EDIFICIOS INDUSTRIALES

CLASIFICACION & EFICIENCIA ESPACIAL

¿Que motivos llevan a la inclusión de este tema en la asignatura?

Mucho se puede decir al respecto, sin embargo, doscuestiones fundamentales pueden sencillamente resumirlo, asaber:

1- Tanto la ubicación de las máquinas e instalaciones comola adecuada movimentación de los materiales, a través deellas, deben necesariamente hacerse una en función de laotra.

2- Tanto el Lay-Out de planta como los Sistemas para darMovimiento a los materiales en su interior cambiaránsustancialmente según el diseño y características particularesdel Edificio Industrial.

LOS EDIFICIOS INDUSTRIALES PUEDEN SER CLASIFICADOS EN LOS SIGUIENTES TIPOS:

A) EN FUNCION DEL MATERIAL CONSTITUTIVO DE SUS ESTRUCTURAS Y PARTES PRINCIPALES

1- METALICOS2- DE HORMIGON ARMADO

3- HIBRIDOS

B) EN FUNCION DEL TIPO DE INMUEBLE A UTILIZAR1- EXISTENTE

2- A CONSTRUIR

C) EN FUNCION DE SU “CONCEPCCION INTEGRAL” (RESPECTO A SU DISEÑO, CONSTRUCCION Y TIPO DE USO)

1- ESTANDAR2- SUSTENTABLE

1- METALICOS

a- PARABOLICOS y de TECHOS PLANOS (de una, dos o mas aguas)

Son utilizados fundamentalmente para cerramiento de edificios para almacenaje de mercancías sobre piso y o entrepisos internos.

Sus diseños económicos permiten que de sus estructuras sólo puedan anclarse pequeñas cargas como ser: cañerías de servicios, sistemas de iluminación, cartelería, etc.

Las alturas libres, distancia entre columnas y resistencia de pisos dependerán, no sólo del diseño seleccionado sino además de los presupuestos disponibles o asumidos.

b- NAVES INDUSTRIALES

Se denominan habitualmente así a los edificios que poseen importantes luces entre columnas como así también importantes

alturas libres.

Por su versátil diseño se las utiliza cuando deben instalarse dentro de ellas importantes instalaciones y o maquinarias, siendo que en este tipo de edificios es

común realizar la suspensión y anclajes de los equipamientos mas diversos sobre las estructuras mismas de sus techos (cabreadas) además de los servicios e

instalaciones propias del acondicionamiento interior del mismo como ser: cañerías troncales de servicios, sistemas de calefacción, de ventilación, cortinas de aire, etc.

Tanto este tipo de naves (industriales) como en los edificios del tipo parabólicos o de techo plano, los cerramientos laterales, suelen realizarse con/de mampostería.

2- DE HORMIGON ARMADO Y/O PRETENSADO

Se designa así a los comúnmente conocidos con el nombre de galpones “ASTORI”(marca registrada de uno de los primeros fabricantes de este tipo de edificios enel país construidos con estructuras realizadas con hormigón armado pretensado)

Por la importancia de sus diseños y su rápido emplazamiento(montaje) son utilizados en las mas variadas aplicaciones siendoéstas muy útiles tanto para la cobertura y cierre de predios comopara utilizarlos como galpón de almacenaje para albergarimportantes instalaciones permitiendo éstos realizar suspensión deimportantes cargas de las estructuras de sus techos y columnas,equiparándose en su prestación a los edificios o naves metálicas.

“CON SUS + y CON SUS - ”

Como “restricción” importante en este tipo de construcción de

edificios deberá tenerse presente que al ser tanto sus estructuras

como cerramientos realizadas con moldería especial, toda situación

“no prevista en los diseños originales”

involucrará la necesidad de soluciones en obra, generalmente, de

altos costos.

3- CONSTRUCCIONES DE TIPO HIBRIDAS

Denominación utilizada para todas aquellas

construcciones donde conviven diseños con

partes construidas en acero con otras de

construcción mediante la utilización de

hormigón armado

CLASIFICACION DE EDIFICIOS SEGÚN SU USO

a ) DE APLICACIÓN GENERAL:

Se adaptan con facilidad a nuevos productos, cambios en las necesidades de producción y o nuevos operadores

Un edificio de aplicación general permite:

- Ser utilizado por industrias dedicadas a simples operaciones de manufactura, tratamientos y montajes diversos

- La fabricación de distintos tipos de productos con gran facilidad

- Un menor costo inicial ya que generalmente son de simple diseño, materiales y métodos estándar de construcción

b ) DE USO ESPECIFICO:

