estrategia estructural definiciÓn especÍfica y …

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SAGÜÉS, SURF Y CIUDAD. CENTRO DE ALTO RENDIMIENTO DE SURF EN LA ZURRIOLA, DONOSTIA. AITANA PÉREZ PALMERÍN Tutor: ÁNGEL MARTÍN Tribunal: J. SABATÉ, A. PEÑÍN, M. BAQUERO, J. URBANO ETSAB NOVIEMBRE 2016 5.1 ESTRATEGIA ESTRUCTURAL DEFINICIÓN ESTRUCTURAL En el proyecto se propone una estructura de hormigón armado, formada por muros de contención y pilares de hormigón armado como estructura de con- tención y vertical. Para dar solución a los planos horizontales, se proponen dos tipos de forjados, las losas de hormigón in situ en prácticamente todo el proyec- to exceptuando el caso de la parte del volumen deportivo. La cubierta de éste no es transitable y se reemplaza por una cubierta ligera, un panel sándwich y unas jácenas de madera laminada para abordar las grandes luces que necesi- ta el programa. ESTADO DE CARGAS Para calcular el estado de cargas para el predimensionado de la estructura se tienen en cuenta las acciones permanentes y las cargas variables. Las acciones permanentes las obtendremos a través del peso propio de los materiales (Ane- jo C. Prontuario de pesos y coeficientes de rozamiento del SE-AE del CTE), y las variables son la suma de la sobrecarga de uso, las acciones sobre barandillas y elementos divisorios, el viento y la nieve. LEYENDA DE LA SOBRECARGA DE USO, según la tabla 3.1 del DB-SE-AE, categorías de uso y valores característicos de las sobrecargas de uso. A1 Viviendas y zonas de habitaciones en hospitales y hoteles 2kN/m2 C3 Zonas sin obstáculos que impiden el libre movimiento de las personas como vestíbulos de edificios públicos, administrativos, 5 kN/m2 hoteles, salas de exposición en museos, etc. C4 Zonas designadas a gimnasios u actividades físicas 5 kN/m2 G1 Cubiertas accesibles únicamente para conservación con inclinación inferior a 20º 1kN/m2 ESFUERZOS CORTANTES E.L.U. (Mayoradas) MOMENTO FLECTOR E.L.U. (Mayoradas) DESPLAZAMIENTOS VERTICALES E.L.U. (Mayoradas) DEFINICIÓN ESPECÍFICA Y CÁLCULO DEL MODELO POR PARTES En PC; Ac=Nd/fcd 934,537kN · 1000 / (25 /1,5)= 5607,22 mm2 >237mm >24 x24 cm Pilar A30: Área tributaria del pilar: 7,5m x 6,45 = 48,375m2 Cálculo del axil del pilar: En PB; Nk(sup)= At · qsup= 48,375m2 · 10,65 kN7m2 = 525,193kN NK = Nk(sup) · Nk(puntual)]· 1,1= (525,193kN + 0) · 1,1 = 566,713kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 566,713kN · 1,5= 850, 069kN En P1; Axil acumulado: N(a)= Nd(p1) = 48,375m2 · 13,65 kN7m2 = 660,318kN Mayoramos: Na= N(a) · 1,5= 660,318kN · 1,5 = 990,478kN En PC; Axil acumulado: N(a)= Nd(cubierta)= 48,375m2 · 14,2 kN7m2 = 686,925kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 686,925kN · 1,5 = 1030,387 kN Axil total (Nd)= N(en tránsito) + N(acumulado) En PB; 850, 069kN + 990,478kN + 1030,387 kN = 2870,934kN En P1; 990,478kN + 1030,387 kN = 2020,865 kN En PC; 1030,387 kN Predimensionado: En PB; Ac=Nd/fcd 2870,934kN · 1000/ (25/1,5) = 172256,04mm2 >415mm > 42 x42 cm En P1: Ac=Nd/fcd 2020,865 kN · 1000/ (25/1,5) = 121251,9mm2 >348mm > 35 x35cm En PC: Ac=Nd/fcd 1030,387 kN · 1000/ (25/1,5) = 61823,22mm2 >249mm > 25 x25cm PREDIMENSIONADO Predimensionado forjados hormigón. Para llevar a cabo el predimensionado de las losas de hormigón se utilizará el método simpli- ficado según la tabla 50.2.2.1 de cantos mínimos en vigas y losas de hormigón del EHE 08. La losa de hormigón maciza cubre luces de hasta 7,5 metros en todo el proyecto por lo que se utiliza el mismo canto. Losa unidireccional o bidireccional continua. L= 7,5m; 7/30= 0,25 m de canto de forjado. 