Foros de SóloIngeniería

- 05 Mar 2012, 20:23 #297128

Hola a todos, abro mi primer tema en el foro para ver si podríais ayudarme con unas dudas sobre la nave industrial que estoy haciendo como Proyecto de Fin de Carrera.

Es una nave de 40x60, con 11 pórticos rigidos y vanos de 6 metros. Correas en los laterales y en cubierta "Z". El cerramiento lateral y en cubierta será panel sandwich.



El problema es que al dimensionar perfiles me salen dinteles enormes, del estilo del IPE 500 y pilares que les siguen de cerca en tamaño. Se lo consulté a mi tutor y me dijo que el problema podría estar en los coeficientes de pandeo que había calculado el Generador de Pórticos (consideré la estructura como intraslacional). En los dinteles de los pórticos me asignó coeficientes de pandeo 0,060 en el plano XY y 1.082 en el XZ. En los pilares asignó 0.144 y 0.656 para los mismos planos. El problema es que mi tutor dijo que en los pilares el coeficiente de pandeo tendría que estar cerca de 0,7 en el plano XY (por lo que entiendo, ¿no se supone que tendría que ser cercano a 0 debido al cerramiento?), junto con otras cosas que me hacen dudar y no quedarme con la primera opinión que oigo.

Me gustaría saber si esos coeficientes que me ha calculado el programa son correctos o si tienen algo que ver con el problema de que me salgan unos perfiles excesivos.

Un saludo y gracias de antemano.
Sergio

Última edición por Xuno el 10 Abr 2012, 10:27, editado 2 veces en total

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- 06 Mar 2012, 08:22 #297150

Dos cosas:

Primero, ¿por qué tienes tantísimo pilar intermedio? En algunos pórticos tienes hasta 5 pilares: el del centro, los 2 extremos y otros 2 intermedios. Vale que te saldarán vigas grandotas pero ¿qué problema tienes con que la luz sean 20 metros? Para sobrecargas de cubierta, de nieve y de viento habituales no debería haber mayor problemas y menos se lo solucionas con vigas de inercia variable. Si son necesarias para otros aspectos entonces no diga nada.

Segundo, a parte del coeficiente de pandeo también debes andar con ojo con la longitud de pandeo. ¿Están las correas fijando dos puntos para limitar la distancia de pandeo? Se puede considerar que sí, ahora bien, la cubierta ni por asomo te realiza esa función en los dinteles.

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- 06 Mar 2012, 09:36 #297169

Hola PauPower, antes que nada, muchas gracias por contestar. Es la primera vez que calculo una nave por mi cuenta y soy totalmente novato en esto, disculpa si contesto alguna burrada o si no te he entendido bien.

Respondiendo a lo primero, desde luego que me interesa que pueda tener luces grandes, puesto que la nave estaría dedicada al almacenaje y cuanto mas espacio mejor. Digamos que en la parte izquierda de la nave no me importa si hay demasiados pilares en las filas, sin embargo en la parte derecha y en la fila de pilares que coincide con la cumbrera me cuantos menos haya mejor. Hasta ahora, a pesar de que hay tantísimos pilares, me salen perfiles excesivos que mi tutor no me permite poner en el proyecto. Lo de los perfiles variables supongo que se podrían poner en último caso.

Como he indicado, no he cambiado los coeficientes de pandeo que calculó el Generador de Pórticos, tampoco he modificado las cargas de viento y el pandeo lateral, y he puesto como flecha máxima relativa en los planos XY y XZ la que me indica el CTE (L/300). Los extremos de las vigas que unen los pórticos están articuladas y tienen coeficientes de empotramiento 0.

En cuanto a lo segundo, creo que no te he entendido bien. Con lo de las correas fijadas a 2 puntos, ¿quieres decir si las tengo colocadas a solo un vano? Actualmente tengo marcada la opción "3 o más vanos", que es como me indicaron en las prácticas de la universidad. Disculpa si no tiene que ver con tu pregunta.

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- 06 Mar 2012, 14:29 #297206

Hola,

primero de todo coincido en que seguramente puedas dimensionar sin tanto pilar intermedio.

Segundo, en los dinteles, también entra en juego el pandeo lateral, ¿has tenido en cuenta los coeficinetes/distancias de pandeo lateral en dinteles?

Sobre el pandeo en pilares hay mucha información en el foro, te recomiendo le eches un vistazo a algún tema, puedes usar el buscador. Yo no soy muy experto, pero si haces lo que te digo, hay algún que otro figura que seguro que te echa un cable y entre todos te ayudamos.

