proyecto de adecuación de un taller de autobuses para...

-. Anexos .-

Proyecto de adecuación de un taller de autobuses para reparación de vehículos de gas natural.

Anexos

Marco Llerena Palomo


-. Anexos .-

Índice de anexosAnexo I .- CALCULOS ESTRUCTURALES ...................................................60Anexo I.I .- Pasarela..........................................................................................61

I.I.1.-Introducción............................................................................................61I.I.2.- Piso.......................................................................................................62I.I.3.- Cálculo de vigas transversales.............................................................62

I.I.3.1.- Cargas actuantes...........................................................................62I.I.3.2.- Comprobación a resistencia..........................................................63I.I.3.3.- Comprobación a deformación.......................................................64

I.I.4.- Cálculo de vigas longitudinales............................................................65I.I.4.1.- Cargas actuantes...........................................................................65I.I.4.2.- Comprobación a resistencia..........................................................66I.I.4.3.- Comprobación a deformación.......................................................67

I.I.5.- Barandillas............................................................................................68I.I.5.1.- Barandilla vertical .........................................................................68

I.I.5.1.1.- Cargas actuantes...................................................................68I.I.5.1.2.- Comprobación a resistencia...................................................70I.I.5.1.3.- Comprobación a deformación................................................71

I.I.5.2.- Barandilla horizontal......................................................................71I.I.5.2.1.- Cargas actuantes...................................................................71I.I.5.2.2.-Comprobación a resistencia....................................................72I.I.5.2.3.- Comprobación a deformación................................................73

I.I.6.- Uniones.................................................................................................74I.I.6.1.- Unión viga transversal con pilar....................................................74I.I.6.2.- Unión viga horizontal con transversal...........................................80

Anexo I.II.- Escalera..........................................................................................86I.II.1. Introducción...........................................................................................86I.II.2.- Cálculo de las zancas..........................................................................86

I.II.2.1.- Consideraciones previas..............................................................86


-. Anexos .-

I.II.2.2.- Características de la escalera......................................................87I.II.2.3.- Comprobaciones previas..............................................................88I.II.2.4. Cálculo de las cargas....................................................................88I.II.2.5.- Consideraciones geométricas......................................................90I.II.2.6.- Cálculo de solicitaciones..............................................................91I.II.2.7.- Comprobación del perfil................................................................93

I.II.2.7.1.- Comprobacion a resistencia..................................................93I.II.2.7.2.- Comprobacion a deformacion...............................................96

I.II.2.8.- Viga cargadera.............................................................................98I.II.2.8.1.- Comprobación a resistencia..................................................99I.II.2.8.2.- Comprobación a deformación.............................................100

I.II.2.9.- Pilarillos para la viga cargadera.................................................100I.II.2.9.1.- Comprobación a pandeo.....................................................101

I.II.2.10.- Barandilla vertical ....................................................................103I.II.2.10.1.- Cargas actuantes..............................................................103I.II.2.10.2.- Comprobación a resistencia..............................................104I.II.2.10.3.- Comprobación a deformación...........................................105

I.II.2.11.- Barandilla horizontal.................................................................105I.II.2.11.1.- Cargas actuantes..............................................................105I.II.2.11.2.- Comprobación a resistencia..............................................106I.II.2.11.3.- Comprobación a deformación...........................................107

Anexo I.III.- Puente grúa.................................................................................108I.III.1.- Introducción.......................................................................................108I.III.2.- Clasificación......................................................................................108I.III.3.- Dimensionamiento de la viga carril...................................................112

I.III.3.1.- Cargas actuantes.......................................................................112I.III.3.1.1.- Acciones verticales.............................................................116I.III.3.1.2.- Acciones longitudinales......................................................117I.III.3.1.3.- Acciones transversales.......................................................119

I.III.3.2.- Dimensionado de las vigas carril...............................................123I.III.3.2.1.- Comprobación a resistencia...............................................125


-. Anexos .-

I.III.3.2.2.- Comprobación a pandeo lateral.........................................127I.III.3.2.3.- Comprobación a torsión.....................................................131I.III.3.2.4.- Comprobación a deformación............................................137

Anexo II.- CALCULOS DE INSTALACIONES ..............................................138Anexo II.I Iluminación......................................................................................139

II.I.1.- Descripción........................................................................................139II.I.2.- Cálculo de la instalación....................................................................139II.I.3.- Sistema de alumbrado de emergencia. ...........................................142

Anexo II.II. Instalación eléctrica.......................................................................146II.II.1.- Objeto................................................................................................146II.II.2.- Normativa de referencia. ..................................................................146II.II.3.- Previsión de la potencia. ..................................................................147II.II.4.- Descripción de la instalación. ..........................................................147

II.II.4.1.- Cuadros de mando y protección. .............................................148II.II.4.2.- Instalación interior. ....................................................................149

II.II.5.- Cálculos eléctricos............................................................................149II.II.5.1.- Dimensionamiento de los conductores. ...................................149II.II.5.2.- Resultados.................................................................................153II.II.5.3.- Protecciones..............................................................................162

Anexo II.III.- Suministro de gases. ..................................................................163II.III.1.- Objeto...............................................................................................163II.III.2.- Canalización de gas natural comprimido.........................................164

II.III.2.1.- Instalación.................................................................................164II.III.2.2.- Resultados. ..............................................................................165

II.III.3.- Canalización de inertizado...............................................................166II.III.4.- Canalización de venteo....................................................................168

Anexo II.IV.-Ventilación ...................................................................................169II.IV.1.- Objetivo. ..........................................................................................169II.IV.2.- Normativa utilizada..........................................................................169II.IV.3.- Requisitos de la instalación. ...........................................................170II.IV.4.- Condiciones de los equipos y materiales........................................171


-. Anexos .-

II.IV.5.- Taller de gas natural.........................................................................171II.IV.6.- Taller general...................................................................................172


-. Anexos .-


Anexo ICálculos estructurales



-. Anexos .-

Anexo I.I .- Pasarela

I.I.1.-Introducción

Se instalará una pasarela en el taller de gas natural para poder acceder con

seguridad a la zona superior de los autobuses.

Se dimensionarán las vigas que forman la pasarela de forma que resistan las

acciones que se imponen en el CTE.

En la siguiente figura orientativa, se aprecia como nombraremos a las

diferentes vigas que forman la pasarela.

Figura I.I.1 Pasarela


-. Anexos .-

I.I.2.- Piso

Se colocarán cada 2,5 metros una viga transversal para poder colocar una

rejilla a modo de suelo.

Sobre éstas se colocará por recomendación del fabricante una rejilla de acero

al carbono Rejimex Tipo R-5 1 1/2 " x 1/8" que soporta hasta 307 kg/m2 y tiene un

peso de 34,8 kg/m2

Esto nos añade una carga extra de 0,384KN/m2

I.I.3.- Cálculo de vigas transversales.

I.I.3.1.- Cargas actuantes.

Se considera como una viga empotrada, en voladizo.

Atendiendo a la clasificación zonal del DB-SE-AE, tabla 3.1, la pasarela tendría

una categoría de uso tipo F a la que le corresponde una carga uniforme de 1 KN/m2.

Sobrecarga de uso: 1 KN/m2.

Por ello a la sobrecarga de uso se le clasifica como acción variable y lleva

asociada un coeficiente d seguridad de 1,5.

El peso propio de la viga y la chapa que conforma la pasarela, lleva asociado

también un coeficiente de seguridad, como acción permanente que es, de valor 1,35.

Consideraremos el mismo coeficiente para estabilidad y resistencia


-. Anexos .-

Suponemos inicialmente un perfil hueco rectangular 100.50.5 cuyas

características mecánicas son:

Perfil 100.50.5

Iy = 153 cm4

Wy = 30,6 cm3

iy = 3,41 cm

A = 13,1 cm2

Iz = 51,1 cm4

Wz = 20,4 cm3

iz = 1,97 cm

M = 10,31 kg/m = 0,1031 kN/m

M* = 1,35 x M

I.I.3.2.- Comprobación a resistencia

Para la verificación de la capacidad portante se consideran los estados límite

últimos de estabilidad y resistencia, de acuerdo a DB SE 4.2


-. Anexos .-

Se calcula el momento flector debido al peso de las acciones que solicitan la

viga. El momento flector máximo se da en el empotramiento de la viga , q toma el

valor de la suma del peso del perfil, el entramado de chapa que forma la pasarela y

la sobrecarga previamente ponderada. Tiene un valor de:

Entonces se debe cumplir que

CUMPLE

I.I.3.3.- Comprobación a deformación.

El valor de la flecha máxima corresponde al que se produce debido a las

acciones a las que está solicitada la viga.

La flecha se dará en el extremo libre de la viga.

La flecha se calcula a partir de las ecuaciones.


2· 381,95932fq LM KNcm= =

212,482 26,19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

4· 0,29588· ·

0,33300

q LE IL

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-

I.I.4.- Cálculo de vigas longitudinales.

I.I.4.1.- Cargas actuantes.

Se considera como una viga biapoyada.

Atendiendo a la clasificación zonal del DB-SE-AE, tabla 3.1, la pasarela tendría

una categoría de uso tipo F a la que le corresponde una carga uniforme de 1 KN/m2.

Sobrecarga de uso: 1 KN/m2.



El peso propio lleva asociado también un coeficiente de seguridad, como

acción permanente que es, de valor 1,35. Consideraremos el mismo coeficiente para

estabilidad y resistencia




-. Anexos .-

Perfil 140.60.5

Iy = 415 cm4

Wy = 59,3 cm3

iy = 4,78 cm

A = 18,1 cm2

Iz = 109 cm4

Wz = 36,4 cm3

iz = 2,45 cm

M = 14,24 kg/m = 0,1424 kN/m

M* = 1,35 x M

I.I.4.2.- Comprobación a resistencia



Se calcula el momento flector debido al peso propio de la viga. El momento

flector máximo se da en el empotramiento de la viga y tiene un valor de:


2· 528.8258fq LM KNcm= =

-. Anexos .-


CUMPLE

I.I.4.3.- Comprobación a deformación



La flecha se dará en el extremo libre de la viga con q = peso de l viga + carga

distribuida.

La flecha se calcula a partir de las ecuaciones:

CUMPLE


28,918 26,19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

45· · 1,533384· ·

1,67300

q LE I

L

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-

I.I.5.- Barandillas

Según el DB-SUA la barandilla tendrá que tener una altura mínima de 0,90 m

ya que la altura de cota que protegen no excede de 6 m.

