor tiene que tomar el "Valor para multiplicar los desplazamientos"? Buscando por internet he encontrado que para estructura metálica es 1, ¿Es correcto?

Una vez activado esto, comprobando los esfuerzos en cabeza de pilar (carga horizontal y vertical que recaen sobre este? ¿Puedo aplicar el metodo P-delta?, segun CTE 5.3.1


Uffff que lio, creo que realizare la estructura como translacional y asi podre terminar a tiempo, si no se me echa el tiempo encima y no avanzo.

Cuando la tenga terminada pondre aqui una imagen, y os comentare los coeficientes de pandeo utilizados y pandeo lateral.
Un saludo y garcias de nuevo.

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- 23 Ene 2013, 11:40 #315312

El tema de duplicar el portico central lo consulté con mi tutor y le explique lo mismo que tu me comentas, pero a su entender cree que es necesario porque de un modo u otro las correas transmiten los movimientos producidos por dilatacion termicas a el portico central.

En temas de PFC donde manda tutor no manda marinero de foro (o séase yo).
Pero si alguna vez tienes que calcular alguna nave puedes prescindir por completo. Ten en cuenta que las correas no se ponen a tope una con otra. Dejas una holgura entre el fin de una y el comienzo de otra de 10-15 mm y a correr. Además es también una buena práctica para la dilatación y para simular el apoyo deslizante que el taladro para el tornillo correspondiente al apoyo deslizante no lo hagas circular; lo haces ovalado, un taladro corredizo y eso funciona de maravilla. Te lo digo por experiencia cuando te toque hacer naves de verdad; y te olvidas de junta de dilatación. Ojo si las correas van soldadas; eso sería otra cosa.
Como dices en otro mensaje, como estás usando Metal3D mejor lo metes directamente pórtico traslacional y te quitas de problemas.

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