25cm DE CANTO DE FORJADO Predimensionado pilares A5 y A30. Cálculo del axil del pilar. Pilar A5: Área tributaria del pilar: 7,5m x 5,85m = 43,875m2 Cálculo del axil del pilar: En PB; Nk(sup)= At · qsup= 43,875m2 · 10,65 kN/m2 = 467,268kN NK= [Nk(sup) · Nk(puntual)]· 1,1= (467,286kN + 0) · 1,1= 513,995kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 513,995 kN · 1,5= 770,993kN En PC; Axil acumulado: N(a)= Nd(cubierta)= 43,875m2 · 14,2kN= 623,025kN Mayoramos: Na= N(a) · 1,5= 623,025kN · 1,5= 934,537kN Axil total (Nd)= N(en tránsito) + N(acumulado) En PB; 770,993kN + 934,537kN= 1705,53kN En PC; 934,537kN Predimensionado: En PB; Ac=Nd/fcd 1705,53kN · 1000 / (25 /1,5)= 102331,83 mm2 >320mm > 32 x32 cm Hipótesis PP SB viento simples cargas permanentes sobrecargas Hipótesis 1 ELS 1 1 0 Hipótesis 2 ELU 1 1,35 1,5 0 Hipótesis 3 ELU 2 1,35 1,5 0,9 Cálculo del momento del pilar. Carga de viento. El grado de aspereza es I; Borde de mar o de un lago con una superficie de agua en la dirección del viento de al menos 5km de longitud, según la tabla 3.4 SE-AE del CTE. Se toma la altura del punto a 15m por lo que ce= 0,3 b= 26m, como medida estándar, aunque varía en cada caso. qb= 0,5 kN/m2 cp= 0,8 cs= 0, no existe porque se encuentra empotrado contra la montaña. λ =h/b= 15m/26m= 0,6 Qpresión: 0,5 · 3 · 0,8 = 1,2 kN/m2 Qsucción: 0 En planta tenemos un ancho tributario de 7,5m Pilar A5; Fp= 0,8 · 7,5 · 5,6 = 33,6 kN Mplanta = (Fp +Fs) · Hpb = (33,6 + 0) · 5,6m = 118,16 kNm Mpilar = Mplanta / nº de pilares = 118,16 kNm / 5 = 37,632kNm Mviento = 37,632kNm · 2/3= 56,44kNm Se divide entre 2/3 por ser el pie del pilar y el Md que se necesita para el cálculo de las cargas gravitatorias Pilar A30; Fp= 0,8 · 7,5 · 10,6 = 63,6 kN Mplanta = (Fp +Fs) · Hpb = (63,6 + 0) · 5,6m = 356,16 kNm Mpilar = Mplanta / nº de pilares = 356,16 kNm / 6 = 59,36kNm Mviento = 59,36kNm · 2/3=89,04 kNm Se divide entre 2/3 por ser el pie del pilar y el Md que se necesita para el cálculo de las cargas gravitatorias Carga gravitatoria. Acciones según la compresión. Influencia del viento, se comprueba la cuantía principal y la secundaria. Pilar A5; P.Principal. wpp= 2,5 · Md / (b · h2 · fyd) 2,5 · 56,44kNm · 1000 · 1000 · 1,5/ ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,38 P.Secundaria. wps=2,5 · Nd · 0,02 / (b · h2 · fyd) 2,5 · 775,993kN · 1000 · 1000 · 1,5 · 0,02 / ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,1 Cuantía total (w) = wpp +wps= 0,38 + 0,1= 0,48 0,3 < w < 0,5 CUMPLE Pilar A30; P.Principal. wpp= 2,5 · Md / (b · h2 · fyd) 2,5 · 89,04kNm · 1000 · 1000 · 1,5/ ( 420 · 4202 ·25/1,5)= 0,27 P.Secundaria. wps=2,5 · Nd · 0,02 / (b · h2 · fyd) 2,5 · 850,069kN · 1000 · 1000 · 1,5 · 0,02 / ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,051 Cuantía total (w) = wpp +wps= 0,27 + 0,051= 0,321 0,3 < w < 0,5 CUMPLE Zapata aislada. Pilar A5; N= 1705, 530kN Hormigón de clase HA-25 Coeficiente de mayoración según la posición del pilar (intermedio) = 1,1 Consideramos la tensión admisible del terreno de 300kN/m2 por ser un suelo de roca muy compartimentada. Qadm = N/A; A= N/Qadm = 1705, 530kN · 1,1/300= 6,25 m2 Zapata cuadrada de 2,5m x 2,5m Pilar A30; N= 2870,9935kN Hormigón de clase HA-25 Coeficiente de mayoración según la posición del pilar (intermedio) = 1,1 Consideramos la tensión admisible del terreno de 300kN/m2 por ser un suelo de roca muy compartimentada. Qadm = N/A; A= N/Qadm = 2870,934kN · 1,1/300= 10,52 m2 Zapata cuadrada de 3,3 m x 3,3 m Planta cimentación, +2,50m Planta sótano, +5,40m Planta baja, +9,00m Planta cubierta, +14,00m Planta baja, +9,00m Planta primera +14,00m Muros y contrafuertes de arriostramiento Planta segunda, +19,20m y +18,40m Planta cubierta, +23,60m y 22,30m A. ZONA ALOJAMIENTO B. ZONA DEPORTIVA