Los edificios de uso específico presentan, entre otras, las siguientes características:

- Satisfacen por completo las necesidades de los procesos involucrados

- Son de mayor costo inicial y menor flexibilidad

- Están mas expuestos a la obsolescencia

- No pueden adaptarse fácilmente a los cambios de productos como de los procesos y métodos de manufactura

OTRA CLASIFICACION IMPORTANTE SE DEFINE POR

LA SIGUIENTE CONDICION:

- EDIFICIOS EXISTENTES

- EDIFICIOS NUEVOS

( EN AMBOS CASOS SE HACE IMPRESCINDIBLE EL CONOCIMIENTO Y

APLICACIÓN DE LA LEGISLACION VIGENTE EN EL “SITIO” )

CONSTRUCCIONES

SUSTENTABLES

PARA SU MEJOR ENTENDIMIENTO ESTE TIPO DE

INMUEBLES SERAN EXPLICADOS AL FINALIZAR LA

CLASE

CARACTERISTICAS DE DISEÑO

• ASPECTO EXTERIOR: La casi totalidad de edificios industriales

resultan ser una combinación de dos o mas modelos o sistemas de

construcción “tipo”. Sin embargo, es casi seguro que el análisis de las

diversas partes de cualesquiera de ellos mostrará que todos siguen

alguno de los modelos mas o menos normalizados.

Por ello el ingeniero, teniendo ante sí las condiciones generales, la

distribución de planta, los procesos a los que se ha de acomodar y

demás datos del proyecto y planificación, seleccionará los diversos

tipos de construcción que mejor puedan adaptarse a las necesidades

de manufactura o de servicios requeridos.

Desde el punto de vista de la comunidad en que se hallará situada la planta/ fábrica, resultará de primordial importancia que su aspecto sea atrayente, con alrededores agradables y muy limpios. Por otra parte es importante recalcar que los empleados y operarios prefieren trabajar en plantas de buen aspecto, se enorgullecen de “su fábrica” y normalmente colaboran en su cuidado y conservación.

TENDENCIAS EN LA CONSTRUCCION Y DISEÑO:

Existe una definida tendencia a utilizar edificios de sólo planta baja y emplazarlos en distritos donde la oferta y disponibilidad de terrenos resulten tanto abundantes como económicos. Se deberá tener en cuenta para el diseño las exigencias normativas de la legislación vigente en el lugar de emplazamiento de la obra.

LEGISLACION DEL “SITIO” A TENER PRESENTE

• CODIGO DE PLANEAMIENTO URBANO

• CODIGO DE EDIFICACION

• IMPACTO AMBIENTAL DEL EMPRENDIMIENTO

• HABILITACION

• NORMAS DE TRANSITO (RED TRANSITO PESADO)

• OTROS

DATOS FUNDAMENTALES PARA EL DISEÑO, ADQUISICION O SELECCIÓN DE EDIFICIOS INDUSTRIALES

• DISTANCIA ENTRE CENTROS DE COLUMNAS

• ALTURA LIBRE DE PISO A CABREADAS

• CARGA PORTANTE DE LA ESTRUCTURA

• TIPO DE PISO DE LA PLANTA

ALTURAS COMUNES/STD. EN EDIFICIOS INDUSTRIALES

DUEÑO ALQUILA (1)

DUEÑO ALQUILA (2) (6,5 U$S/m2 – Plazo mínimo: 5 años)

LEGISLACION CABA

CODIGO DE LA EDIFICACION - LEY 521Artículo 3 : Incorpórese al Código de la Edificación como artículo 8.1.2. el reglamento

que se detalla:

- Area Hormigón:

Reglamento CIRSOC 201 M: "Proyecto, Cálculo y Ejecución de Estructuras deHormigón Armado y Pretensado para Obras Privadas Municipales", Agosto 1996 ...

Artículo 4 : Incorpórase al Código de la Edificación como artículo 8.1.3. losreglamentos que se detallan:

- Área Acero:

Reglamento CIRSOC 301: "Proyecto, Cálculo y Ejecución de Estructuras de Aceropara Edificios", Julio 1982. Modificaciones y Fe de Erratas Diciembre 1984.

Reglamento CIRSOC 302: "Fundamentos de Cálculo para los Problemas deEstabilidad del Equilibrio en las Estructuras de Acero", Julio de 1982.