La estructura propia de la barandilla deberá resistir una fuerza horizontal

uniformemente distribuida y cuya valor se obtiene de la siguiente tabla.

Como ya se comento, la categoría de uso es F, lo cual nos da una Fuerza

horizontal de 1,6 KN/m

I.I.5.1.- Barandilla vertical

I.I.5.1.1.- Cargas actuantes.


Sobrecarga de uso: 1,6 KN/m2.

A la sobrecarga de uso se le clasifica como acción variable y lleva asociada un

coeficiente d seguridad de 1,5.


-. Anexos .-



Perfil 60.40.4

Iy = 24,7 cm4

Wy = 9,91 cm3

iy = 2,09 cm

A = 6,81 cm2

Iz = 15,7 cm4

Wz = 7,86 cm3

iz = 1,52 cm

M = 5,35 kg/m = 0,0005 kN/cm

M* = 1,35 x M


-. Anexos .-

I.I.5.1.2.- Comprobación a resistencia.



Se calcula el momento flector debido a la sobrecarga de uso.

Tiene un valor de:


CUMPLE


2· 61.2452fq LM KNcm= =

26,181 26.19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

-. Anexos .-

I.I.5.1.3.- Comprobación a deformación.





CUMPLEI.I.5.2.- Barandilla horizontal

I.I.5.2.1.- Cargas actuantes.





Se obvia el peso propio de la viga pues su magnitud no es importante al lado

de la sobrecarga de uso.


4· 0,2368· ·

0,3300

q LE IL

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-



Perfil 70.70.3

I = 56,6 cm4

W = 16,2 cm3

i = 2,71 cm

A = 7,73 cm2

M = 6,07 kg/m = 0,000607 kN/cm

M* = 1,35 x M

I.I.5.2.2.-Comprobación a resistencia



Se calcula el momento flector debido a la sobrecarga de uso. El momento



2· 1258fq LM KNcm= =

-. Anexos .-


CUMPLE

I.I.5.2.3.- Comprobación a deformación




distribuida.

La flecha se calcula a partir de las ecuaciones 3.1.7 y 3.1.8.

CUMPLE


27.716 26.19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

45· · 0,6847384· ·

0,83300

q LE I

L

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-

I.I.6.- Uniones.

I.I.6.1.- Unión viga transversal con pilar

Se realizará una soldadura perimetral a tope.

Figura I.I.2. Unión soldada viga transversal con pilar

Se numeran los cordones de soldadura y sus extremos, para calcular en que

extremo se produce el máximo valor de tensión. Y en cada cordón se define un

convenio de signos que será común para todas las uniones soldadas del presente

proyecto.


-. Anexos .-

Figura I.I.3. Convenio de signos.

Los momentos de inercia de los cordones de soldadura son los siguientes:


23 3 41 1 102· · ·10 ·10· 10· · 666,66 .

12 12 2zzI a a a a cm = + + =

23 3 41 1 52· · ·5 ·5· 5· · 83,33 .

12 12 2yyI a a a a cm = + + =

4750T zz yyI I I cm= + =

-. Anexos .-

La unión se encuentra solicitada a los siguientes esfuerzos:

Figura I.I.4. Esfuerzos.

Axil y flectores:

En este caso no tenemos ni axil ni momento en y, luego resulta:

El signo indica el extremo del cordón que se considera respecto al criterio de

signos establecido.


· ·yz

s zz yy

MMNn y zA I I

= − +

238200 286,5·( 5)666,66·

kgn cma a= ± =

-. Anexos .-

Cortante:

Se realiza un reparto de la carga en los 4 cordones, el mejor reparto sería

conseguir que todos los cordones agoten a la vez.

Figura I.I.5. Cortante.

Estudiando el cordón 1 y 2, los dos con la carga F1


11

1 1

2 1

·agot

agot agotFF F

F FF F F

=+

= −

1 / 25·0

n

a

Fta

t n

=

= =

1 1

0

2 2·5· · 2 100· 2

a

nn n

t F Fa

τ

τ σ

=

= = = =

1 1,7· · · 8,5· ·agote eF a L aσ σ= =

-. Anexos .-

Estudiando ahora los cordones 3 y 4, sometidos a la carga F2

De manera que:

Así, para los cordones 1 y 2:

Y para los cordones 3 y 4:

cordón extremo n(1/a) tn(1/a) ta(1/a)1 1 286,5 5,52 0,000

2 286,5 5,52 0,0002 1 -286,5 5,52 0,000

2 -286,5 5,52 0,0003 1 286,5 0 4,875

2 -286,5 0 4,8754 1 286,5 0 4,875

2 -286,5 0 4,875


2 1,5· · · 15· ·agote eF a L aσ σ= =

11

1 1

2

· 0,36· 55,27

97,6

agot

agot agot

FF F F kgF F

F kg

= = =+

=

1 5,522· ·5nFta a

= =

0at =

0nt =

2 / 2 4,87510·aFta a

= =

-. Anexos .-

Estudiamos el cordón 1 extremo 1.

Figura I.I.6. Cordón de soldadura.

Se calcula el cuello mínimo para soldadura en ángulo:

Por lo que se adopta este valor como cuello de soldadura.


2 2 2

286.5 5.52 206.52 · 2

198.6824.875

1,8·( ) 2600

337.25 2600 0.13

n

nn

a a

eq n a

eq

n taa

n ta

ta

a cma

σ

τ

τ

σ σ τ τ

σ

+ += = =

−= =

= =

= + + ≤

= ≤ → >

min 0,7· 0,35a e cm= =

-. Anexos .-

I.I.6.2.- Unión viga horizontal con transversal

Se realizará una soldadura perimetral a tope.

Figura I.I.2 Unión soldada viga horizontal con viga transversal.

Se numeran los cordones de soldadura y sus extremos, para calcular en que

extremo se produce el máximo valor de tensión. Y en cada cordón se define un

convenio de signos que será común para todas las uniones soldadas del presente

proyecto.

Figura I.I.3. Convenio de signos.


-. Anexos .-

Los momentos de inercia de los cordones de soldadura son los siguientes:

La unión se encuentra solicitada a los siguientes esfuerzos:

Figura I.I.4. Esfuerzos.

Axil y flectores:

En este caso no tenemos ni axil ni momento en y, luego resulta:


23 3 4

23 3 4

4

1 1 142· · ·14 ·14· 14· · 1829,33 .12 12 2

1 1 62· · ·6 ·6· 6· · 144 .12 12 2

1973

zz

yy

T zz yy

I a a a a cm

I a a a a cm

I I I cm

= + + = = + + =

= + =

· ·yz

s zz yy

MMNn y zA I I

= − +

252882,5 202,35·( 7)1829,33·

kgn cma a= ± =

-. Anexos .-

El signo indica el extremo del cordón que se considera respecto al criterio de

signos establecido.

Cortante:

Se realiza un reparto de la carga en los 4 cordones, el mejor reparto sería

conseguir que todos los cordones agoten a la vez.

Figura I.I.5. Cortante.

Estudiando el cordón 1 y 2, los dos con la carga F1


11

1 1

2 1

·agot

agot agotFF F

F FF F F

=+

= −

1 / 25·0

n

a

Fta

t n

=

= =

1 1

0

2 2·5· · 2 100· 2

a

nn n

t F Fa

τ

τ σ

=

= = = =

1 1,7· · · 10,2· ·agote eF a L aσ σ= =

-. Anexos .-

Estudiando ahora los cordones 3 y 4, sometidos a la carga F2

De manera que:

Así, para los cordones 1 y 2:

Y para los cordones 3 y 4:

cordón extremo n(1/a) tn(1/a) ta(1/a)1 1 202,35 46,3 0,000

2 202,35 46,3 0,0002 1 -202,35 46,3 0,000

2 -202,35 46,3 0,0003 1 202,35 0 81,730

2 -202,35 0 81,7304 1 202,35 0 81,730

2 -202,35 0 81,730


2 1,5· · · 21· ·agote eF a L aσ σ= =

11

1 1

2

· 0,32· 555,7

1144,23

agot

agot agot

FF F F kgF F

F kg

= = =+

=

0at =

1 46,32· ·6nFta a

= =

0nt =

2 / 2 81,7314·aFta a

= =

-. Anexos .-

Estudiamos el cordón 3 extremo 1

Figura I.I.6. Cordón de soldadura.

Se calcula el cuello mínimo para soldadura en ángulo:

Por lo que se adopta este valor como cuello de soldadura.


2 2 2

202,35 143,082 · 2

143,08281,73

1,8·( ) 2600

263,33 2600 0.10

n

nn

a a

eq n a

eq

n taa

n ta

ta

a cma

σ

τ

τ

σ σ τ τ

σ

+= = =

−= =

= =

= + + ≤

= ≤ → >

min 0,7· 0,35a e cm= =

-. Anexos .-

Este proceso se repite en el resto de soldaduras a calcular, es decir, las

uniones de las barandillas. Los resultados finales se recogen en la siguiente tabla.

Soldadura a (cm)Unión viga transversal-pilar 0,35Unión viga longitudinal-transversal 0,35Unión barandilla vertical-viga longitudinal

0,28

Unión barandilla vertical-horizontal 0,21


-. Anexos .-

Anexo I.II.- Escalera

I.II.1. Introducción.

El cálculo se llevará a cabo, según el CTE, más concretamente el DB SI

(Seguridad en caso de Incendio) y el DB SU (Seguridad de Utilización) que son los

documentos encargados de definir las restricciones de las escaleras.

Las escaleras de acceso a la entreplanta serán peldaños prefabricados sobre

estructura metálica.

I.II.2.- Cálculo de las zancas.

I.II.2.1.- Consideraciones previas.

La zanca será analizada como elemento ideal y en cuanto a condiciones de

apoyo, se considerará como zanca biarticulada. Está diseñada como una

escalera de dos tramos con meseta intermedia. A continuación se muestra en la

figura el esquema de la misma.

Figura I.II.1. Escalera.


-. Anexos .-

I.II.2.2.- Características de la escalera.

