anejo nº 1: cÁlculos estructurales

ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA

ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES




ÍNDICE

1. MEMORIA

2. NORMATIVA A APLICAR

3. HIPÓTESIS DE CÁLCULO

4. DEFORMACIONES MÁXIMAS PERMITIDAS

5. SUB-SUELO

6. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

7. CÁLCULO

7.1. PLACAS DE ANCLAJE DE CARTELES LATERALES

7.2. CÁLCULO DE SUSTENTACIÓN DE CARTELES LATERALES

7.3. CÁLCULO BANDEROLAS


ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 1

1.- MEMORIA

La presente memoria tiene por objeto establecer los criterios para la realización de los cálculos de las

cimentaciones de las señales, así como la determinación de los perfiles necesarios para cada tipo de señal,

o combinación de señales de tráfico o carteles laterales.

Cualquiera que sea el perfil propuesto deberá cumplir lo indicado en la citada Norma, aportando la

justificación completa, de cálculos y especificaciones de materiales, así como garantías de las soldaduras,

tanto de la estructura en sí, como de la cimentación, incluyendo zapata y placas de anclaje con sus

respectivos pernos.

2.- NORMATIVA A APLICAR

Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes.

Normas UNE-EN 12899.- Señales verticales fijas de circulación

Norma UNE 135311.- Señalización vertical. Elementos de sustentación y anclaje. Hipótesis de

cálculo.

Norma UNE-EN 485-2, de Enero de 2014, Aluminio y aleaciones de aluminio. Chapas, bandas y

planchas. Parte 2. Características mecánicas

Norma UNE-EN 485-2, Aluminio y aleaciones de aluminio. Chapas, bandas y planchas. Parte 1

Condiciones técnicas de suministro e inspección.

Norma UNE EN-515. Aluminio y aleaciones de aluminio. Productos forjados.

UNE EN ISO 1461, Recubrimientos galvanizados en caliente sobre productos acabados de hierro y

acero. Especificaciones y métodos de ensayo.

Instrucción para el proyecto y la ejecución de hormigón armado o en masa (EHE-08).

Código Técnico de la Edificación (CTE), Libro 2, Seguridad Estructural: Bases de cálculo y Acciones

en la Edificación.

Código Técnico de la Edificación (CTE), Libro 4, Seguridad Estructural: Acero.

EN.1999. Eurocódigo 9. Proyecto de estructuras de aluminio

Manuels Drouet sur calcul des constructions métalliques établie suivant règles CM66 (ou 56) et NV

65-67.

3.- HIPÓTESIS DE CÁLCULO

Las hipótesis de cálculo consideradas son las siguientes:

Acciones constantes: se considerará el peso propio de la cimentación, despreciando el peso propio

de las señales y los pilares de sustentación de las mismas.

Viento: se considerará, de acuerdo con la “UNE 135311. 2008- Señalización vertical. Elementos de



sustentación y anclaje. Hipótesis de cálculo”, considerando una presión dinámica del viento

diferente, según se trate de carteles laterales (800 N/m2), resultante de la consideración de Clase

WL3· o señales de una pieza (600 N/m2), resultante de la consideración de clase WL2, según la

citada Norma.

Variación térmica, uniforme de +- 30 ºC, uniforme en todas las barras.

Estas hipótesis se mayorarán con los coeficientes siguientes:

1,33 para las acciones constantes, cargas permanentes y sobrecargas

1,50 para viento

1,33 para la acción térmica

4.- DEFORMACIONES MÁXIMAS PERMITIDAS

Se tendrá en consideración lo especificado en la norma “UNE 135311.- Señalización vertical. Elementos de

sustentación y anclaje. Hipótesis de cálculo”.

Para los carteles laterales y las señales de una pieza, la deformación máxima permitida en el extremo

superior del soporte, bajo la acción del viento, se limitará considerando la deformación máxima

correspondiente a una clase TDB4 (dz< 25 mm/m).

5.- SUB-SUELO

Para el estudio de la cimentación se partirá de la base de que exista un substrato lo suficientemente

resistente (0,2 N/mm2) como firme de buena calidad, considerándose enterrada la zapata en dicho

subsuelo.

6.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

Se proyectará una estructura metálica, en acero tipo S 275 JR o superior o aluminio de la serie 6000, si se

realiza mediante chapas, bandas y planchas, de sección constante, sustentada por una zapata de hormigón

en masa, HM-20 o armada HA-25, cuyo esquema estructural se comprobará a deslizamiento y vuelco.

