Foros de SóloIngeniería

- 11 Jun 2014, 11:59 #340105

Buenos dias. Estoy calculando una nave industrial para mi PFC con la ayuda del GdP y NM 3D. Por supuesto, quiero justificar en el PFC los valores que toma el programa.

Ahora mismo estoy con la acción del viento, pero llevo varios días estancado con los coeficientes de exposición y presión. Voy a explicar cómo estoy procediendo manualmente, y comparar los resultados obtenidos con los que arroja el programa, para ver si me podéis orientar en cuanto al criterio de elección de estos valores por parte del programa.

Descripción de la nave
Altura de pilares 8m
Altura cumbrera 10m
Pendiente cubierta 11.3º
Anchura pórtico 20m
Separación entre pórticos 5m
Longitud nave: 40m (9 pórticos)
Zona eólica A y grado de aspereza III

Presión y succión interior:
Para obtener el coeficiente de exposición aplico la fórmula del anexo D, para la altura media del hueco más alto (5.5m) quedando del lado de la seguridad. ce=1.98.
Para los coeficientes de presión, se toman los valores más desfavorables, 0.7 y -0.5.

En cuanto a las cargas generadas por el programa, para comprobar los coeficientes que usa, divido las cargas sobre pilares entre 5 (área tributaria de cada pilar intermedio), entre 0.42 (presion dinámica) y etre 0,7 o -0.5 (considero que estos coeficientes son los que usa NM3D al ser los más desfavorables).

Para presión interior, la carga que hay sobre cada pilar es de 2.84 kN/m, luego 2.84/(5*0.42*0.7)=1.93

Luego el coeficiente de exposición que toma el programa para huecos es 1.93, valor que se obtiene al interpolar en la tabla 3.4 para grado III, y altura 5.5. Hasta ahí todo correcto, en lugar de usar la formula, le programa ha interpolado de la tabla.

Para succión, la carga sobre pilares es de -3.095kN/m, luego -3.095/(5*0.42*-0.5)=2.94, es decir, que utiliza un coeficiente de exposición de 2.94. ¿Como es esto posible, si este valor correspondería a una altura de más de 24 metros? ¿No deberia emplear como ce 1.93 al igual que en presión interior?

En cuanto a la presión exterior, es para echarse a llorar, ni un valor del NM3D se aproxima a los que obtengo manualmente. Escribiré otro post analizandolos, pero de momento una preguna:

Para las presiones en paramentos veritcales he tomado un ce calculado con la altura media del pilar (4m), y para cubierta, un ce calculado con la altura media de cubierta (9m). ¿Es correcto, o deberia considerar la altura máxima en cada caso, 8 para paramentos verticales y 10 para cubierta?

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- 11 Jun 2014, 14:52 #340115

Hola Salva D:
Lo primero que tienes que conocer es cómo funciona el programa
Si no me equivoco metal3d tomaba alturas media para determinar Ce, tanto en pilares como en dinteles. Y en huecos la altura media ponderada de la totalidad de huecos, que para algo te piden introducirlos. Por tanto Ce puede ser diferente para huecos y pilares.
Por otra parte no entiendo tus cálculos. Parte mejor de las cargas superficiales de viento y a partir de ahí calcula la carga lineal sobre el pilar. Date cuenta que el elemento que estás considerando puede pertenecer a distintas zonaficaciones.
Si proporcionas mas datos podemos analizarlo en profundidad. Coge una hipótesis y cuelga una captura de las cargas lineales sobre el pilar, y también otra de las cargas superficiales de esa hipótesis. Hace tiempo me dediqué a analizar las cargas de viento sobre los pórticos y los valores, con los matices que quieras hacerle, eran correctos como no podía ser de otra forma
Saludos

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- 11 Jun 2014, 18:29 #340131

Lo primero que tienes que conocer es cómo funciona el programa
Si no me equivoco metal3d tomaba alturas media para determinar Ce, tanto en pilares como en dinteles. Y en huecos la altura media ponderada de la totalidad de huecos, que para algo te piden introducirlos. Por tanto Ce puede ser diferente para huecos y pilares.