(CIRSOC: Centro de Investigación de los Reglamentos nacionales de Seguridad para las Obras Civiles)

REGLAMENTO CIRSOC 201 M- Resistencia de los hormigones -

Clase de hormigón Resistencia característica Para estructuras

-Rotura a la compresión-

[kgf/cm2]

H – 8 --------------- 80 ---------- SIN ARMAR

H – 13 --------------- 130

------ SIN ARMAR Y ARMADOS

H – 17 --------------- 170

H – 21 --------------- 210

H – 30 --------------- 300

------- ARMADOS Y PRETENSADOS

H – 38 --------------- 380

H – 47 --------------- 470

CARACTERISTICAS DEL EDIFICIOA TOMAR COMO EJEMPLO PARA EL ESTUDIO

• DISTANCIA ENTRE COLUMNAS: 10 x 20 METROS

• ALTURA LIBRE: 7 METROS

• CARGA PORTANTE POR NODO: 5.000 N

• CABREADAS TRANSVERSALES - RETICULADAS - DE DISEÑO TRIANGULAR, LONGITUD = 10 MTS., ALTURA = 2,5 MTS. Y NODOS CADA 2,5 MTS.

• VIGAS LONGITUDINALES - RETICULADAS - DE DISEÑO RECTANGULAR, LONGITUD = 20 MTS., ALTURA = 2,5 MTS. Y NODOS CADA 4,0 MTS.

LOS EDIFICIOS FORMAN PARTE DEL ACTIVO FIJO DE LA EMPRESA, POR ELLO RESULTA IMPRESCINDIBLE TANTO SU CORRECTO USO COMO EL MANTENIMIENTO DEL MISMO

SOBRE LAS ESTRUCTURAS METALICAS DE LOS EDIFICIOS“ESTA PROHIBIDO TODA REALIZACION DE SOLDADURAS”

QUE TENGAN POR OBJETO EL AMARRE O SUJECCION DE CARTELERIA, HERRAMENTALES, COMPONENTES DE INSTALACIONES, ETC., A LAS MISMAS

SE EXCEPTUA DE ESTO SOLO PARA EL CASO DE ELEMENTOS QUE RESULTEN ABSOLUTAMENTENECESARIOS PARA LOGRAR EL ANCLAJE A LOS MISMOS DE:

* VIGAS DE REPARTICION DE CARGAS * &

* REFUERZO DE CABREADAS *

VIGAS DE REPARTICION DE CARGAS

• SE DENOMINAN ASI A LOS PERFILES O VIGAS METALICAS ANCLADAS A LOS NODOS DE LAS CABREADAS, LOS QUE PERMITEN A PARTIR DE ELLOS, REALIZAR LA SUJECCION Y SOPORTE DE DIFERENTES CARGAS

SOBRE EL EDIFICIO, EN POSICIONES O PUNTOS NO COINCIDENTES CON LOS NODOS DEL MISMO

• EL PESO PROPIO DE LAS VIGAS DE REPARTICION DEBEN SER CONSIDERADAS COMO PARTE DE LAS CARGAS A SOPORTAR POR

LOS NODOS DE LA ESTRUCTURA DEL EDIFICIO

CONSIDERACIONES PARA EL MONTAJE DE VIGAS DE REPARTICION

• LOS ANCLAJES DE ESTOS PERFILES A LA ESTRUCTURA DEL EDIFICIO SE REALIZARAN UTILIZANDO UNIONES DEL TIPO DESMONTABLES

(GRAMPAS DE SUJECCION ABULONADAS) YA SEA PARA:- UNION DE VIGAS DE REPARTICION A CABRIADAS- UNION ENTRE VIGAS DE REPARTICION EN NIVELES INFERIORES A CABRIADAS

• PARA MINIMIZAR LAS ALTURAS QUE OCUPAN LOS DIVERSOS NIVELES DE VIGAS DE REPARTICION PUEDEN REALIZARSE

INTERVENCIONES DE RECORTE DE PERFILERIA ENCASTRANDO LAS MISMAS SOBRE NIVELES INFERIORES, EN CUYO CASO “LA

SUJECCION DE ESTOS PERFILES ASI ENCASTRADOS DEBERA SER MEDIANTE UNIONES SOLDADAS”

CONSIDERACIONES PARA EL CALCULO DE VIGAS DE REPARTICION DE CARGAS

LOS SISTEMAS PARA LA SUJECCION DE CARGAS RESUELTOS MEDIANTE EL AGREGADO DE VIGAS DE REPARTICION, JUNTO A LAS

ESTRUCTURAS PROPIAS DEL EDIFICIO, CONFORMAN

“SISTEMAS HIPERESTATICOS DE CARGAS”