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Page 1: ESTRATEGIA ESTRUCTURAL DEFINICIÓN ESPECÍFICA Y …

SAGÜÉS, SURF Y CIUDAD. CENTRO DE ALTO RENDIMIENTO DE SURF EN LA ZURRIOLA, DONOSTIA.AITANA PÉREZ PALMERÍN

Tutor: ÁNGEL MARTÍNTribunal: J. SABATÉ, A. PEÑÍN, M. BAQUERO, J. URBANO

ETSAB NOVIEMBRE 2016

5.1 ESTRATEGIA ESTRUCTURAL

DEFINICIÓN ESTRUCTURAL

En el proyecto se propone una estructura de hormigón armado, formada por muros de contención y pilares de hormigón armado como estructura de con-tención y vertical. Para dar solución a los planos horizontales, se proponen dos tipos de forjados, las losas de hormigón in situ en prácticamente todo el proyec-to exceptuando el caso de la parte del volumen deportivo. La cubierta de éste no es transitable y se reemplaza por una cubierta ligera, un panel sándwich y unas jácenas de madera laminada para abordar las grandes luces que necesi-ta el programa.

ESTADO DE CARGAS

Para calcular el estado de cargas para el predimensionado de la estructura se tienen en cuenta las acciones permanentes y las cargas variables. Las acciones permanentes las obtendremos a través del peso propio de los materiales (Ane-jo C. Prontuario de pesos y coeficientes de rozamiento del SE-AE del CTE), y las variables son la suma de la sobrecarga de uso, las acciones sobre barandillas y elementos divisorios, el viento y la nieve.

LEYENDA DE LA SOBRECARGA DE USO, según la tabla 3.1 del DB-SE-AE, categorías de uso y valores característicos de las sobrecargas de uso.

A1 Viviendas y zonas de habitaciones en hospitales y hoteles 2kN/m2

C3 Zonas sin obstáculos que impiden el libre movimiento de las personas como vestíbulos de edificios públicos, administrativos, 5 kN/m2 hoteles, salas de exposición en museos, etc.