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Y si fuera mi vida una escalera me la he pasado entera buscando el siguiente escalón

- 06 Mar 2012, 14:45 #297208

Hola:
Opino también que hay demasiados pilares. ¿a qué obedece esa configuración? trata de simplificar a máximo el tema, haciendo los pórticos iguales si es posible. y en los hastiales ¿a qué obedece esa asimetría? ¿es una cuestión de diseño? Recuerda, máxima simplicidad.
Por otra parte dices que consideras la estructura como intraslacional. Lo habitual es considerar la estructura como traslacional en los planos de los pórticos (plano fuerte XZ) y como intraslacional en los planos perpendiculares si los elementos de cerramiento (fachadas y cubiertas) y las correas aportan la rigidez suficiente. Es muy habitual modificar los coeficientes en metal3D para adaptarse a tu estructura y condiciones concretas.
pd. con esos coeficientes que has puesto, suponiendo que los has introducido bien en los pilares y dinteles (intermedios, no me meto ya en los hastiales) los perfiles que te salen son excesivos, por lo que existe otro motivo
creo que tu problema puede ser es sistema de arriostramiento elegido, que se queda corto para esos 60 m. de luz . pienso que meter un pórtico de frenado a la mitad o doblar ese pórtico central puede ser adecuado para redistribuir esfuerzos (y en el último caso te hará de junta de dilatación). a ver que dicen los expertos del foro..

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- 07 Mar 2012, 00:31 #297269

Hola, muchas gracias a todos por las respuestas. Como tengo pórticos rigidos de 40 metros no se si podría permitirme esa distancia poniendo pocos pilares intermedios, asi que en principio puse bastantes. Mi tutor hizo algún comentario pero en ningún momento me mandó quitar pilares.

He eliminado algunos pilares, y para el uso al que se destinaría la nave no molestarían demasiado los que se ven en la foto, pero no se si seguirán siendo demasiados.



Respondiendo a j_aton , el pandeo lateral de los pilares de los pórticos los calculó el Generador de Pórticos y no lo he tocado. En los dinteles tengo en el ala superior una distancia de 1,2 metros (la separación de las correas de la cubierta), y en el ala inferior el coeficiente de momentos es 1. El pandeo lateral en los pilares de los extremos de los pórticos tiene en el ala superior coeficiente de momentos 1 y en el ala inferior una separación entre arriostramientos de 1,1 metros. En el resto de pilares intermedios y hastiales no considero pandeo lateral porque así lo hice en practicas de la universidad, pero supongo que esto no será correcto porque esta nave es bastante mas grande...Aún estoy investigando en el foro para ver que puedo hacer sobre este tema.

En cuanto a los dinteles, leyendo en el manual y por el foro he visto que en los dinteles se pueden añadir tornapuntas cada 4 correas (en mi caso se añadirian cada 3,6 metros), y probando a hacer eso la verdad es que los dinteles me salían IPE 360, bastante mejor que los de 500 que salía, pero aun así me gustaría que alguien me aclarase si esto es una práctica correcta en mi caso.


En respuesta a estigia76, introduje arriostramientos en medio de la nave, puesto que mi tutor me aconsejo lo mismo. En cuanto a lo de la traslacionalidad, probe a indicarle al generador de pórticos la opción "pandeo en pórticos traslacionales" al realizar la exportación a nuevo metal3D, pero esto hizo variar muy poco los coeficientes de pandeo, así que por desgracia sigo en lo mismo...

Muchas gracias por vuestro interés y perdon por los tochos que escribo...
Saludos

Última edición por Xuno el 17 Mar 2012, 12:18, editado 1 vez en total

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- 16 Mar 2012, 18:50 #297290

Es evidente la influencia del pandeo lateral según cuentas y es perfectamente válido utilizar tornapuntas o cualquier método que impida el pandeo lateral para reducir el coste del proyecto. No se si habrás leído otros post del foro pero muchos foreros inicialmente hacen un cálculo sin considerar el pandeo lateral, para saber del orden de magnitud de los dinteles dimensionados a flexión (si los pandeos por compresión están bien definidos). Después calculas con el pandeo lateral y miras la diferencia. En tu caso según comentas es determinante por la importante reducción de los perfiles. Puedes jugar con ello arriostrando por ejemplo una correa sí y otra no. Al final todo supone un compromiso entre el coste de mano de obra y el precio del acero. Tampoco es cuestión de llenar todo de tornapuntas.
Respecto a los pilares, y en especial los exteriores trabajan a flexión debido al viento por lo que es necesario considerar su pandeo lateral en las alas comprimidas (dependiendo de si hay presión o succión será la interior o la exterior). Para editar estas longitudes debes tener claro cómo va a ser tu cerramiento (igual que has hecho en cubierta), si hay elementos que lo impidan (propio cerramiento, correas, forjados,..), si se consigue arriostrar una o las dos alas o en su caso poner tornapuntas de igual manera que en los dinteles

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- 19 Mar 2012, 19:58 #297423

Hola de nuevo, he reajustado las distancias de las correas en cubierta y laterales, siendo estas de 1,3 y 1,4 metros respectivamente. Pues bien, si coloco tornapuntas cada 2 correas tanto en fachada como en cubierta obtengo pilares y dinteles IPE 330 y pilares IPE 300. En principio esto me gusta bastante mas que antes, pero ¿es normal que los dinteles san mayores que los pilares?