Ok, entoces es correcto tomar un ce distinto para pilares, dinteles y huecos, tomando como altura de aplicación la altura media de pilares y de dinteles, y la media ponderada de los huecos.

Por otra parte no entiendo tus cálculos. Parte mejor de las cargas superficiales de viento y a partir de ahí calcula la carga lineal sobre el pilar. Date cuenta que el elemento que estás considerando puede pertenecer a distintas zonaficaciones.
Si proporcionas mas datos podemos analizarlo en profundidad. Coge una hipótesis y cuelga una captura de las cargas lineales sobre el pilar, y también otra de las cargas superficiales de esa hipótesis. Hace tiempo me dediqué a analizar las cargas de viento sobre los pórticos y los valores, con los matices que quieras hacerle, eran correctos como no podía ser de otra forma
Saludos

Esta noche (version After Hours) trabajaré en esto, y subiré alguna hipótesis, comparando con mis cálculos manuales, a ver si soy capaz de entender estos coeficientes medianamente bien.

Por otro lado, en algún proyecto de cálculo de estructura a mano por ahí he visto que, por ejemplo, para el pórtico hastial, en lugar de dividirlo en zonas A, B y C, y aplicar sobre cada zona su correspondiente carga, hacen una media de los coeficientes de presión, y aplican a toda la fachada la misma carga (sobrecargan en zonas B y C, pero se quedan cortos en zona A). ¿Hasta qué punto es correcto esto?

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- 11 Jun 2014, 20:18 #340138

Esta noche (version After Hours) trabajaré en esto, y subiré alguna hipótesis, comparando con mis cálculos manuales, a ver si soy capaz de entender estos coeficientes medianamente bien.

Empieza poco a poco, comprobando pilares con una única zona. Por ejemplo, para viento a 0º (viento perpendicular a un lado longitudinal de la nave). Con los datos que das tenemos:
Ce pilares (z=4 m.)=1,80
Ce huecos = 1,93 (te salía, si no calcula para la altura ponderada)
Cpresion zona D= 0,733 (tablas CTE)
Csucción zona E= -0,366 (tablas CTE)

EXTERIOR:
Zona D: q=0,42*1,80*0,733 = 0,5542
Zona E= q=-0,42*1,80*0,366 = -0,2767
INTERIOR:
Presión: q= 0,42*1,93*0,7= 0,5674
Succión: q= -0,42*1,93*0,5= -0,4053
Cargas lineales en pilares centrales:
Zona D presión interior: 5*(0,5542-0,5674)= 2,771-2,837= 0,066 KN/ml
Zona D succión interior: 5*(0,5542+0,4053)= 2,771+2,0265= 4,7975 KN/ml
Zona E presión interior: 5*(0,2767+0,5674)= 1,3835+2,837= 4,2205 KN/ml
Zona E succión interior: 5*(0,2767-0,4053)= 1,3835-2,0265= 0,643 KN/ml
Para esta hipótesis resulta determinante la succión interior en los pilares D y la presión interior para pilares E
Cuando tengas zonificaciones distintas te tocará repartir proporcionalmente

Por otro lado, en algún proyecto de cálculo de estructura a mano por ahí he visto que, por ejemplo, para el pórtico hastial, en lugar de dividirlo en zonas A, B y C, y aplicar sobre cada zona su correspondiente carga, hacen una media de los coeficientes de presión, y aplican a toda la fachada la misma carga (sobrecargan en zonas B y C, pero se quedan cortos en zona A). ¿Hasta qué punto es correcto esto?

Hombre, exacto no es. Disponiendo hoy día de ordenadores no creo que haga falta simplificar. Además tratándose de un PFC yo no lo haría
Saludos

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- 12 Jun 2014, 01:19 #340150

Bueno, pues aquí lo que he obtenido hasta ahora. Voy a analizar una hipótesis, concretamente la de viento a 0º tipo 1, con presión interior

PRESIÓN INTERIOR

Coeficiente de exposicion (interpolando en la tabla 3.4 para 5.5, ya que salen valores mas bajos que con las formulas):1.933
Coeficiente de presión, el más desfavorable: 0.7

q(manual)=0.42*0.7*1.933=0.568 kN/m^2

q(cype)=0.568 kN/m^2

Clavado hasta el último decimal, marcha bien la cosa!