Anchura de la escalera: 2,2 m

Altura entre suelos: 3 m

Longitud de la escalera: 3,4 m

Dimensión del descansillo: 1 · 2,2 m2

Ojo de la escalera: 20 cm

Peldaños:

Anchura útil y meseta: 1 m

Dimensión de la huella: 300 mm

Dimensión de la contrahuella: 179 mm

Número de peldaños por tramo: 8

Los escalones estarán sobre dos zancas de 3,6 m de longitud, compuestas por

dos perfiles IPE apoyados en una placa situada sobre la viga de atado que servirá

de zapata de esta placa y en un pequeño pilar, también IPE, de 1,5 m de altura.

Todos los peldaños son de tramo recto y tienen las mismas dimensiones tanto

en huella como en contrahuella. Con el fin de limitar el riesgo de resbalamiento, los

peldaños serán de chapa estriada de acero inoxidable, cumpliéndose, así, con la

condición de resistencia al deslizamiento que corresponde con la tabla tabla 1.1 de

la Sección SUA 3 del DB SUA del CTE.

La anchura útil medida entre paredes o barreras de protección es de 1 m,

cumpliendo las exigencias de evacuación, de seguridad de utilización y habitabilidad,

según indica el DB SI, existiendo 15 m como máximo de longitud de recorrido desde

la puerta de salida del recinto de la escalera hasta la salida de edificio.


-. Anexos .-

I.II.2.3.- Comprobaciones previas.

Según indica el DB SU existe una relación que tienen que cumplir la huella(H) y

la contrahuella (C) a lo largo de una misma escalera:

540 ≤ 2 ·C + H ≤ 700 [mm]

540 ≤ 2 ·179 + 300 ≤ 700

540 ≤ 658 ≤ 700

CUMPLE

I.II.2.4. Cálculo de las cargas.

- Carga permanente:

• Peso propio del perfil IPE-160: 15,8 kg/m = 0,158 kN/m

• Formación de peldaños: 2 kN/m2

• Peso de barandillas: 3 kN/m

• Peso propio del solado: 3 kN/m2

- Carga variable:

• Sobrecarga: 3 kN/m2


-. Anexos .-

La zona de influencia de las cargas, tal como se muestra en el DB SE-AE es de

50 mm de lado para todos los casos salvo en zonas de uso de tráfico y

aparcamiento, por lo que en los casos de peso superficial se multiplica la carga por

dicha cantidad.

Tipo de carga Peso superficial (KN/m2)

q (KN/m) γ q*(KN/m)

IPE-160 - 0,16 1,35 0,21Peldaños 2 0,63 1,35 0,85Barandilla - 0,28 1,35 0,38

Solado 3 1,5 1,35 2,03Sobrecarga 3 1,5 1,5 2,25

Sumando todas las cargas ponderadas, hacen un total de q*T = 5,178 kN/m.

Se estudiará el tramo más desfavorable de la escalera, es decir, el segundo

tramo.


-. Anexos .-

I.II.2.5.- Consideraciones geométricas.

Figura I.II.2. Consideraciones geométricas.

.


2 2

1,5 0,625 32º2,4

1,5 2,4 2,83

tg

l m

θ θ= = → =

= + =

-. Anexos .-

Se demuestra que el grado de inclinación obtenido se encuentra dentro de la

zona de ascensión cómoda, tal y como se comprueba en la figura

Figura I.II.3. Grados de inclinación.

I.II.2.6.- Cálculo de solicitaciones.

La carga uniforme provocará sobre la zanca dos tipos de solicitaciones:

Carga perpendicular al eje de la viga:

Carga paralela al eje de la viga:


* *·cos 5,178·cos32º 4,4 /P q kN mθ= = =

* *·c 5,178· 32º 2.74 /P q sen sen kN mθ= = =

-. Anexos .-

El momento producido por la carga P*:

El esfuerzo axil provocado por la carga N*0 viene dada por la expresión:

Siendo:

N*0 : Carga paralela al eje de la viga, en kN/m

L: Longitud de la zanca, en m

Sustituyendo los valores obtenidos, resulta:

N* = 2,74 · 3,4 = 9,316 kN


2 2

max· 4.4·3,4* 6.358 · 635.8 ·8 8fP LM KN m KN cm= = = =

0* * ·N N L=

-. Anexos .-

I.II.2.7.- Comprobación del perfil.

Datos IPE-160:

• A= 20,1 cm2

• Wy = 109 cm3

• I = 869 cm4

• iy = 6,58 cm

• iz = 1,84 cm

I.II.2.7.1.- Comprobacion a resistencia

Para la comprobación a resistencia de la zanca se usará la siguiente expresión:

El valor ω es el coeficiente de pandeo que se calcula a continuación. Para

comenzar su cálculo, es necesario determinar la longitud de pandeo.


max

* *

** ·

**

c f adm

c

ff

y

NA

MW

σ σ σ

σ ω

σ

+ ≤

=

=

-. Anexos .-

La escalera se encuentra biarticulada, por lo que la longitud de pandeo será:

Lk = 1,0 · 2,83 = 2,83 m = 283 cm

A través del cálculo de la esbeltez mecánica se determina cuál es el eje más

desfavorable de pandeo, la cual viene definida en la ecuación

Siendo:

λ: Esbeltez mecánica

Lk: Longitud de pandeo, en cm

i: Radio de giro de la sección bruta de la pieza respecto al eje de inercia

considerado, en cm


kLi

λ =

283 436,58283 153,8 1541,84

y

z

λ

λ

= =

= = ≈

-. Anexos .-

Se comprueba cuál el eje más desfavorable.

Introduciendo los datos en la tabla, se obtiene:

Tipo de acero: S275

h/b= 1,95 > 1,2

t < 40 mm

Eje de pandeo: y-y → Curva de pandeo: a

Eje de pandeo: z-z → Cruva de pandeo: b

Con las tablas de pandeo recogidas en el anexo de pandeo, resultan para

ambos ejes unos coeficientes de imperfección elástica, α y coeficientes de pandeo:

· Eje y-y: 0,21; ω = 1,08

• Eje z-z: 0,34; ω = 3,87


-. Anexos .-

Queda comprobado que el eje z es el más desfavorable. Se realizará el estudio

de la tensión de compresión σ*c y de la tensión de flexión σ* f para este eje

Sustituyendo estos valores vemos que cumple:

σ* = 1,8 + 5,38 = 7,63 kN/cm2 ≤ 26,2 kN/cm2

I.II.2.7.2.- Comprobacion a deformacion.

El valor de la flecha máxima es de L/300, por lo que 340/300 = 1,13 cm

El valor de la carga q´ sin ponderar que se va a emplear en el cálculo de flecha

es el siguiente:

q´ = 0,158 + 0,63 + 0,28 + 1,5 + 1,5 = 4,068 kN/ m

Carga perpendicular al eje de la viga:

P´ = q´ · cos ϴ = 4,068 · cos 32º = 3,5 kN/m

Carga paralela al eje de la viga:

No´ = q´ · sen ϴ = 4,068 · sen 32º = 2,15 kN/m


2

2

9.316·3,87 1.8 /20.1635.8 5.83 /109

C

f

KN cm

KN cm

σ

σ

= =

= =

-. Anexos .-

Lo cual resulta en un esfuerzo axil:

N´ = 2,15 · 3,6 = 7,76 kN

Y se obtiene una flecha de:

CUMPLE

Tras estas comprobaciones, se comprueba que el predimensionado es correcto

y el perfil adoptado para la escalera es IPE-160.


4 35384 48qL PLfEI EI

= +

4 3

4 4

5·3,5·(340) (1/100) 7,76·(340) 0.678384·2,1·10 ·869 48·2,1·10 ·869

f = + =

-. Anexos .-

I.II.2.8.- Viga cargadera

Sobre esta viga apoyan los perfiles de las zancas, provocando una reacción en

dicha viga.

La viga pasará a estar cargada como se ve en la siguiente figura:

Figura I.II.4. Viga cargadera.

Donde R* = 7,5 (Reaccion provocada por la zanca).

La carga lineal se debe al peso propio del perfil, consideramos igual que

anteriormente, un perfil IPE 160. q* = 0,216 kN/m


-. Anexos .-

Datos IPE-160:• A= 20,1 cm2

• Wy = 109 cm3

• I = 869 cm4

• iy = 6,58 cm

• iz = 1,84 cm

I.II.2.8.1.- Comprobación a resistencia.

Se calcula a continuación el momento flector máximo en la viga.

Para ello, se calculan previamente las reacciones debidas a las cargas

puntuales aplicadas sobre la viga.

Y las debidas a las cargas lineales:

El momento flector máximo se dará en el centro de la viga con un valor de:


1 14· * 4·7,5* * 152 2A BRR R kN= = = =

2 2*· 0,216·2,2* * 0,23762 2A B

q LR R kN= = = =

max 1*(1,1) ( * *)·1,1 8,25 ·f AM Mf R R kN m= = − =2 2

max*· 0.216·2, 2*(1,1) 0.13 ·8 8f

q LM Mf kN m= = =

max* 8,38 · 838 ·fM kN m kN cm= =

-. Anexos .-

Se calcula la tensión debido a la flexión a la que es sometida la viga y se

comprueba que tenga un valor menor del admisible.

I.II.2.8.2.- Comprobación a deformación.

Se ha de comprobar que los desplazamientos verticales no superan un

determinado valor. Teniendo en cuenta que el momento flector máximo se da en el

punto medio de la viga, se estudiará la flecha en dicho punto.

I.II.2.9.- Pilarillos para la viga cargadera.

La viga cargadera debe traspasar la carga del descansillo y de las zancas a los

soportes. Los soportes de esta viga son éstos dos pilarillos.

Sobre el pilar apoya la viga cargadera inferior dimensionada anteriormente,

provocando una reacción sobre éste. Por tanto, el pilar está sometido a una carga

axial que provoca una flexión por pandeo sobre éste.

El valor de R* será la suma de las reacciones de la viga cargadera inferior de la

escalera debido a las cargas puntuales y a las cargas lineales, es decir:

R* = 15 + 0,2376 = 15,2376 kN


max 2* 838* 7,68 /109

fadm

y

MKN cm

Wσ σ= = = <

4 35384 48qL PLfEI EI

= +

0.13 0.53f = <

-. Anexos .-

Se empleará un perfil de tubo cuadrado laminado en caliente: 40.40.2. Sus

características son:

M =0,0236 kN/m

A = 3,01 cm2

I = 7,3 cm4

W = 3,66 cm3

i = 1,55

I.II.2.9.1.- Comprobación a pandeo.