ESTOS, RESULTARIAN DE LABORIOSA, Y A VECES COMPLEJA RESOLUCION, SIENDO QUE PARA ESTOS CASOS DE ESTUDIO LA PRECISION Y EXACTITUD DE LOS VALORES DE

CARGA QUE CORRESPONDAN A LA DESCOMPOSICION DE FUERZAS, ADMITE SOLUCIONES DE RESOLUCION PRACTICAS TAL SI FUERAN CALCULADAS COMO

“SISTEMAS ISOSTATICOS DE CARGAS”

ANCLAJES MEDIANTE ELEMENTOS DE FIJACION

SE EXPRESA A CONTINUACION PARTE DE LA NOMENCLATURA DEFINIDA EN LAS “NORMAS IRAM” PARA LOS ELEMENTOS DE

FIJACION:

TORNILLOS & BULONES – NOMENCLATURA

NORMAS IRAM 5211-1/95 – VOCABULARIO

NORMAS IRAM 5211-2/95 – SIMBOLOS Y DESIGNACION DE DIMENSIONES

DEFINICIONES

• Tornillo: elemento de fijación roscado externamente, diseñado para ser insertado dentro de agujeros con la finalidad de unir dos o mas piezas y acoplarse con una rosca interna preformada o formar su propia rosca, en la cual, el accionamiento para su ajuste o aflojamiento se efectúe por la cabeza o alguna hendidura practicada en un extremo para tal fin, en forma manual o utilizando una herramienta adecuada

• Tuerca: elemento con agujero roscado, pasante o no y con una forma exterior adecuada para su ajuste, que se atornilla a otro elemento roscado exteriormente

• Bulón: elemento roscado externamente diseñado para insertarse a través de agujeros para unir dos o mas partes y en la cual, el accionamiento para su ajuste o aflojamiento, se efectúa normalmente por la tuerca con que se vincula

• Espárrago: elemento roscado sin cabeza, cuyo cuerpo está roscado en toda su longitud o solo en sus extremos, destinado a unir dos o mas piezas

• Prisionero: elemento roscado en toda la longitud de su espiga que, atornillado a una pieza, ejerce presión sobre otra, con su punta

• Cuerpo: parte de un tornillo o bulón donde se forma la rosca, en toda o parte de su extensión

• Cabeza: parte ensanchada o conformada en un extremo de un tornillo o bulón que sirve de medio de hacinamiento, apoyo o límite

• Vástago: parte no roscada del cuerpo

• Cuello: parte del cuerpo o vástago que puede tener las características siguientes:a- una conformación particular situada inmediatamente debajo de la cabeza para cumplir una función definida, tal como evitar la rotación, facilitar la colocación u otra

b- Una reducción en el diámetro requerido por razones de diseño o fabricación

PARA COMPRENDER ADECUADAMENTE, UNA UNION ROSCADA, SE DEBEN DIFERENCIAR DOS TIPOS BASICOS:

* UNIONES RIGIDAS

* UNIONES ELASTICAS

• UNIONES RIGIDAS: son aquellas formadas por dos superficies duras en contacto directo. Se puede definir como “una unión roscada en la cual el

torque final se obtiene luego de aproximadamente ¼ de giro después que se produce la resistencia inicial en la unión”

• UNIONES ELASTICAS: son aquellas formadas por dos superficies blandas o que poseen juntas o arandelas de por medio y se puede definir como “una

unión roscada en la cual el torque final se obtiene luego de aproximadamente 2 o mas giros después que se produce la resistencia inicial

de la unión”

TORNILLERIA - TIPOLOGIA DE ROSCAS

Roscas en "V": Este tipo de rosca, se suele emplear para la fijación de instrumentosde precisión.

Rosca Witworth: Las crestas de las rosca witworth presentan una forma redondeada,con el fin de que no haya juegos,ni holguras.

Rosca métrica: Este tipo de rosca es similar a la rosca witworth, en cuanto a forma.Sin embargo las crestas están menos redondeadas.

Rosca redonda: La rosca redonda, es el tipo de rosca ideal para fijar elementos quetengan que soportar grandes esfuerzos. Pero su elaboración es muy compleja.

Rosca cuadrada: Esta rosca que presenta filetes con forma cuadrada. Además esideal para la transmisión de movimiento y potencia.