PRESIÓN EXTERIOR

Interpolamos en tabla D.3 para áreas de más de 10m^2, y una esbeltez de 0.5, obteniendo los coeficientes de presiones para las zonas A, B, C

Cubierta a 2 aguas, con pendiente de 11,3º por lo que interpolamos en la tabla D.6 a para obtener los valores correspondientes a ésta pendiente, para superficies de más de 10 m^2, para las zonas F, G, H, I, J

En cuanto al coeficiente de exposición, al no tener claro qué altura tomar (altura media o máxima de pilares para pilares, altura media o máxima para dinteles...), analizo una de las cargas de cype, a ver si descifro que coeficiente de exposición utiliza:

En zona A, cype asigna una carga q=-1.193 kN/m^2, despejando de la ecuación el coeficiente de exposición, ce=-1.193/(0.42*-1.20)=2.367

Si interpolamos en la tabla 3.4 para 10 metros, se obtiene precisamente este valor, 2.367, así que parece que cype utiliza la máxima altura de la construcción para todos los coeficientes de exposición exteriores. Vamos a ver que pasa....



Lo interesante de esta tabla son las dos ultimas lineas, siendo respectivamente los cálculos manuales y los del cype. Los valores son muy aproximados en la mayoría de las zonas, excepto en las zonas D y E, que el resultado difiere un poco (admisible), y en las zonas H y J, donde los resultados son muy distintos. ¿A qué se puede deber esto?


Si se quiere analizar la mísma hipótesis, pero con succión interior, la cosa cambia, pues:

SUCCIÓN INTERIOR

Coeficiente de exposicion: 1.933
Coeficiente de presión: -0.5

q(manual)=0.42*-0.5*1.933=-0.406 kN/m^2

q(cype)=0.604 kN/m^2

Se puede ver que la carga de cype es muy superior a la manual, desconozco si aplicará algún indice de mayoración. ¿Alguna idea?

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- 12 Jun 2014, 01:48 #340153

Bueno, aprovechando que estoy puesto al lio, he comprobado la misma hipótesis pero con viento tipo 2, y una hipótesis con viento a 90º (trasero).

En éstos casos, todos los valores de cargas me dan exactamente igual a mano que consultándolos en el programa, asi que me quedo con el buen sabor de boca y me voy a la cama, antes de que mute a vampiro. Ya mañana me pelearé a ver si descifro lo de la succión interior.

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- 12 Jun 2014, 15:16 #340199

Lo interesante de esta tabla son las dos ultimas lineas, siendo respectivamente los cálculos manuales y los del cype. Los valores son muy aproximados en la mayoría de las zonas, excepto en las zonas D y E, que el resultado difiere un poco (admisible), y en las zonas H y J, donde los resultados son muy distintos. ¿A qué se puede deber esto?

Has interpolado mal. Las cargas salen practicamente iguales. En anteriores mensajes te indicaba los coeficientes Cp para pilares en zona D y E, 0,733 y 0,366 respectivamente. Para cubierta lo mismo, valiendo para las zonas H y J, 0,411 y 0,556 respectivamente

SUCCIÓN INTERIOR

Coeficiente de exposicion: 1.933
Coeficiente de presión: -0.5

q(manual)=0.42*-0.5*1.933=-0.406 kN/m^2

q(cype)=0.604 kN/m^2

Por decir algo. ¿No será que has copiado mal los datos cambiando 4 y 6? es que es muy raro que la presión te quede clavada

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- 12 Jun 2014, 16:41 #340202

Has interpolado mal. Las cargas salen practicamente iguales. En anteriores mensajes te indicaba los coeficientes Cp para pilares en zona D y E, 0,733 y 0,366 respectivamente. Para cubierta lo mismo, valiendo para las zonas H y J, 0,411 y 0,556 respectivamente

Efectivamente, es lo que tiene ir de chulo e intentar interpoalar a "ojo de buen cubero". Corregido esto, dan clavadas, Muchas gracias.