La longitud de pandeo se obtiene multiplicando el coeficiente, β, por la longitud

del pilar. Se considerará a efectos de cálculo, que el pilar es biarticulado, teniendo el

coeficiente β para dicho caso un valor de 1.

Finalmente puede obtenerse el coeficiente de pandeo, ω, mediante la curva de

pandeo correspondiente a un perfil de tubo cuadrado laminado en caliente.


·1·150 150

k

k

L LL cm

β== =

96,77 97ky z

Li

λ λ= = = ≈

-. Anexos .-

Para determinar la curva de pandeo se utiliza la tabla correspondiente a la

tabla 6.2 del DB SE-A del CTE.

La deformación se producirá en el plano perpendicular al eje de inercia débil de

la sección. En este caso, al ser un perfil de sección cuadrada, ambos ejes son

igualmente débiles.

Según esta tabla, tanto al eje y-y como para el eje z-z le corresponde la curva

de pandeo a. Para una esbeltez λ = 97, el coeficiente de pandeo tiene un valor de

ω= 1,71.

La tensión por pandeo se calcula mediante:

Cumple


*·* NA

ωσ =

2*·* 8.65 / admR kN cmA

ωσ σ= = <

-. Anexos .-

I.II.2.10.- Barandilla vertical

I.II.2.10.1.- Cargas actuantes.



A la sobrecarga de uso se le clasifica como acción variable y lleva asociada un

coeficiente d seguridad de 1,5.



Perfil 60.40.4

Iy = 24,7 cm4

Wy = 9,91 cm3

iy = 2,09 cm

A = 6,81 cm2

Iz = 15,7 cm4

Wz = 7,86 cm3

iz = 1,52 cm

M = 5,35 kg/m = 0,0005 kN/cm


-. Anexos .-

M* = 1,35 x M

I.II.2.10.2.- Comprobación a resistencia.


últimos de estabilidad

y resistencia, de acuerdo a DB SE 4.2

Se calcula el momento flector debido a la sobrecarga de uso. Tiene un valor de:


CUMPLE


2· 61.2452fq LM KNcm= =

26,181 26.19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

-. Anexos .-

I.II.2.10.3.- Comprobación a deformación.





CUMPLEI.II.2.11.- Barandilla horizontal

I.II.2.11.1.- Cargas actuantes.





Se obvia el peso propio de la viga pues su magnitud no es importante al lado

de la sobrecarga de uso.


4· 0,2368· ·

0,3300

q LE IL

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-



Perfil 70.70.3

I = 56,6 cm4

W = 16,2 cm3

i = 2,71 cm

A = 7,73 cm2

M = 6,07 kg/m = 0,000607 kN/cm

M* = 1,35 x M

I.II.2.11.2.- Comprobación a resistencia


últimos de estabilidad

y resistencia, de acuerdo a DB SE 4.2

Se calcula el momento flector debido a la sobrecarga de uso. El momento



2· 1258fq LM KNcm= =

-. Anexos .-


CUMPLE

I.II.2.11.3.- Comprobación a deformación




distribuida.

La flecha se calcula a partir de las ecuaciones 3.1.7 y 3.1.8.


27.716 26.19 /fMKN cm

Wσ = = ≤

45· · 0,6847384· ·

0,83300

q LE I

L

δ

δ

= =

≤ =

-. Anexos .-

Anexo I.III.- Puente grúa.

I.III.1.- Introducción.

Se instalará un puente grúa en el taller de gas natural para levantar cargsa

relativamente ligeras, como pueden ser las bombonas de gas que se utilizan en los

autobuses. Se procederá al rediseño del taller para que tenga capacidad de soportar

un puente grúa de 5 toneladas.

Se dimensionarán las vigas carril de forma que resistan las acciones que

transmite la viga puente a través de las ruedas. Para su cálculo se ha utilizado el

catálogo de un modelo concreto de puente grúa y la norma UNE 76-201-88

Construcciones metálicas. Caminos de rodadura de puentes grúa. Bases de cálculo.

I.III.2.- Clasificación.

Antes de entrar en el cálculo de acciones es necesario clasificar el puente grúa

conforme a la norma UNE 76-201-88. La clasificación se realiza por dos criterios.

El primer criterio es el estado de carga. Éste viene recogido en la Tabla 3.1.11,

correspondiente a la tabla 3 de la citada norma.


-. Anexos .-

Condiciones de carga

Parámetro del espectro, kQ

Observaciones

Q1 – Ligero 0,125Aparato que levanta raramente la carga útil y corrientemente cargas muy pequeñas

Q2 – Moderado 0,25

Aparato que levanta con bastante frecuencia la carga útil y corrientemente cargas pequeñas

Q3 – Pesado 0,50

Aparato que levanta con bastante frecuencia la carga útil y corrientemente cargas medianas

Q4 – Muy pesado 1,00Aparato que corrientemente maneja cargas próximas a la carga útil

Se elije, por tanto, el estado de carga Q2.


-. Anexos .-

El segundo criterio lo constituyen las condiciones de utilización, que dependen

del número de ciclos de utilización, magnitud que define 10 niveles (U i) que, a su

vez, se agrupan en cuatro grandes grupos, de acuerdo con la Tabla 3.1.12,

correspondiente a la tabla 2 de la norma UNE 76-201-88.

Condiciones

de utilización

Número convencional

de ciclos de maniobra,

Nm

Observaciones

U0 1,6 x 104 Utilización ocasionalU1 3,2 x 104

U2 6,3 x 104

U3 1,25 x 105

U4 2,5 x 105Utilización regular en

servicio

U5 5 x 105

Utilización regular en

servicio

intermitentemente

U6 1 x 106Utilización regular en

servicio intensivoU7 2 x 106 Utilización intensivaU8 4 x 106

U9 Más de 4 x 106

Se supondrá el caso de utilización regular en servicio, U4


-. Anexos .-

Con estos dos criterios, entrando en la Tabla 3.1.13, correspondiente a la

tabla 4 de la norma UNE 76-201-88, se obtiene que el puente grúa está dentro del

grupo 4.

Condiciones

de cargaCondiciones de utilización

Uo U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9

Q1 – Ligero 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8Q2 –

Moderado1 1 2 3 4 5 6 7 8 8

Q3 – Pesado 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8Q4 – Muy

pesado2 3 4 5 6 7 8 8 8 8


-. Anexos .-

I.III.3.- Dimensionamiento de la viga carril

I.III.3.1.- Cargas actuantes.

Se ha escogido un puente grúa de tipo birraíl, modelo ELV, del fabricante

ABUS.

Figura I.III.1. Puente grúa.


-. Anexos .-

Sus características, obtenidas del catálogo del fabricante:

Observaciones generales respecto al diseñoDiseño básico DIN 15018, H2/B3

Funcionamiento en interior, sin

pasarela en la grúa, sin cabina del

conductor

Tensión de funcionamiento 400 V / 50

HzVelocidades de traslación de

la grúa

EDL: 7,5/30 m/min

ELV/ELK/ZLK: 10/40 m/minVelocidades de traslación

del carro

ELV/ELK/EDL/ZLK: 5/20m/min

Estándar – están disponibles otras

velocidadesFlecha ≤ 1/750 de la luzFrecuencias naturales ELV/EDL: ≥ 2,5 Hz

ELK/ZLK: Véase abajoS [m]

≤

23,0 25,0 28,0 32,0

FE

[Hz] ≥

2,5 2,4 2,3 2,2


-. Anexos .-

Así como sus dimensiones se indican en la siguiente tabla:

Carga

Polipasto

S

[m]

K3

[m

m]

C3

[mm]

L1

[mm]

L2

[mm]

Zmín

[mm]

Hmáx

[mm]

R

[mm]

LK

[mm]

Carga rueda

kN

Rmín

3000 kg

Polipasto

de cable

GM2 832

H6

FEM 2m

Polipasto

V = 0.8/5

m/min

5 330 390 950 640 140 9000 1900 1165 4,3

10 290 480 540 440 140 8000 1900 1165 2,8

15 330 480 540 440 140 8000 2200 1315 4,8

18 410 480 540 440 140 8000 2700 1585 7


-. Anexos .-

También se facilita en dicho catálogo un esquema en el que se hace referencia

a las magnitudes mostradas en la tabla anterior.

Figura I.III.2. Esquema puente grúa.

La guía es la conductora de las cuatro ruedas de puente grúa. Las reacciones

de carga de cada rueda son las acciones del puente grúa sobre el carril, siendo la

distancia entre ruedas 2230 mm. La viga se dimensionará como simplemente

apoyada.


-. Anexos .-

I.III.3.1.1.- Acciones verticales

El fabricante da directamente los valores de las reacciones verticales en cada

rueda, siendo 4,3 kN como máximo y 2 kN como mínimo, de forma que serán éstos

los valores que se emplearán en el cálculo.

Ahora bien, estos valores son estáticos, de manera que habrá que multiplicar

estas acciones por un coeficiente de ponderación, Φ, que tendrá en cuenta los

efectos dinámicos. El valor de este coeficiente se toma de la tabla 5 de la norma

UNE 76-201-88.

Grupo Viga carrilera Soportesmáx red máx red

1 y 2 1,1 1,1 1,0 1,03 y 4 1,15 1,1 1,0 1,05 y 6 1,25 1,1 1,1 1,07 y 8 1,35 1,1 1,2 1,0

Para el grupo 4 este coeficiente toma el valor de 1,15, de acuerdo con la tabla

Este coeficiente sólo se tiene en cuenta para dimensionar la viga carril, puesto

que la norma especifica que, para el grupo 8, el coeficiente a considerar en el

cálculo de pilares es igual a 1,2.

Así, la carga vertical dinámica a considerar por rueda viene dada por la

ecuación


-. Anexos .-

Sustituyendo los datos pertinentes en la ecuación anterior, se obtiene que

esta carga tiene un valor de:

V = 1.15·16,9 = 19,435kN

I.III.3.1.2.- Acciones longitudinales

Las acciones longitudinales son las producidas por el puente al frenar o

acelerar en su traslación a lo largo de la viga carril. Se trata, por tanto, de una acción

dinámica.

Dado que el fabricante no especifica las reacciones horizontales, habrá que

estimarlas por los procedimientos dados por la norma UNE 76-201-88.

El valor total de las reacciones longitudinales viene dado por la ecuación

3.1.10, en la que se ha despreciado la fricción entre las ruedas y el camino de

rodadura:

donde:

• Q + C + P: Total de carga vertical, en este caso, igual a la suma de todas

las reacciones verticales estáticas: 16,9 · 2 + 4,3 · 2 = 42,4 kN.