7.- CÁLCULO

El cálculo de los elementos estructurales deberá realizarse de acuerdo con los métodos básicos de la

resistencia de materiales para el comportamiento elástico de estructuras planas formadas por piezas

lineales unifilares.

Todas las secciones y piezas de hormigón en masa o armado se realizarán según la Instrucción E.H.E-08.



para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón armado o en masa. Se considerarán zapatas rígidas,

por la relación entre el vuelo y el canto de las previsibles zapatas.

El coeficiente de seguridad mínimo al vuelco que deberá adoptarse, será:

K=

5,1

v

e

M

M

Pudiendo justificarse el adoptar el coeficiente de 1,33 en carteles laterales y 1,15 en señales de una pieza,

según Norma UNE 135.311.

PARÁMETROS DE CÁLCULO

Características de los materiales:

Sustrato de apoyo

Tipo de suelo ....................................................................................................... …a determinar

Peso específico aparente mínimo .................................................................................. 19 kN/m3

Angulo de rozamiento interno mínimo ................................................................................... 30º

Hormigón

Resistencia característica del hormigón, en masa o armado, de la zapata ...................... 25 N/mm2

Densidad del hormigón ............................................................................................... 25 kN/m3

Acero de refuerzo, (en su caso, en dicho caso el hormigón será HA-25)

En todas las armaduras de la zapata se empleará acero corrugado ................................... B 500 S

Clase de acero = dureza natural

Límite elástico fy en N/mm2, no menor de ............................................................................. 500

Carga unitaria de rotura fs en N/mm2, no menor de ............................................................... 550

Alargamiento de rotura en %sobre base de 5 diámetros no menor que ....................................12

Relación fs/fy en ensayo no menor que ................................................................................ 1,05

Coeficientes de seguridad

Estados límites últimos:

Coeficiente de minoración del acero ..................................................................................... 1.05

Coeficiente de minoración del aluminio ................................................................................. 1.10

Coeficiente de minoración del hormigón ............................................................................... 1.50



Coeficiente de ponderación de las acciones de efecto desfavorable ........................................ 1,50

Especificaciones para componentes del hormigón

Tipo de árido ........................................................................................................ grava y arena

Tamaño máximo ........................................................................................................ 20-40 mm

Cemento ........................................................................................................................... P-350

Consistencia plástica en cono de Abrams UNE7103; ........................... 3-5cm

Resistencia característica a los 28 días ......................................................................... 25 N/mm2

Control de ejecución

Acero corrugado ................................................................................................... no sistemático

Hormigón ..................................................................................................................... probetas

Ejecución ........................................................................................................................ normal

Granulometría ................................................................................................................. normal

Acero de la estructura metálica

Calidad ........................................................................................................ S 275 JR o superior

Límite elástico .......................................................................................................... 275 N/mm2

Carga de rotura .................................................................................................. 360/470 N/mm2

Alargamiento mínimo .......................................................................................................... 26%

Aluminio

Calidad ..................................................................................................... serie 6.000 o superior

Límite elástico .......................................................................................................... 230 N/mm2

Módulo elástico .................................................................................................... 70.000 N/mm2

Alargamiento mínimo .......................................................................................................... 13%

En las tablas adjuntas se incluyen los cálculos realizados tanto para la cimentación como para las placas de

anclaje.

Se han calculado las zapatas correspondientes a cada uno de los carteles laterales y de las señales, simples

o compuestas, referidas en el Proyecto, resumiendo la cimentación en cuatro tipos de zapatas,

denominados A, B, C y D, por orden creciente de tamaño, garantizando el cumplimiento de la Norma UNE

135311 de Mayo de 2008, denominada “Señalización vertical. Elementos de sustentación y anclaje.

Hipótesis de cálculo” con referencia explícita a la Norma UNE-EN 12899-1, así como a los diferentes

Eurocódigos, y muy especialmente al “ Eurocódigo 1, Acciones sobre las estructuras”.



