Alfredo Alfredo ArnedoArnedo Pena Pena
El binomio diseñoEl binomio diseño--ejecución en naves industrialesejecución en naves industriales
EL BINOMIO DISEÑO –
EJECUCIÓN
EN NAVES INDUSTRIALES
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EN LAS CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES PREDOMINAN LOS ASPECTOS FUNCIONALES
LA UTILIZACIÓN DEL ACERO SE DEBE A LAS SIGUIENTES VENTAJAS
LIGEREZALIGEREZA
Excelentes relaciones:
Capacidad estructural / Peso
Rigidez / Peso
VERSATILIDADVERSATILIDAD
Posibilidad de adaptarse a cambios de uso
Las ampliaciones o refuerzos son fáciles
Son fáciles de montaje / desmontaje
RESISTENCIARESISTENCIA
Las estructuras de acero bien proyectadas y construidas tiene un
excelente comportamiento plástico que implica:
*
Reserva de capacidad estructural
*
Respuesta dúctil frente a acciones dinámicas
* Buena respuesta frente a desplazamiento impuestos (asientos, térmico)
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EN LAS ESTRUCTURAS DE ACERO DE TIPO INDUSTRIAL
⇒
NAVES
⇒
ALMACENES, TINGLADO
⇒
TORRES, PLATAFORMA
⇒
“RACKS”
DE TUBERÍAS
Hay dos características clásicas:
•
Las sobrecargas de uso superan ampliamente las acciones constantes. G<<Q
•
La naturaleza de las acciones suele ser dinámica
En el comportamiento de la estructura son esenciales las uniones
Estas uniones pueden diseñarse y construirse reproduciendo su comportamiento de forma muy afinada (Borrador EAE / Eurocódigo 3.parte 1.8)
UNA ESTRUCTURA ES TAN BUENA COMO LO SON SUS UNIONES
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ELS
Estado Límite de Servicio
Las limitaciones de flecha vertical / horizontal tienen un amplio margen
Cubiertas 1/180 previendo encharcamiento, “ponding” (BS)
Carrileras 1/1000 ; 1/750 incluido soportes (UNE)
Actualmente se contempla de forma diferente la flecha total y la
flecha activa. Así como las limitaciones a la flexibilidad horizontal
ELU
Estado Límite Último
La utilización de cálculo plástico proporciona una gran economía
Los nudos pueden ser rígidos
Secciones de clase 1 y 2 (Eurocódigo 3, borrador EAE)
Arriostrados adecuados
Cálculo fácil y directo
Permite obtener ley carga/desplazamiento paso a paso para utilizar la ductilidad en casos de carga dinámica (sismo, explosiones) (Eurocódigo 8, borrador ROM, AISC/ANSI N690)
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El factor de utilización para casos de accidente
es muy bajo en construcciones
indústriales, a menos que se trate de instalaciones de uso intensivo
Se suele aplicar (dependiendo del tipo de acción y estructura)
Las acciones propias de accidente suceden con niveles bajos de las cargas de operación y
dadas las bajas relaciones G/Q se obtienen solicitaciones realistas y reducidas (sismo no
simultáneo con puente grúa frenando, incendio no simultáneo con carga máxima de
nieve).
QGQG
QG γγψη++
=1
)90,00(4,050,135,11
oinclusoQG ≅== ψγγ
ES IMPRESCINDIBLE APLICAR LA NORMATIVA PRECISA EN CADA CASO
RELATIVA A ACCIONES
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Las piezas de las naves indústriales pueden ser a base de perfiles laminados o armados de
chapa, de canto variable.
PARA LUCES GRANDES, CARGAS LIGERAS
CANTO VARIABLE
LUCES MEDIAS / PUENTES GRÚA
PERFILES LAMINADOS
Las relaciones ancho ALA / ESPESOR
ALMA / ESPESOR influyen doblemente.
CLASIFICACIÓN DE LA SECCIÓN, FRENTE A INESTABILIDAD POR ABOLLADURA
“MASIVIDAD” (m-1) FRENTE A INCENDIO
En celosías y cerchas
suele resultar ventajoso el perfil tubular, por mejores relaciones
ANCHO / ESPESOR, MASIVIDAD (menor perímetro) y ESTABILIDAD a pandeo
Las uniones en construcción industrial no están sometidas a criterios estéticos. Pueden quedar
vistas.
Resultan convenientes las atornilladas en montaje.