• jp: Valor medio de la aceleración del puente. Se obtiene de la Tabla 3.1.17,

correspondiente a la tabla 6 de la norma UNE 76-201-88.


-. Anexos .-

Velocidad [m/s]

1 Velocidad lenta y media con gran recorrido

2 Velocidad media y rápida (aplicaciones corrientes)

3 Velocidad rápida con fuertes aceleraciones

Duración de la aceleración [s]

Aceleración media [m/s2]





4,00 8,0 0,50 6,0 0,673,15 7,1 0,44 5,4 0,582,50 6,3 0,39 4,8 0,522 9,1 0,22 5,6 0,35 4,2 0,471,60 8,3 0,19 5,0 0,32 3,7 0,451,00 6,6 0,15 4,0 0,25 3,0 0,330,63 5,2 0,12 3,2 0,190,40 4,1 0,098 2,5 0,160,25 3,2 0,0780,16 2,5 0,064

• Para una velocidad máxima de 40 m/min, es decir 0,66 m/s, el valor de jp es

de 0,19 m/s2 en situaciones corrientes.

• f: Coeficiente de adherencia, igual a 0,2 cuando el camino de rodadura es

seco.

• kp: Relación entre las ruedas motrices y el total de ruedas que,

normalmente, será igual a 0,5 al ser motriz sólo uno de los dos lados de la viga

puente.

• G: Aceleración de la gravedad, [m/s2].

Operando en la ecuación anterior, se obtiene una reacción total:


2·0,19(42,4)· 1,644 42,4·0, 2·0,5 1,644 4, 249,8lH = = ≤ → ≤∑

-. Anexos .-

El valor de la reacción longitudinal en la viga carrilera será la mitad: H l = 0,822

kN, ya que se reparte uniformemente entre ambos carriles.

I.III.3.1.3.- Acciones transversales.

La aceleración o deceleración del carro genera unas acciones transversales

que son, al igual que las anteriores, fuerzas de carácter dinámico.

El valor de estas fuerzas transversales dependerá, únicamente, del peso y

aceleración del carro, su equipo y la carga, debiendo ignorar, por tanto, el peso del

puente en sí. Así, el peso a considerar en este caso será (Q + C) en lugar de (Q + C

+ P), como ocurría con las fuerzas longitudinales.

El problema que existe en este caso es que se conoce el peso global del

equipo, pero se desconoce el peso del carro y del puente por separado. En este

caso se recurre al Anexo A de la norma UNE 76-201-88, en el que aparecen unas

características medias de puentes grúa no especiales. Si se busca en dicho

documento, el peso de un carro de un puente grúa del grupo 4, de 3 toneladas de

carga nominal, se observa que le corresponde a un peso de 1,2 toneladas.

Tomando este valor como válido, se calculará el valor de la fuerza transversal

mediante la ecuación:

donde:

• Q + C: Suma de la carga nominal y el peso de carro, en este caso, 4,2

toneladas = 42 kN.


2·( )· ( )· ·ct c

jH Q C Q C f kg

= + ≤ +∑

-. Anexos .-

• jc: Aceleración del carro. Se obtiene, al igual que la aceleración del puente,

de la Tabla 3.1.17, correspondiente a la tabla 6 de la norma UNE 76-201-88.

Para una velocidad máxima de 20 m/min, es decir 0,33 m/s, el valor de jc es

de 0,089 m/s2 en situaciones corrientes.

• f: Coeficiente de adherencia, igual a 0,2.

• kc: Relación entre el número de ruedas motrices y el número total de ruedas

del carro. Para un carro de un puente birraíl, con cuatro ruedas, lo normal es kc =

0,5.

• g: Aceleración de la gravedad, [m/s2].

Operando:

Esta carga se reparte entre las dos ruedas (0,38 kN a cada una) de una de las

vigas testeras del puente, según se considere si el movimiento es hacia la izquierda

o hacia la derecha.

Además de las cargas transversales derivadas del movimiento del carro, la

aceleración de puente, cuando el carro está situado en un extremo, provoca un par

de fuerzas, Hp, que equilibra el momento causado por la excentricidad de la fuerza

de inercia de conjunto carga + carro + puente, como viene reflejado en el esquema

de la figura siguiente:


0,763 4,2lH = ≤∑

-. Anexos .-

Figura I.III.3. Fuerzas de inercia del conjunto.

Para calcular estas fuerzas es necesario conocer la excentricidad, e, que indica

la posición del centro de gravedad del conjunto cuando el carro está totalmente

desplazado a un lado y, para ello, el fabricante del puente debe indicar la mínima

distancia posible entre el gancho y el camino de rodadura que, para este caso, es de

54 cm. Así, por equilibrio, se obtiene el valor de e.

De donde se obtiene e = 1,94 m


· ( )·2

2

lP Q C aleQ C P

+ += −

+ +

-. Anexos .-

Según la norma UNE 76-201-88, en su apartado 3.6.2.4, el par de fuerzas Hp

sobre las ruedas de la viga testera viene dado por la ecuación:

Sabiendo que ΣHl)máx = 1,64 kN y que B es la distancia entre ruedas de cada

viga testera, la fuerza horizontal del par de fuerzas horizontales tendrá un valor de

Hp = +-1,426 KN

Los cálculos realizados indican que las reacciones sobre la viga carril son las

que se recogen en la tabla:

Reacciones ValorVerticales estáticas por rueda V 16,9 / 4,3Vertical dinámica máxima por rueda Vd 19,44Longitudinal por rueda motriz Hl 0,82Transversal (carro) por rueda Hc 0,38Transversal (puente) por rueda Hp 1,43


)max·p leH HB

= ± ∑

-. Anexos .-

I.III.3.2.- Dimensionado de las vigas carril.

Hipótesis A: Movimiento del puente con el carro desplazado a un lado

Figura I.III.4.Hipótesis A.


-. Anexos .-

Hipótesis B: Movimiento del carro con el puente parado.

Figura I.III.5.Hipótesis B.

La Hipótesis B podemos considerarla despreciable debido a la poca entidad de

las fuerzas transversales.


-. Anexos .-

Se predimensiona la viga carril con un perfil HEB-180. Las características

mecánicas de la sección de dicho perfil son:

HEB-160:

Iy = 3830 cm4

Wy = 426 cm3

iy = 7,66 cm

A = 65,3cm2

Iz = 1360 cm4

Wz = 151 cm3

iz = 4,57 cm

M = 65,3 kg/m = 0,653 kN/m

M* = 1,35 x 0,653 = 0,8816 kN/m

I.III.3.2.1.- Comprobación a resistencia

Al tratarse de una viga simplemente apoyada, las cargas verticales producen el

máximo momento flector situado bajo la rueda más cargada, cuando ésta se coloca

en una posición tal que el centro de gravedad de sistema móvil es simétrico con

relación al punto medio de la luz del eje más cargado, como se muestra en la Figura

3.1.12:


-. Anexos .-

Figura I.III.6.Momento flector máximo.

En este caso R1* = R2* = 19,4kN (siendo un valor ponderado) y una de las

ruedas caería en otro vano. Por tanto, el momento flector máximo se dará en el

centro de la viga.

Teniendo en cuenta que la reacción máxima ejercida por una rueda tiene un

valor de 19,4 kN y que la distancia entre apoyos es de 5 metros, se obtiene que

M = R·L/4 = 19,4·500/4 = 2430 KNcm

A continuación se calcula el momento flector debido al peso propio de la viga.

El momento flector máximo se da en la mitad de la luz de la viga y tiene un valor de:


CUMPLE


2

)max

· 275,688275,68 2430 2705,68

f

f

q LM KNcm

M KNcm

= =

= + =

)max 26,3509 26,19 /fadm

MKN cm

Wσ σ= = ≤ =

-. Anexos .-

I.III.3.2.2.- Comprobación a pandeo lateral

Para el estado de carga en el que no interviene el empuje transversal del

puente grúa debe realizarse también esta comprobación.

Es un problema de inestabilidad que se puede plantear tanto en las vigas

laminadas como en las armadas. El pandeo lateral de vigas está relacionado con el

pandeo alabeado de las piezas comprimidas. Se presenta en las vigas carrileras

debido a que su cordón comprimido no está inmovilizado transversalmente. En este

caso, la cabeza sometida a esfuerzos de compresión vuelca saliéndose de su plano.

Figura I.III.7.Pandeo lateral.

Al igual que ocurre con las piezas comprimidas axialmente, en las piezas

flectadas se puede hablar de un momento crítico o de una tensión crítica que

dependen, como es natural, del tipo de coacción de los extremos de la viga y de las

cargas que la solicitan. Este momento crítico corresponde a aquel valor para el cual

la posición de la viga deja de ser estable, originándose un vuelco lateral

acompañado de torsión.

Para la viga carril a calcular, al ser una viga simétrica solicitada a flexión pura,

el momento crítico se deduce de la ecuación:


-. Anexos .-

donde:

Iz: Momento de inercia respecto al eje z-z.

IA: Módulo de alabeo, cuyo valor viene dado por la ecuación:

E: Módulo de elasticidad longitud, E = 2,1 · 104 kN/cm2

• G: Módulo de elasticidad transversal, G = 8,1 · 103 kN/cm2

• IT: Módulo de torsión, cuyo valor viene dado por la ecuación:

Figura I.III.8.Doble te simétrica

•

• L: Longitud de la viga.


2

2

· · · · ·1 ··

Z T Acr

T

E I G I E IML L G I

π π= +

2

·4A ZhI I=

3 31 3 32· · ·3T

b t b tI +=

-. Anexos .-

Sustituyendo en las ecuaciones se obtiene:

Para determinar la tensión crítica es suficiente dividir el momento crítico por el

módulo de sección, según la ecuación:

El valor de la tensión crítica ideal, σki, se ha obtenido en las hipótesis de

elasticidad indefinida del material y no resulta válido cuando σki ≥ σp. En este caso, la

tensión crítica real, σkr, es inferior a la ideal deducida anteriormente.


6

4

5644

36,0418287,076

A

T

cr

I cmI cmM KNcm

=

==

242,93 /crki

y

M KN cmW

σ = =

-. Anexos .-

Sin embargo, se obtendrá el valor de σkr a través de la Tabla 3.1.19, obtenida

del libro “La estructura metálica hoy. Teoría y práctica”, del autor Ramón Argüelles

Álvarez.