C4 Zonas designadas a gimnasios u actividades físicas 5 kN/m2 G1 Cubiertas accesibles únicamente para conservación con inclinación inferior a 20º 1kN/m2

ESFUERZOS CORTANTESE.L.U. (Mayoradas)

MOMENTO FLECTORE.L.U. (Mayoradas)

DESPLAZAMIENTOS VERTICALESE.L.U. (Mayoradas)

DEFINICIÓN ESPECÍFICA Y CÁLCULO DEL MODELO POR PARTES

En PC; Ac=Nd/fcd 934,537kN · 1000 / (25 /1,5)= 5607,22 mm2 >237mm >24 x24 cm

Pilar A30:

Área tributaria del pilar: 7,5m x 6,45 = 48,375m2

Cálculo del axil del pilar:

En PB; Nk(sup)= At · qsup= 48,375m2 · 10,65 kN7m2 = 525,193kN NK = Nk(sup) · Nk(puntual)]· 1,1= (525,193kN + 0) · 1,1 = 566,713kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 566,713kN · 1,5= 850, 069kN

En P1; Axil acumulado: N(a)= Nd(p1) = 48,375m2 · 13,65 kN7m2 = 660,318kN Mayoramos: Na= N(a) · 1,5= 660,318kN · 1,5 = 990,478kN

En PC; Axil acumulado: N(a)= Nd(cubierta)= 48,375m2 · 14,2 kN7m2 = 686,925kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 686,925kN · 1,5 = 1030,387 kN

Axil total (Nd)= N(en tránsito) + N(acumulado)

En PB; 850, 069kN + 990,478kN + 1030,387 kN = 2870,934kN

En P1; 990,478kN + 1030,387 kN = 2020,865 kN

En PC; 1030,387 kN

Predimensionado:

En PB; Ac=Nd/fcd 2870,934kN · 1000/ (25/1,5) = 172256,04mm2 >415mm > 42 x42 cm

En P1: Ac=Nd/fcd 2020,865 kN · 1000/ (25/1,5) = 121251,9mm2 >348mm > 35 x35cm

En PC: Ac=Nd/fcd 1030,387 kN · 1000/ (25/1,5) = 61823,22mm2 >249mm > 25 x25cm

PREDIMENSIONADOPredimensionado forjados hormigón.

Para llevar a cabo el predimensionado de las losas de hormigón se utilizará el método simpli-ficado según la tabla 50.2.2.1 de cantos mínimos en vigas y losas de hormigón del EHE 08. La losa de hormigón maciza cubre luces de hasta 7,5 metros en todo el proyecto por lo que se utiliza el mismo canto.

Losa unidireccional o bidireccional continua. L= 7,5m; 7/30= 0,25 m de canto de forjado. 25cm DE CANTO DE FORJADO

Predimensionado pilares A5 y A30.

Cálculo del axil del pilar.

Pilar A5:

Área tributaria del pilar: 7,5m x 5,85m = 43,875m2

Cálculo del axil del pilar:

En PB; Nk(sup)= At · qsup= 43,875m2 · 10,65 kN/m2 = 467,268kN NK= [Nk(sup) · Nk(puntual)]· 1,1= (467,286kN + 0) · 1,1= 513,995kN Mayoramos: Nd= NK · 1,5= 513,995 kN · 1,5= 770,993kN

En PC; Axil acumulado: N(a)= Nd(cubierta)= 43,875m2 · 14,2kN= 623,025kN Mayoramos: Na= N(a) · 1,5= 623,025kN · 1,5= 934,537kN

Axil total (Nd)= N(en tránsito) + N(acumulado)

En PB; 770,993kN + 934,537kN= 1705,53kN

En PC; 934,537kN

Predimensionado:

En PB; Ac=Nd/fcd 1705,53kN · 1000 / (25 /1,5)= 102331,83 mm2 >320mm > 32 x32 cm

Hipótesis PP SB viento simples cargas permanentes sobrecargas Hipótesis 1 ELS 1 1 0Hipótesis 2 ELU 1 1,35 1,5 0Hipótesis 3 ELU 2 1,35 1,5 0,9

Cálculo del momento del pilar.

Carga de viento.