Por decir algo. ¿No será que has copiado mal los datos cambiando 4 y 6? es que es muy raro que la presión te quede clavada

El numero está bien copiado, es un 6. Haciendo cuentas, para obtener ese numero debería tomar un Cp equivalente a 24 metros si no recuerdo mal, así que creé otra obra en el GdP prácticamente idéntica, y la exporté al NM3D a ver qué hacía, y volvía a generar una succión interior de sobre 0.6 kN/m^2 para todas las hipótesis (algo diferente en alguna de ellas, pero muy poco). Esta noche le dedicare un rato mas a este valor, a ver si saco algo en claro, pero lo único que se me ocurre es que lo mayore por algún barrunto de la versión o algo así.

Otra cosa que quiero hacer esta noche es valorar el eliminar del cálculo de cype unas cuantas hipótesis, para aligerar los cálculos. De momento tengo claro que eliminaré las dos hipótesis de nieve con redistribución por viento, ya que considero que con la inicial es más que suficiente, mas para una localidad al sudeste de España, y a poca distancia del mar. Pero para las del viento tendré que valorarlas con más detenimiento, aunque creo que las hipótesis de viento lateral tipo 2 también pueden ir fuera (me quitaría en total 6 hipótesis).

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- 12 Jun 2014, 17:03 #340204

¿cuántos y qué áreas tienen tus huecos y en qué fachadas están? igual tiene que ver con esto...

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- 12 Jun 2014, 17:40 #340205

Pues huecos tengo los siguientes:

Fachada 1 (izquierda): 34 m^2, altura ponderada 3.29 m
Fachada 2 (trasera): 6m^2, altura ponderada 5.5 m
Fachada 3 (derecha): 9 m^2, altura ponderada 5.5 m
Fachada 1 (delantera): 25 m^2, altura ponderada 2.5 m

¿Podría ser que afecte por eso de el doble o triple de huecos en una fachada respecto de otra? No tengo muy claro como se aplicaría eso (punto 4 del apartado 3.3.5 del CTE DB SE-AE

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- 12 Jun 2014, 18:15 #340208

Podría ser, no tengo claro cómo calcula el programa en estos casos. Será cuestión de echar números.
Te recomendaría mirar si en todas las hipótesis de viento distintas con succión, esa carga vale lo mismo. Supongo que variará por la asimetría de huecos

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- 12 Jun 2014, 19:14 #340209

Pues me lo dejé apuntado anoche:

0º q=0.604kN/m^2
90º q=0.604kN/m^2
180º q=0.539kN/m^2
270º q=0.604kN/m^2

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- 12 Jun 2014, 21:48 #340214

Pues no se. A ver si algún experto de cype nos lo aclara

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- 12 Jun 2014, 23:19 #340215

He generado una nave en el GdP, con un único hueco en una fachada lateral, a una altura promedio de 5,5 para ver como trabaja la succión en ese caso según cype.

Pues en este caso, genera una carga de 0.227 kN/m^2, asi que estoy en las mismas, ni idea de que hace el chino del cype con la succión.

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- 14 Jun 2014, 15:27 #340273

Bueno, pues al final he optado por modificar las cargas de succión que genera el Generador de Pórticos por el valor que obtengo manualmente. Quizás no sea el más correcto, pero el tiempo corre, y prefiero usar un valor que pueda justificar, a uno que no se de donde sale.

En cuanto a las hipótesis que genera, como comenté, he eliminado las hipótesis de viento lateral tipo 2, puesto que las cargas son del mismo tipo que para el tipo 1 (succión o presión) pero menor valor. También he eliminado las hipótesis de redistribución de nieve, quedándome solo con la de distribución inicial. He pasado de considerar 15 hipótesis (de viento y nieve) a considerar 10, por lo que el tiempo de cálculo se ha reducido considerablemente (cosa que se agradece cuando esas a las 3 de la madrugada con el Cype.

Ahora me gustaría tener vuestra opinión sobre los perfiles que obtengo que, aunque creo que son razonables, me interesan vuestras opiniones, y por supuesto, a pelearme con la maldita cimentación. Pero para ello crearé otro hilo, pues la temática no termina de encajar con el título de éste.

Muchas gracias por la ayuda, estigia76.

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