Rosca trapezoidal: Es la formada por crestas con forma de trapecio isósceles. Estetipo de roscas se emplea para conseguir movimiento de traslación.

Rosca de dientes de sierra: Esta rosca está formada por un trapecio rectángulo. Esuna rosca de difícil elaboración, pero presenta una gran resistencia a los esfuerzos enun solo sentido

GRADOS DE RESISTENCIA SEGUN ISO

El estándar ISO usa dos números sobre la cabeza del tornillo. Elprimer número indica la resistencia de tensión; el segundo númerosignifica la resistencia a punto cedente.

Si un tornillo esta marcado 8.8, tiene una resistencia de tensión de800 Mega Pascals (MPa), 80% de su resistencia de tensión. Unamarca de 10.9 indica un valor de tensión de 1000 MPa con unaresistencia a punto cedente de 900 MPa, 90% de su resistencia detensión.

GRADOS DE RESISTENCIA SEGUN SAE-ANSIUn tornillo clasificado según ANSI es identificado por el número de líneas colocadas alrededor del cabeza del tornillo. El valor mínimo de resistencia de tensión es definido como 2.

Un tornillo de este valor no tiene líneas en su cabeza. · 0 líneas = Grado 2 (resistencia de tensión) · 3 líneas = Grado 5 · 5 líneas = Grado 7 · 6 líneas = Grado 8

Unión Roscada: es una “forma de mantener unidos entre sí dos o

mas componentes por medio de tornillos o bulones”, siendo que en

ésta, de haber sido bien diseñada y calculada, siempre debe romper

primero el elemento de unión (fusible) antes que cualesquiera de los

componentes a unir

• Torque o Par de Apriete: desde un punto o del centro de la unión

roscada se denomina así al producto de la fuerza aplicada y la

distancia perpendicular definida desde el eje de rotación a la línea

de acción de la fuerza

• Torque y Tensión: son conceptos diferentes

La tensión en la unión roscada es el resultado del torque aplicado.

“TORQUE” es/por giro y “TENSION” es/por estiramiento

UNION ROSCADA - PRINCIPIO

POR LO INDICADO SE PUEDE AFIRMAR QUE

LA UNION ROSCADA, UNA VEZ DEFINIDO EL TIPO DE UNION,

DISEÑO, MATERIALES, TORQUE, TENSION Y DEMAS, ADMITIRA

POR SI UNA “UBICACION ESPACIAL CUALQUIERA”, POR LO

TANTO EL POSICIONAMIENTO Y UBICACIÓN DE TUERCAS Y / O

CABEZAS DE TORNILLOS “SOLO DEPENDERA DE LAS

NECESIDADES Y / O CONVENIENCIAS DE CADA PROYECTO EN

PARTICULAR”

REFUERZO DE CABRIADAS

• SE DENOMINA ASI A LA PERFILERIA METALICA QUE SE UNE MEDIANTE SOLDADURA A LAS ESTRUCTURAS ORIGINALES DEL

EDIFICIO CON EL OBJETO DE AUMENTAR LA CAPACIDAD DE CARGA DE LAS MISMAS

• PARA REALIZAR LAS TAREAS DE REFUERZO DE ESTRUCTURAS, LAS CABRIADAS Y VIGAS DEL EDIFICIO DEBERAN ESTAR PREVIAMENTE LIBRES DE CARGAS (DESCARGADAS) CON EL OBJETO DE LOGRAR

QUE EL MATERIAL AGREGADO ACTUE/ TRABAJE CONJUNTAMENTE CON LA ESTRUCTURA ORIGINAL SUMANDO CAPACIDADES DE

RESISTENCIA

REQUERIMENTOS PARA LOS REFUERZOS DE CABREADAS Y VIGAS DE REPARTICION DE CARGAS

EN TODOS LOS CASOS ESTOS ELEMENTOS DEBERAN SER INSTALADOS DOTANDOLOS DE UN TRATAMIENTO SUPERFICIAL

ACORDE TANTO A LA VIDA UTIL ESPERADA DE LOS MISMOS COMO A LO EXIGIDO POR LAS REGLAS DEL ARTE

LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS EN LOS EDIFICIOS DE LA COMPANIA (REFUERZO DE CABRIADAS) DEBERAN QUEDAR DEBIDAMENTE INDICADAS EN LOS PLANOS DE LAY-OUT GENERAL Y O PLANOS LLAVE DE LA EMPRESA

Ejemplo de cálculo sobre esquema del edificio metálico tomado como ejemplo -vistas-