El grado de aspereza es I; Borde de mar o de un lago con una superficie de agua en la dirección del viento de al menos 5km de longitud, según la tabla 3.4 SE-AE del CTE. Se toma la altura del punto a 15m por lo que ce= 0,3

b= 26m, como medida estándar, aunque varía en cada caso.qb= 0,5 kN/m2cp= 0,8cs= 0, no existe porque se encuentra empotrado contra la montaña.λ =h/b= 15m/26m= 0,6Qpresión: 0,5 · 3 · 0,8 = 1,2 kN/m2Qsucción: 0En planta tenemos un ancho tributario de 7,5m

Pilar A5;

Fp= 0,8 · 7,5 · 5,6 = 33,6 kN

Mplanta = (Fp +Fs) · Hpb = (33,6 + 0) · 5,6m = 118,16 kNm

Mpilar = Mplanta / nº de pilares = 118,16 kNm / 5 = 37,632kNm

Mviento = 37,632kNm · 2/3= 56,44kNmSe divide entre 2/3 por ser el pie del pilar y el Md que se necesita para el cálculo de las cargas gravitatorias

Pilar A30;

Fp= 0,8 · 7,5 · 10,6 = 63,6 kN

Mplanta = (Fp +Fs) · Hpb = (63,6 + 0) · 5,6m = 356,16 kNm

Mpilar = Mplanta / nº de pilares = 356,16 kNm / 6 = 59,36kNm

Mviento = 59,36kNm · 2/3=89,04 kNmSe divide entre 2/3 por ser el pie del pilar y el Md que se necesita para el cálculo de las cargas gravitatorias

Carga gravitatoria. Acciones según la compresión. Influencia del viento, se comprueba la cuantía principal y la secundaria.

Pilar A5;

P.Principal. wpp= 2,5 · Md / (b · h2 · fyd)

2,5 · 56,44kNm · 1000 · 1000 · 1,5/ ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,38

P.Secundaria. wps=2,5 · Nd · 0,02 / (b · h2 · fyd)

2,5 · 775,993kN · 1000 · 1000 · 1,5 · 0,02 / ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,1

Cuantía total (w) = wpp +wps= 0,38 + 0,1= 0,48

0,3 < w < 0,5 CUMPLE

Pilar A30;

P.Principal. wpp= 2,5 · Md / (b · h2 · fyd)

2,5 · 89,04kNm · 1000 · 1000 · 1,5/ ( 420 · 4202 ·25/1,5)= 0,27

P.Secundaria. wps=2,5 · Nd · 0,02 / (b · h2 · fyd)

2,5 · 850,069kN · 1000 · 1000 · 1,5 · 0,02 / ( 320 · 3202 ·25/1,5)= 0,051

Cuantía total (w) = wpp +wps= 0,27 + 0,051= 0,321

0,3 < w < 0,5 CUMPLE

Zapata aislada.

Pilar A5;

N= 1705, 530kN

Hormigón de clase HA-25Coeficiente de mayoración según la posición del pilar (intermedio) = 1,1

Consideramos la tensión admisible del terreno de 300kN/m2 por ser un suelo de roca muy compartimentada.

Qadm = N/A; A= N/Qadm = 1705, 530kN · 1,1/300= 6,25 m2

Zapata cuadrada de 2,5m x 2,5m

Pilar A30;

N= 2870,9935kN

Hormigón de clase HA-25Coeficiente de mayoración según la posición del pilar (intermedio) = 1,1Consideramos la tensión admisible del terreno de 300kN/m2 por ser un suelo de roca muy compartimentada.

Qadm = N/A; A= N/Qadm = 2870,934kN · 1,1/300= 10,52 m2

Zapata cuadrada de 3,3 m x 3,3 m

Planta cimentación, +2,50m Planta sótano, +5,40m

Planta baja, +9,00m Planta cubierta, +14,00m

Planta baja, +9,00m Planta primera +14,00m

Muros y contrafuertes de arriostramiento Planta segunda, +19,20m y +18,40m Planta cubierta, +23,60m y 22,30m

A. ZONA ALOJAMIENTO

B. ZONA DEPORTIVA