EDITO: Otra cosa más, hasta el momento no había considerado los huecos, que simplemente serán 3 huecos para los muelles de carga en el lateral izquierdo de la nave, de 2.2 x 2.4 cada uno, no considero ningún hueco más por el momento, debido a que el resto los desprecio por su pequeño tamaño. Pues bien, he recalculado con el programa la nave y me han aparecido una varias hipótesis más (son 12 en total), lo cual veo comprensible debido a todo el baile de nuevas presiones y succiones. El caso es que he probado a calcular las cargas a mano, siguiendo el libro de Antonio Manuel Reyes "CYPE. Cálculo de estructuras metálicas con Nuevo Metal 3D", y numéricamente no se parecen mucho a las calculadas con el programa. Como se puede ver en la imagen que adjunto, el programa me coloca un follón de cargas cercanas a los nudos que tampoco ví en el libro, ademas de que en cada pilarillo del pórtico hastial me salen cifras distintas en vez de ser iguales en todos. Aún así, ¿debo fiarme de el programa? Supongo que sera mejor que fiarse de mis cálculos a mano... Pero agradezco cualquier orientación.



Saludos a todos

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- 22 Mar 2012, 12:30 #297703

¿No he sido claro en mis preguntas o es que nadie sabe como ayudarme? Si alguien ayuda habra cervezas

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- 22 Mar 2012, 12:41 #297705

por cálculo puede salirte lo que comentas e implica que el reparto de esfuerzos se realizará proporcionalmente a las inercias de las barras que confluyen en él. peo mucho ojo, porque el nudo debe ser realizable, y desde luego no es adecuado que el ancho de ala del dintel sea mayor que el del pilar (piensa un poco en cómo se resolvería el nudo).
A veces cuando se resuelven las uniones te pueden pedir aumento de perfiles debido a efectos locales en la unión (calcular una unión es una cadena de comprobaciones: el puramente geométrico expuesto anteriormente es uno de ellos, pero hay muchos mas), que sin embargo no te pide el cálculo matricial de la estructura
Respecto a las hipótesis adicionales con huecos, difícil dar una opinión sin verlo, pero si introduces los datos como indica el programa, yo desde luego me fiaría de metal3d

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- 23 Mar 2012, 10:32 #297795

Muchas gracias estigia76, intentaré arreglar los perfiles de los dinteles, ya indicaré como lo hice cuando consiga reducirlos.

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- 27 Mar 2012, 14:46 #298127

Hola, he conseguido reducir los dinteles cambiando los redondos de las cruces de San Andrés por L's, puesto que algunos redondos no me cumplían ni con el máximo diámetro. Ahora tengo perfiles IPE 300 en los dinteles y pilares IPE 360.

Volviendo al tema principal, el problema lo tengo en las filas de pilares intermedios de la nave, que me salen perfiles IPE 500 a pesar de que no considero el pandeo lateral en ellos. Los coeficientes de pandeo en el plano débil y fuerte son 0,7. ¿Es esto correcto? Yo imagino que no porque no veo otro lugar en donde podría estar el fallo.

Saludos a todos

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- 27 Mar 2012, 19:09 #298158

Los pilares interiores no sufren la acción directa del viento pero sí colaborarán en la absorción de la reacción horizontal. Además la carga/luz vertical que reciben es importante (digamos brutamente que unos 15 m., muy superior a la de los laterales).
Creo que deberías atar las cabezas de todos estos pilares igual que has hecho entre pórticos arriostrados. Por otra parte el perfil IPE aguanta muy bien la flexión, pero solo en su eje fuerte (en el eje débil el radio de giro es muy pequeño). A igualdad de coeficientes de pandeo en los dos ejes puede que sea mas razonable tomar un perfil HEB, mas compensado en los dos ejes que el IPE, aunque también mas pesado.

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- 29 Mar 2012, 11:46 #298303

Atar las cabezas de estos pilares interiores no me reducía los pilares IPE 500. En cambio si coloco H's las HE 180 B cumplen perfectamente, espero que sea correcto ponerlas. Pero ante todo me interesaba saber si los coeficientes de 0,7 que escogí para estos pilares son correctos, dado que los he puesto por recomendación de otras personas. Como no has dicho nada malo sobre estos coeficientes supongo que no deben estar mal del todo, pero querría saber si se podrían precisar algo mejor, ya que el CTE no me ayuda mucho a la hora de determinar coeficientes de pandeo en pilares porque tengo dudas sobre como aplicarlo a mi nave.

Saludos y muchas gracias!

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- 29 Mar 2012, 12:02 #298307

El coeficiente de pandeo 0,7 es en el caso empotrado-articulado, que pienso que en tu caso se podria asemejar (empotrado base, articulado arriba). Para calcularlos más precisos, CTE DB SE-A 6.3.2.5
Lo del perfil IPE 500 vs HEB 180 no tiene mucho sentido creo yo, ya que las inercias en ambos ejes son mucho mayores las del IPE500. No sé porque puede ser, pero a mi no me cuadra. A ver si salen los expertos y lo explican.

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Y si fuera mi vida una escalera me la he pasado entera buscando el siguiente escalón