7.1.- PLACAS DE ANCLAJE DE LOS CARTELES LATERALES

Placas base a flexocompresión

Datos necesarios: Panel hasta 30 m2 Panel hasta 25 m2 Panel hasta 20 m2

Axil característico Nk tn 1 1 1

Momento característico Mk tn.m 4,5 3,5 2,75

Perfil metálico del soporte IPN cm 22 20 20

Dimensiones propuestas de la placa base:

separación de borde de cartelas cm 2 2 2

Ancho B cm 29 29 29

Largo (dirección del perfil) A cm 46 44 44

Dimensionamiento de los pernos:

Excentricidad (Mk/Nk) e adimensional 450 350 275

Brazo de tracción de los pernos d cm 41 39 39

Separación de los pernos del borde cm 5 5 5

Tracción de cálculo de los pernos: Td tn 18,4148936 14,9328358 11,5746269

Número de pernos n adimensional 2 2 2

Límite elástico de los pernos fyd kg/cm2 2600 2600 2600

Area de los pernos W cm2 3,5413257 2,8716992 2,22588978

Diámetro de los pernos f mm 22 20 18

Comprobación de las dimensiones de la placa:

Lado izquierdo de la ecuación: tn/m2 597,148234 515,135919 409,862911

Resistencia característica del hormigón:

kg/cm2 200 200 200

Lado derecho de la ecuación: tn/m2 1700 correcto 1700 correcto 1700 correcto

Espesor de la placa:

vuelo de la base v mm 120 120 120

Espesor de la placa: e mm 48 deben

disponerse cartelas

48 deben

disponerse cartelas

48 deben

disponerse cartelas

Si e>20 deben colocarse cartelas:

Dimensiones de las cartelas:

longitud de la cartela v mm 100 100 100

espesor de la cartela: >B/30 e2 mm 16 16 16

altura H mm 200 200 200

separación entre cartelas h mm 110 100 100

espesor de la placa: e=h/6 > e2 e mm 20 18 18

1085,0

4xf

AB

TNcd

dd



7.2.- CÁLCULO DE SUSTENTACIÓN DE CARTELES LATERALES

CÁLCULO DE SOPORTE Y CIMENTACIÓN DE CARTELES LATERALES

ARITZETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUAPROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN ARITZETA

h= (1-sen/1+sen)

0,5 0,333333333

Nº postes

Largo Alto SuperficieSuperf. cálculo

Esfuerzo puntual: E

Altura libre

Brazo actuante

MomentoMomento mayorado

Módulo necesario

Perfil Tipo de cimentación a b h

Peso de la

zapata: N

Tensión sobre el terreno

Seguridad al deslizamiento

Empuje del empotramiento de

la zapata

Seguridad al vuelco

ud m2 m2 kN ml ml kN.m kN.m cm3 m m m kN t< 0,25 N/mm2 Csd >1,5 Eh=.H2h/2 Csv>1,33 altura max. Inercia flecha

CARTELES LATERALES Y FLECHASAP-8-S1-1 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430AP-8-S2-1 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430AP-8-S2-2 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430GI-11-S1-1 2 4,700 2,280 10,716 5,358 4,29 2,00 3,14 13,459 20,189 77,65 IPN 140 C 1,3 1,2 0,8 29,95 0,079 3,144 2,560 1,497 4,28 107,00 573,00 41,090GI-20-S1-300M 2 5,100 5,600 28,560 14,280 11,42 2,00 4,80 54,835 82,253 316,36 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,107 2,954 5,000 1,398 7,60 190,00 1.450,00 133,117GI-20-S1-SALIDA 2 5,100 5,600 28,560 14,280 11,42 2,00 4,80 54,835 82,253 316,36 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,107 2,954 5,000 1,398 7,60 190,00 1.450,00 133,117

Deformación máxima admitida: 25 mm/m

Condiciones a cumplir

Según artículo 2.1 Hipótesis de Cálculo de la "Norma UNE 135.311:2008, 5 ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN PARA CARTELES LATERALES". Se ha considerado la carga de viento indicada en la Norma UNE-EN 12899-1, considerando WL3, admitiendo la presión dinámica del viento de 128 km/h.

Señal

GI-20-S2-250M 2 5,100 4,200 21,420 10,710 8,57 2,00 4,10 35,129 52,693 202,67 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,078 3,939 5,000 2,182 6,20 155,00 1.450,00 67,189GI-20-S2-SALIDA 2 5,100 4,200 21,420 10,710 8,57 2,00 4,10 35,129 52,693 202,67 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,078 3,939 5,000 2,182 6,20 155,00 1.450,00 67,189

Coeficiente rozamiento suelo-hormigón: Perfil Inercia Módulo a b h V Armado Peso: Ncm4 cm3 m m m m3 Superior e inferior kN

Tipo de suelo Coeficiente IPN 80 77,80 19,50IPN 100 171,00 34,20 A 0,7 0,5 0,8 0,280 6,720

Arenas sin limos 0,55 IPN 120 328,00 54,70 B 1 0,8 0,8 0,640 15,360Arenas limosas 0,45 IPN 140 573,00 81,90 C 1,3 1,2 0,8 1,248 29,952Limos 0,35 IPN 160 935,00 117,00 D 2 1,5 1 3,000 ME 150.150.10 75,000Roca sana con superficie rugosa 0,60 IPN 180 1.450,00 161,00