σki

(kg/cm2)ACERO S275 JR

σkr (kg/cm2)192020002080 20802100 20982200 21552300 21922400 22222500 22462600 22662700 22842800 23002880 23112900 23143000 23263200 23483400 23673600 23823800 23964000 24084200 24194400 24284600 24374800 24445000 24515500 24666000 24786500 24897000 24978000 2511

10000 252920000 256699000 2593


-. Anexos .-

Según la tabla anterior, para una tensión ideal de σki = 42,93 kN/cm2 = 4293

kg/cm2, le corresponde una tensión crítica real de valor σkr = 2428kg/cm2 = 24,28

kN/cm2, aproximadamente.

Determinada σkr, se está en buenas condiciones frente al pandeo lateral, si se

cumple que la tensión máxima de cálculo, σ*, en el borde comprimido a lo largo de la

viga es tal que se cumpla la condición σ* ≤ σkr.

Donde el valor de la tensión de cálculo fue obtenida anteriormente y tiene un

valor de:

Por tanto, se cumple que σ* ≤ σkr y la viga carril resiste el efecto del pandeo

lateral.

I.III.3.2.3.- Comprobación a torsión

Para el estado de cargas en el que se introduce el empuje transversal del

puente grúa, el cálculo exacto se efectúa teniendo en cuenta las solicitaciones de

torsión provocadas por el descentramiento de dicho empuje. Como este cálculo

resulta excesivamente laborioso, en la práctica se supone que el empuje transversal

lo resiste exclusivamente la cabeza de la viga carril y que la cabeza de la viga actúa,

a efectos de pandeo lateral, sola. En este caso, pueden aplicarse las fórmulas

relativas a pilares comprimidos excéntricamente, pero particularizadas para cargas

en servicio. Es decir, han de comprobarse las condiciones dadas por las ecuaciones:


2* 6,35 /KN cmσ =

-. Anexos .-

donde:

• My: Momento de servicio con relación al eje y-y.

• Mz: Momento de servicio transversal.

• Wc: Módulo de sección de la viga relativo al borde en compresión.

• Wzc: Módulo de sección con relación al eje z-z de la cabeza de la viga.

• Fc: Superficie de la cabeza de la viga.

• ωzc: Coeficiente ω relativo a la esbeltez, λz

c, de la cabeza de la viga.

• Pc: Fuerza en servicio de compresión actuando sobre la cabeza comprimida

y cuyo valor se deduce de la ecuación :

Donde Sc es el momento estático de la sección, Fc, del cordón comprimido con

relación al eje y-y de la viga.

La flexión transversal máxima se determina en la misma sección, a partir de la

ecuación:


* **

· ** 0,9·

y zadmc

c zcz c z

admcc z

M MW WP MF W

σ σ

ωσ σ

= + ≤

= + ≤

** ·yc c

y

MP S

I=

·*

4p

z

H LM =

-. Anexos .-

Sustituyendo en las ecuaciones se obtiene:

El momento estático, Sc, se determina mediante la ecuación:

donde “y” es la distancia del centro de gravedad de la sección Fc a la fibra

neutra que, en este caso, coincide con el eje y-y de la viga.

Sustituyendo:

Teniendo en cuenta que My* = 2705,5cm · kN, calculado anteriormente, y

sustituyendo los valores pertinentes, se obtiene el valor de Pc*:

Como longitud ideal de pandeo de la cabeza comprimida se elige 500 cm,

separación de ejes de pilares, magnitud que queda del lado de la seguridad, ya que

la fuerza Pc varía a lo largo de la viga, llegando a anularse en los extremos. Así,

según la ecuación:


* 178,75zM KNcm=

·c cS y F=

209,16cS =

147,75cP KN=

-. Anexos .-

donde:

• λ: Esbeltez mecánica.

• Lkz: Longitud de pandeo en el eje z, en cm.

• i: Radio de giro de la sección bruta de la pieza respecto al eje de inercia

considerado, en cm.

El coeficiente ωzc relativo a la esbeltez λz

c calculada anteriormente se obtiene

de la curva de pandeo correspondiente a un perfil HEB-160. Para determinar la

curva de pandeo se utiliza la Tabla 3.1.20, correspondiente a la tabla 6.2 del DB SE-

A del CTE.


c kzz

z

Li

λ =

500 109,41 1104,57

czλ = = ≈

-. Anexos .-


-. Anexos .-

Teniendo en cuenta que el perfil considerado es el HEB-160, se tienen los

siguientes datos:

h/b = 160/160 = 1

t < 40 mm

Según la tabla anterior, para el eje z le corresponde la curva de pandeo c.

Con la tabla de pandeo Se obtiene el valor del coeficiente de pandeo, ω.

Su valor es de ω = 2,48.

A continuación se comprueban los valores de las tensiones.


2

2

* 7,53 /

* 2,52 /adm

adm

KN cmKN cm

σ σ

σ σ

= ≤

= ≤

-. Anexos .-

I.III.3.2.4.- Comprobación a deformación

El valor de la flecha corresponde al que producen en el centro del vano las

acciones máximas de las ruedas del puente grúa colocado en la posición en que

origine la flecha máxima, pero sin aplicación del coeficiente de efectos dinámicos y

con coeficiente de ponderación igual a la unidad.

La flecha se dará en el centro de la viga, tal y como se muestra en la Figura

3.1.16:

Figura I.III.9.Flecha en viga carril.

Donde R = 16,9 kN y q = 0,653 kN/m (peso propio de la viga carril).

La flecha se calcula a partir de las ecuaciones:


4 35· · · 0,56384· · 48· ·

0,67750

q L R L cmE I E I

L cm

δ

δ

= + =

≤ =

-. Anexos .-


Anexo IIInstalaciones



-. Anexos .-

Anexo II.I Iluminación

II.I.1.- Descripción.

El cálculo de la instalación se ha realizado con el programa de cálculo DIALux.

Para realizar dicho cálculo se ha tenido en cuenta las condiciones del DB-HE

“Ahorro de energía” del CTE, el cual dice que se tiene que considerar el uso que se

le va a dar a la zona que se quiere iluminar y la altura a la que se colocarán las

luminarias respecto al plano de trabajo.

Igualmente se toma en consideración que la eficiencia energética de la

instalación se encuentre por debajo de los valores indicados en el citado DB-HE.

II.I.2.- Cálculo de la instalación.

Los requerimientos de iluminación de la zona taller es de 750 lux según la

normativa.

Para simplificar el proceso de cálculo, se ha considerado la mitad de la nave,

ya que la instalación será simétrica respecto al eje central.

Ademas, se tiene en cuenta que el trabajo se hará con el autobús aparcado,

por lo que la distancia de visibilidad será considerablemente menor de 2.5 m.


-. Anexos .-


-. Anexos .-

Em (lx) Emin (lx) Emx (lx) Emin/Em Emin/Emax758 223 1326 0,3 0,17

Valor de eficiencia energética: 24.44 W/m2 = 3.40 W/m2/100lx


-. Anexos .-

De acuerdo al DB HE, existe un valor límite de eficiencia energética. Este taller

de reparaciones no aparece listado, sin embargo, el valor mínimo que aparece es de

3.5, por lo que se cual sea el caso, la instalación cumple con las exigencias de

eficiencia energética.

Se colocarán por tanto un total de 16 Mazda TTX150 582 4xTL-D58W HFP

+GTX150GL.

II.I.3.- Sistema de alumbrado de emergencia.

Según el apartado 2.1 del epígrafe 2 de la Sección SUA 4 del DB SUA del CTE,

contarán con un alumbrado de emergencia los recorridos desde todo origen de

evacuación hasta el espacio exterior seguro, los locales que alberguen equipos

generales de las instalaciones de protección contra incendios y aquellos en los que

se ubican cuadros de distribución o de accionamiento de la instalación de

alumbrado de las zonas antes citadas.

Las luminarias cumplirán las siguientes condiciones:

- Se situarán al menos a 2 metros por encima del nivel del suelo.

- Se dispondrá una en cada puerta de salida y en posiciones en las que sea

necesario destacar un peligro potencial o el emplazamiento de un equipo de

seguridad. Como mínimo se dispondrán en los siguientes puntos:

- En las puertas existentes en los recorridos de evacuación.

- En las escaleras, de modo que cada tramo de escaleras reciba iluminación

directa.

- En cualquier otro cambio de nivel.

- En los cambios de dirección y en las intersecciones de pasillos.


-. Anexos .-

La instalación será fija, estará provista de fuente propia de energía y debe

entrar automáticamente en funcionamiento al producirse un fallo de alimentación en

la instalación de alumbrado normal en las zonas cubiertas por el alumbrado de

emergencia. Se considera como fallo de alimentación el descenso de la tensión de

alimentación por debajo del 70 % de su valor nominal.

La instalación cumplirá las condiciones de servicio que se indican a

continuación durante una hora como mínimo, a partir del instante en que tenga lugar

el fallo:

- En las vías de evacuación cuya anchura no exceda de 2 metros, la

iluminancia horizontal en el suelo debe ser, como mínimo, de 1 lux a lo largo del eje

central y 0,5 lux en la banda central que comprende al menos la mitad de la anchura

de la vía. Las vías de evacuación con anchura superior a 2 metros pueden ser

tratadas como varias bandas de 2 metros de anchura, como máximo.

- En los puntos en los que estén situados los equipos de seguridad, las

instalaciones de protección contra incendios de utilización manual y los cuadros de

distribución del alumbrado, la iluminancia horizontal será de 5 lux, como mínimo.

- A lo largo de la línea central de una vía de evacuación, la relación entre la

iluminancia máxima y la mínima no debe ser mayor que 40:1.

- Los niveles de iluminación establecidos deben obtenerse considerando nulo

el factor de reflexión sobre paredes y techos y contemplando un factor de

mantenimiento que englobe la reducción del rendimiento luminoso debido a la

suciedad de las luminarias y al envejecimiento de las lámparas.


-. Anexos .-

- Con el fin de identificar los colores de seguridad de las señales, el valor

mínimo del índice de rendimiento cromático Ra de las lámparas será 40.

La iluminación de las señales de evacuación indicativas de las salidas y de las

señales indicativas de los medios manuales de protección contra incendios y de los

primeros auxilios, deben cumplir los siguientes requisitos:

- La luminancia de cualquier área de color de seguridad de la señal debe ser al

menos de 2 cd/m2 en todas las direcciones de visión importantes.