La tendencia es construir subconjuntos soldados en taller, transportados a obra y atornillados
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ESQUEMAS RESISTENTES VERTICALES
Las relaciones LUZ / SEPARACIÓN
/ PÓRTICOS / SEPARACIÓN CORREAS
debe conducir a la economía de conjunto
a)
Con los requisitos de operación
ACCESOS CONDUCTOS ALTURAS LIBRES
b)
Con cargas realistas en OPERACIÓN / ACCIDENTE
ESQUEMAS RESISTENTES HORIZONTALES
Transversal
Determinan la rigidez
Longitudinal
Determinan la longitud de pandeo de pilares
Determinan la longitud de pandeo lateral de dinteles
Absorben acciones: viento, sismo, puente, grúa frenando
Deben mantener ese esquema en cargas de incendio.
En algunos diseños pueden incorporarse diafragmas a base de muros de hormigón, paredes de fábrica
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MATERIALES (UNE 10025) + NORMAS DE PRODUCTODEPENDENCIA DE FACILIDAD DE SUMINISTRO
-
PREFERIBLE S355 J2 G3
COMPENSA EL AUMENTO DE PRECIO
* en uniones, sobre todo chapa frontal
* requisito suplementario Z15-Z20-Z25 (UNE 10164) frente a desgarro laminar
* mejora en soldadura, uniones atornilladas (aplastamiento, desgarro)
-
PREFERIBLE TORNILLOS 10.9
* menor número de tornillos
* menores taladros
-
EN ESTRUCTURAS MIXTAS (FORJADOS PILARES)
HA-35
* con conectadores S355
PROTECCIÓN-
APARTADOS SOBRE DURABILIDAD (EAE) ACORDES ISO 12944
-
PÉRDIDA DE ESPESOR DE ACERO SEGÚN AMBIENTE
-
EFECTO ESTRUCTURAL DEPENDE DE VIDA ÚTIL
-
AMPLIO RANGO DE REQUISITOS (INTERIOR, EXTERIOR, INCENDIO)
-
LA PINTURA SUPONE UN IMPORTANTE PORCENTAJE EN EL COSTE
Pintura
Galvanizado
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PROTECCIÓN ANTI-INCENDIO
POSICIÓN DE EUROCÓDIGO 3.parte 1.2
-
Guía de Protección de Generalitat
-
Borrador EAE
400ºC
NO HAY PÉRDIDA DE LÍMITE ELÁSTICO
RECORDAR DOS CIFRAS
500ºC
SE REDUCE AL 60%
CARGAS SIMULTÁNEAS, MÉTODOS SIMPLIFICADOS
-
Concepto de temperatura crítica
ISO 834
MÉTODOS AVANZADOS. SIMULACIÓN MÁS AFINADA QUE ISO 834
EN MUCHOS CASOS (RSIE I) NO SE NECESITA PROTECCIÓN
-
Riesgos BAJOS / MEDIOS. Configuraciones B y C, factor de utilización bajos (μ ≤ 0,30)
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EJECUCIÓN DE ESTRUCTURAS DE ACERO
ACTUAL EA-95 (proviene MV-104) OBSOLETAOBSOLETA
EXPERIMENTAL UNE-ENV-1090. COMITÉ CEN/TC135 (Borrador EAE capítulos de ejecución)
PLIEGOS ACORDES CON PLANOS, CÁLCULO Y PRESUPUESTO
CONCEPTO DE CLASES DE EJECUCIÓN
IMPLICA CATEGORIZAR DIFICULTADES EJECUCIÓN1 Acciones de fatiga (puentes)
2 Temperaturas bajas; soldadura en obra; puentes grúa, etc.
3 Sin dificultades especiales
IMPLICA CATEGORIZAR ESTRUCTURA SEGÚN RIESGO DE DAÑOS
1 Edificio Público ..... Daños altos
2 Edificio Privado .....
Daños medio
3 Industrial ............ Daños bajos
Con una tabla de doble entrada se establecen 4 clases
LOS REQUISITOS DE EJECUCIÓN DEPENDEN DE LA CLASE
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Reflexiones finales
PARA SACAR PROVECHO DE LA ESTRUCTURA DE ACERO HAY QUE SABER UTILIZAR VARIAS TÉCNICAS
En construcción industrial los requisitos de operación pueden ser muy diversos
LA IRRUPCIÓN DE NUEVAS NORMAS DEBE SERVIR PARA MEJORAR Y AUMENTAR EL USO DE ACERO
Pero implica un esfuerzo en asimilación y adaptación.
En construcción industrial los requisitos de operación pueden ser muy diversos
EL PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN DEBE ESTAR BASADO EN REQUISITOS CONCRETOS ADAPTADOS A LA FUNCIÓN DE LA ESTRUCTURA
Tan injusto es tratar cosas iguales de modo diferente como aplicar los mismos criterios a cosas distintas