IPN 200 2.140,00 214,00IPN 220 3.063,00 278,00IPN 240 4.250,00 354,00

Perfiles Zapatas definidas para cada perfil que compone la sustentación de señal o panel

ARITZETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUAPROYECTO DE CONSTRUCCIŁN DE LA SEÑALIZACIŁN DEL ˘REA DE ATENCIŁN AL CLIENTE DE BIDEGI EN ARITZETA

CÁLCULO DE SOPORTE Y CIMENTACIÓN DE SEÑALES DE CÓDIGO DE LA SERIE "B"

h= (1-sen/1+sen)

0,5 0,333333333

Tipo señalNº

postesSuperficie

Superf. cálculo

Esfuerzo puntual: E

Altura libre

Brazo actuante

MomentoMomento mayorado

Módulo necesario

Perfil Tipo de cimentación a b h

Tensión sobre el terreno

Seguridad al deslizamiento

Empuje del empotramiento de

la zapata

Seguridad al vuelco

ud m2 m2 kN ml ml kN.m kN.m cm3 m m m kN kN t< 0,25 N/mm2 Csd >1,5 Eh=.H2h/2 Csv>1,15SEÑALES DE CÓDIGOTriangular (L=1.350 mm) 1 0,790 0,790 0,57 1,80 2,19 1,243 1,865 7,17 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,033 12,156 1,707 5,722Triangular invertida (L=1,350 mm) 1 0,790 0,790 0,57 1,80 2,58 1,467 2,201 8,46 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,036 12,156 1,707 4,848Circular (D=900 mm) 1 0,636 0,636 0,46 1,80 2,25 1,031 1,546 5,95 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,057 6,602 1,067 2,207Octogonal (D=900 mm) 1 0,661 0,661 0,48 1,80 2,25 1,071 1,606 6,18 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,059 6,354 1,067 2,124Cuadrada (D=900 mm) 1 0,810 0,810 0,58 1,80 2,25 1,312 1,968 7,57 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,067 5,185 1,067 1,734Rectangular (900x1350) 1 1,215 1,215 0,87 1,80 2,48 2,165 3,248 12,49 100.50.3 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,044 7,901 1,707 3,285Individual + placa 1 1,330 1,330 0,96 1,80 2,88 2,757 4,136 15,91 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,050 7,219 1,707 2,580Dos señales 1 1,600 1,600 1,15 1,80 2,60 2,995 4,492 17,28 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,053 6,001 1,707 2,375Dos señales + placa 1 2,140 2,140 1,54 1,80 2,75 4,237 6,355 24,44 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,067 4,487 1,707 1,679Panel sencillo 2 0,640 0,320 0,23 1,20 1,40 0,323 0,484 1,86 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,031 13,125 1,067 7,053Panel doble 2 1,280 0,640 0,46 1,20 1,68 0,772 1,158 4,45 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,048 6,563 1,067 2,947Panel triple 2 1,920 0,960 0,69 1,20 1,95 1,348 2,022 7,78 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,069 4,375 1,067 1,688Hito kilométrico 1 0,744 0,744 0,54 1,20 1,82 0,975 1,462 5,62 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,055 5,645 1,067 2,333Señal fluorescente 1 2,100 2,100 1,51 1,80 2,42 3,659 5,489 21,11 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,060 4,571 1,707 1,944

Coeficiente de rozamiento suelo hormigón: Perfil Inercia Módulo a b h V Peso: Nm m m m3 kN

Tipo de suelo Coeficiente100.50.3 35,6 14,20 A 0,7 0,5 0,8 0,280 6,720

0,55 120.80.4 155 38,80 B 1 0,8 0,8 0,640 15,3600,45 120.100.4 260 57,00 C 1,3 1,2 0,8 1,248 29,9520,350,60

Según artículo 2.1 Hipótesis de Cálculo de la "Norma UNE 135.311:2008, 5 ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN PARA CARTELES LATERALES". Se ha considerado la carga de viento indicada en la Norma UNE-EN 12899-1,

considerando WL2, admitiendo la presión dinámica del viento de 600 N/m2, Con cf= 1,2

Zapatas definidas para cada perfil que compone la sustentación de señalPerfiles

Condiciones a cumplir

Peso de la zapata: N

Roca sana con superficie rugosa

Arenas sin limosArenas limosasLimos

anejo nº 1: cÁlculos estructurales

Documents