- La relación de la luminancia máxima a la mínima dentro del color blanco o de

seguridad no debe ser mayor de 10:1, debiéndose evitar variaciones importantes

entre puntos adyacentes.

- La relación entre la luminancia Lblanca, y la luminancia Lcolor > 10, no será menor

que 5:1 ni mayor que 15:1.

- Las señales de seguridad deben estar iluminadas al menos al 50 % de la

iluminancia requerida al cabo de 5 segundos, y al 100 % al cabo de 60 segundos.

- Se colocarán luminarias de emergencia encima de las puertas de salida (según

planos de seguridad contra incendios) de 150 lúmenes en el taller de gas natural y

en el almacén adyacente, proporcionando una iluminancia mínima de 1 lux en los

recorridos de evacuación y de 5 lux en los puntos de seguridad.


-. Anexos .-

El cálculo de las luminarias se realizará mediante el programa Daisa, se eligen

luminarias antideflagrantes 3N4 de Daisalux, y se colocan segun planos.

Configurado segun la normativa referenciada anteriormente.

Descripción luminarias antideflagrantes 3N4

Envolvente en aluminio y vidrio borosilicato construido conforme a las

directivas comunitarias de compatibilidad electromagnética y atmósferas explosivas

93/68/CE, 89/336/CE y 94/9/CE. Clasificación: II2G EEX d IIC T6 - II2D IP 67 T85ºC.

Consta de una lámpara fluorescente que se ilumina si falla el suministro de red .

Características:

Formato: Antideflagrante

Funcionamiento: No permanente

Autonomía: 3 horas

Lampara en emergencia: FL 8 W

Grado de protección: IP67 IK04

Lámpara en red: -

Piloto testigo de carga: Led

Aislamiento eléctrico: Clase I

Puesta en reposo distancia: Si


-. Anexos .-

Anexo II.II. Instalación eléctrica.

II.II.1.- Objeto.

El presente anexo tiene por objeto elaborar la documentación técnica necesaria

para la ejecución y puesta en servicio de las instalaciones eléctricas según la

instrucción ICT-BT-04 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

Se tendrán que calcular, además de las dimensiones de las secciones de todos

los cables del edificio, las características de los equipos de protección de la

instalación.

En cuanto a los conductores, éstos serán fácilmente identificables,

adoptándose el siguiente convenio según normativa:

- Conductor de fase: Color marrón, gris o negro

- Conductor neutro: Color azul

- Conductor de protección: Amarillo-verde

II.II.2.- Normativa de referencia.

A continuación presentamos un resumen de la normativa usada.

‐ Norma UNE-EN 12193:2007 Luz e iluminación.

‐ Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.


-. Anexos .-

II.II.3.- Previsión de la potencia.

Fuerza (W)Detectores camino

abierto

38

Detector puntual 22,5Avisadores

luminosos

70

Extractores del

taller de gas

natural

1480

Extractores taller

general

11000

Iluminación 3520Puente grúa 20000Tomas de fuerza 2664

II.II.4.- Descripción de la instalación.

Se debe hacer una diferenciación entre permanentes y no permanentes para

todos los receptores.

Se considerarán no permanentes: Puente grúa, bases de enchufes y la

iluminación de servicio.

La alimentación de estos servicios queda controlada desde el cuadro eléctrico

situado en el taller principal, que en caso de detección de gas o condición de

emergencia, procederá al corte automático.


-. Anexos .-

Se considerarán permanentes: Puertas automáticas, Extractores y exutorios,

Iluminación de emergencia, Detectores de gas e incendios, Señales de aviso,

Megafonía y Red de control.

Estos servicios deben mantenerse operaticos incluso en condición de

detección de gas o condición de alarma, siendo convenientes mantenerlso

alimentados desde la red de emergencia.

De igual modo se considera que debe recibir suministro eléctrico del generador

auxiliar los siguientes elementos: Iluminación de emergencia, señales de aviso.

Los servicios ya existentes deberán considerarse como no permanentes.

II.II.4.1.- Cuadros de mando y protección.

Se instalará un cuadro eléctrico equipado contra sobrecargas y cortocircuitos

mediante interruptores magnetotérmicos y contra contactos indirectos con

interruptores diferenciales.

Cumplirá con lo indicado en la instrucción ICT-BT-17 del Reglamento

Electrotécnico para Baja Tensión.

Estará situado fuera del taller de gas natural, según planos, a un lado de su

entrada desde el taller general.


-. Anexos .-

II.II.4.2.- Instalación interior.

Desde el cuadro eléctrico partirán los circuitos de las instalaciones interiores de

alumbrado y fuerza, que cumplirán lo indicado en las instrucciones ICT-BT-19 hasta

la ICT-BT-24 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

El montaje se hará bajo tubo, en bandejas escalera soporte. El material

empleado en los cables será el cobre y el aislamiento seleccionado el PVC, luego la

temperatura máxima que podrán soportar los cables será de 70ºC. La instalación

será monofásica, los cables serán unipolares, disponiéndose tres cables por cada

tubo. La única excepción es la instalación correspondiente a los extractores de

cubierta y al puente grúa, dado que son trifásicos.

II.II.5.- Cálculos eléctricos.

En este apartado se dimensionan los conductores que componen la instalación

eléctrica, así como la elección de lso correspondientes dispositivos de protección, en

base al Reglamento Electrotécnico para Baja Tension 2002

II.II.5.1.- Dimensionamiento de los conductores.

Las secciones de los conductores activos se dimensionan por criterio térmico y

comprobando que la caída de tensión sea inferior al 3% en los circuitos de

alumbrado (s/ICTBT- 19), al 5% en los circuitos de fuerza (s/ICT-BT-19) y al 1,5% en

las derivaciones individuales (s/ICT-BT-15).


-. Anexos .-

Criterio térmico

El dimensionamiento de conductores por criterio térmico obedece a la idea de

que, en funcionamiento normal, el conductor no debe superar una temperatura

determinada, es decir, que la intensidad que circula por el conductor tiene que ser

menor a su intensidad admisible.

Ic < Iadm

Los valores de intensidad admisible son función de la sección, del tipo de

aislamiento del cable, así como el tipo de instalación de la línea. Habrá que tener en

cuenta lso factores de corrección por ser una isntalación empotrada bajo tubo.

Intensidad de circulación

La intensidad que circula por un conductor es función del tipo de carga que

alimenta:

- Carga monofásica:

- Carga trifásica:


·coscsimple

PIU ϕ

=

3· ·cosccompuesta

PIU ϕ

=

-. Anexos .-

Donde:

Ic = Intensidad demandada en los conductores que alimentan a la carga, A.

P = Potencia demandada, W.

Usimple = Tensión entre fase y neutro, 230 V.

Ucompuesta = Tensión entre fases, 400 V.

Instalación.

Se utilizarán cables unipolares con conductores de cobre, XLPE-RZ1-K, siendo

su tensión asignada de 450/750 V, en instalación superficial bajo tubo de PVC rígido

grapeado sobre los paramentos.

Aislamiento de poliolefina, termoplástico de baja emisión de humos y gases

corrosivos.

Temperatura ambiente del aire 40 ºC.


-. Anexos .-

La intensidad máxima admisible, para este tipo de conductores se obtiene de la

tabla siguiente:


-. Anexos .-

Criterio de caída de tensión

El cálculo de la caída de tensión se realizará con la siguiente expresión:

II.II.5.2.- Resultados.

A continuación se exponen los resultados obtenidos.

- Tramo 1: Extractores del taller general.

Figura II.II.1.Tramo 1

Elegimos una instalación de sección continua, dado que no compensa cambiar

de sección tantas veces.

Tramo: 1Intensidad de diseño

(A):

25,06

Intensidad admisible

(A):

37

Caída de tensión (%): 3,5Sección (mm2): 6


cos · ·U U I Lϕ∆ = ∆

-. Anexos .-

- Tramo 2: Extractores del taller de gas natural.

Figura II.II.2.Tramo 2.


(A):

3,37


(A):

16

Caída de tensión

(%):

1,4

Sección (mm2): 1,5


-. Anexos .-

- Tramo 3: Iluminación taller de gas natural.

Figura II.II.3.Tramo 3


(A):

8,02


(A):

22

Caída de tensión (%): 1,99Sección (mm2): 2,5


-. Anexos .-

Del tramo OO' se deriva una linea simétrica a la diseñada, para la alimentación

de las luminarias del otro lado.

- Tramo 4: Tomas de fuerza en pasarela.

Se considerará una sección única para todo el cableado.

Tramo: 4Intensidad de diseño (A): 6,07Intensidad admisible (A): 16Caída de tensión (%): 2,51Sección (mm2): 1,5

- Tramo 5: Detectores de gas puntual

- Tramo 6: Detectores de gas de camino abierto

- Tramo 7: Avisadores.

Dada la poca potencia demandada en estos tramos se instalará un cableado

de 1,5 mm2 para toda la instalación.


-. Anexos .-

- Tramo 8: Puente grúa.


Tramo: 9Intensidad de diseño (A): 45,56Intensidad admisible (A): 52Caída de tensión (%): 2,36Sección (mm2): 10

- Tramo 9. Derivacion taller general suministro permanente a cuadro general




-. Anexos .-

- Tramo 10. Derivacion. Taller gnc no permanente a subcuadro gnc



- Tramo 11. Derivacion taller gnc permanente a subcuadro gnc


Tramo: 12Intensidad de diseño (A): 4,51Intensidad admisible (A): 16Caída de tensión (%): 0,03Sección (mm2): 1,5

- Tramo 12. Derivacion subcuadro gnc a cuadro general.




-. Anexos .-

Ahora calculamos la Intensidad de cortocircuito de nuestra instalación. Para

ello seguimos las recomendaciones del REBT. Esta intensidad se calcula a través de

la fórmula:

Donde ρ es la densidad del cobre, que en nuestro caso es de 0,018Ω*mm2/m y

L es la longitud del cable.

Tramo Icc (A) Densidad

cc (A/mm2)Tramo 1 1099,71 183,3Tramo 2 384,9 256,6Tramo 3 641,5 256,6Tramo 8 2052,8 205,28Tramo 9 2052,8 342,13Tramo 10 32844,82 2052,8Tramo 12 5474,14 342,13

El resto de tramos no se toman en consideración pues tienen una Icc menor y

la protección será la menor de estos 3 tramos.


0,8·CC

VIR

=

· /R L Sρ=

-. Anexos .-

Por otro lado tenemos que la intensidad de cortocircuito máxima admisible

desde un punto de vista térmico viene dada por la siguiente fórmula:

Donde:

td= Duración del cortocircuito

K=115, Para cables de cobre con aislamiento de XLPE

S= Sección en mm2

El valor de td lo obtenemos a partir de las tablas del REBT.

Para conocer la duración del cortocircuito nos vamos a la tabla del REBT que

mostramos a continuación, que nos dará el valor en función de la densidad de

corriente de cortocircuito, en A/m2


· ·CC dI t K S=

-. Anexos .-

Así obtenemos unos valores de intensidades de cortocircuito máximas:

Tramo Iccmax (A)Tramo 1 975,8Tramo 2 314,95Tramo 3 525Tramo 8 2099,6Tramo 9 2181,97Tramo 10 5216,4Tramo 12 5216,4

Debemos reajustar algunas secciones

Tramo Sección definitivaTramo 1 6Tramo 2 1,5Tramo 3 2,5Tramo 8 16Tramo 9 10Tramo 10 16Tramo 12 16

Resto de tramos en 1,5


-. Anexos .-

II.II.5.3.- Protecciones.

En este apartado vamos a seleccionar el magnetotérmico que se instalará para

protección frente a sobrecargas. Para ello instalaremos uno por cada tramo.

Tramo 1 50 A/2pTramo 2 25A/2pTramo 3 25A/2pTramo 4 25A/2pTramo 5 25A/2pTramo 6 25A/2pTramo 7 25A/2pTramo 8 80A/4pTramo 9 50A/2pTramo 10 100A/4pTramo 11 25A/2pTramo 12 80A/4p

A continuación se adjunta una tabla con los interruptores diferenciales y

fusibles seleccionados.

Tramos 1 8 9 10 11 12Interruptor 80A/4p

300mA80A/4p300mA

50A/4p300mA

50A/2p300mA

Fusible 100 A 100 A


-. Anexos .-

Anexo II.III.- Suministro de gases.

II.III.1.- Objeto.

El objeto de este anexo es el diseño de las canalizaciones necesarias para el

inertizado, venteo y suministro de gas natural a los depositos de combustible de los

autobuses.

Como se ha comentado, se instalarán 3 canalizaciones diferentes:

- Inertizado: Usando nitrógeno, se inertizarán los depósitos de combustible de

los autobuses, para poder trabajar con ellos en caso de que sea necesaria algun tipo

de reparación. Al inertizarlo se asegura que no existan restos de gas natural en el

interior del depósito.

La instalación esta conectada a un botellero que suministra el nitrógeno. Por

el otro lado, se conecta una manguera a una toma rápida.

- Venteo: Para vaciar los depósitos de gas natural. Se conectan éstos a la red

que los lleva a la atmósfera.

- Suministro de gas natural: Procedente de un compresor situado fuera de

la nave. Ésta canalización no será calculada pues ya existe, se procederá a extender

la canalización hasta los puntos de suministro necesarios. Funciona del mismo modo

que la de inertizado, salvo que suministra gas natural comprimido a 200 bar.


-. Anexos .-

II.III.2.- Canalización de gas natural comprimido.

II.III.2.1.- Instalación.

La instalación de tuberías de conducción de combustibles gaseosos, desde las

unidades de regulación y medida hasta los puntos de consumo, se realizará de

acuerdo con las siguientes prescripciones de acuerdo al R.D: 919/2006 Reglamento

Tecnico de Distribución y utilización de combustibles gaseosos.:

Materiales:

Se utilizarán tuberías de acero u otro material adecuado, según normas UNE ,

y cuyas características de temperatura y presión de servicio sean, como mínimo, la

de diseño, así como resistente al ataque químico del gas a transportar. El valor de la

presión de diseño será igual o superior a la presión de tarado de las válvulas de

seguridad de la estación de regulación y medida. En el caso de que no exista

regulación, por alimentarse directamente de la red de suministro, la presión de

diseño será el valor de la presión máxima de suministro, facilitada por la Compañía

distribuidora. En el caso de utilizar gases de recuperación de otras instalaciones, la

temperatura y presión de diseño será, como mínimo, igual a la de salida de la

instalación de donde proceden los gases. En cualquier caso, el espesor mínimo de

la pared de la tubería será de dos milímetros.

Todas la válvulas, accesorios y piezas especiales serán de acero u otro

material capaz de resistir la misma temperatura y presión, así como el posible

ataque químico que la tubería sobre la que se encuentran instalados. En cualquier

caso, su presión nominal mínima será de PN 10.


-. Anexos .-

Diámetro de la tubería:

La tubería tendrá el diámetro necesario para que se cumplan las condiciones

siguientes:

- La velocidad máxima de circulación de gas será de 30 metros por segundo.

- La pérdida de carga a caudal máximo será tal que asegure que la presión a la

llegada en los puntos de consumo no sea inferior en un 10 por 100 a la presión en el

origen de la instalación.

Instalación:

La instalación de tuberías para combustible gaseoso estará de acuerdo con lo

especificado en las normas UNE u otra norma internacionalmente reconocida.

Las tuberías se instalarán, siempre que sea posible, de forma aérea.

Cuando existan conducciones paralelas con tuberías para otros usos, la

separación mínima entre superficies exteriores será de 0,10 metros.

II.III.2.2.- Resultados.

Del compresor llega una línea de suministro de gas natural que será la que

continuemos para dar suministro a los puntos deseados.

Esta es una tubería de acero inoxidable de 16 mm. 2 mm. de espesor.

Procederemos por lo tanto a su continuación según planos instalando tomas rápidas

en los puntos marcados.


-. Anexos .-

II.III.3.- Canalización de inertizado.

Esta canalización se encarga de suministrar nitrógeno desde un botellero para

el inertizado del depósito de combustible.

La instalación cuenta por lo tanto de un conducto desde el botellero hasta la

toma rápida, una manguera hasta el depósito, y de aquí a la atmósfera.

Las botellas de nitrógeno son suministradas a una presión de 40 bar. Se debe

llevar esta presión a la atmosférica en la salida, con una velocidad máxima de 30

m/s para evitar problemas sonoros.

No se impone un caudal mínimo necesario, por lo que dado el uso que se le va

a dar, se considera adecuado que éste sea pequeño para que no ocurra un gasto

importante de nitrógeno.

El proceso de cálculo es simple, se impone un diámetro de tubería adecuado y

se calcula el caudal obtenido con este diámetro. Si resulta excesivo, se procede a

recalcular con otro diámetro.

Partimos por lo tanto de un caudal:

Imponiendo los 30 m/s y un diámetro de 16 mm, se obitene un caudal de 21,7

m3/h.


·Q Av=

-. Anexos .-

A la salida de al botella se coloca una válvula de expansión que, inicialmente,

consideramos que lleva el nitrógeno a la presión atmosférica. Ésta expansión es un

proceso isentrópico por lo que la temperatura variará de acuerdo a la siguiente ley.

Así obtenemos que T = 103,87 K

Por otro lado, la densidad del nitrógeno a esta temperatura se calcula de la

siguiente forma:

El coeficiente de rozamiento en funcion de la temperatura es:


1

P cteT

γ

γγ− =

3100000 0.00162 /· / 8314·103.87 /14,006P kg m

RT Mρ = = =

( ) 0,97 0,158·T Tµ = − +

5( ) 0.64·10 /T kg msµ −=

-. Anexos .-

Con estos datos se puede obtener el Reynold, Re = 1,216 y con éste, las

pérdidas de carga en el tramo mas desfavorable.

Las pérdidas de carga son bastante bajas, se podría reajustar la válvula de

expansión hasta 1,4 bar si se desea, pero no se considera necesario.

II.III.4.- Canalización de venteo.

Esta canalización esta destinada a ventear a la atmósfera gas natural de los

depósitos de combustible.

Se realizará con tuberías de acero al carbono.

Imponiendo una velocidad de salida de 10 m/s y manteniendo el caudal

constante, nos resulta un diámetro de 27 mm. Dado que este diámetro no es uno

comercial, elegimos uno de 28 mm.

A la salida se ensanchará para evitar problemas sonoros. Se colocará por tanto

un tramo final de diámetro 42 mm.


0.32P∆ =

-. Anexos .-

Anexo II.IV.-Ventilacion

II.IV.1.- Objetivo.

El taller general y el de gas natural ya disponen de un sistema de ventilación

adecuado para trabajos de reparación de vehículos.

Por este motivo, el objetivo de este anexo es el cálculo de la ventilación

necesaria en cada sector de la nave, para mantener unas condiciones óptimas de

seguridad en caso de que se produzca alguna fuga de gas natural.

II.IV.2.- Normativa utilizada

R. D. 486/1997 por el que se establece las Disposiciones Mínimas de

Seguridad ySalud en los Lugares de Trabajo.

R. D. 1027/2007 por el que se que se aprueba el Reglamento de Instalaciones

Térmicas en los Edificios.

Norma UNE 23585 Requisitos y métodos de cálculo y diseño para proyectar un

sistema de control de temperatura y de evacuación de humos en caso de incendio.

La instalación respetará, en todas las zonas de la nave, los valores límites de

los niveles de presión sonora según el Documento Básico HR “Protección frente al

ruido”, del Código Técnico de la Edificación.

Esta instalación cumplirá con lo establecido en el Documento Básico SI

Seguridad en caso de Incendio.


-. Anexos .-

II.IV.3.- Requisitos de la instalación.

La instalación de ventilación debe diseñarse y calcularse, ejecutarse,

mantenerse y utilizarse, de forma que se cumplan las exigencias técnicas de

bienestar e higiene que establece el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los

Edificios, en adelante RITE.

Asimismo, la instalación de ventilación debe diseñarse y calcularse, ejecutarse,

mantenerse y utilizarse de tal forma que se prevenga y reduzca a límites aceptables

el riesgo de sufrir accidentes y siniestros capaces de producir daños o perjuicios a

las personas, flora, fauna, bienes o al medio ambiente, así como de otros hechos

susceptibles de producir en los usuarios molestias o enfermedades.

En condiciones normales de utilización, el riesgo de molestias o enfermedades

producidas por el ruido y las vibraciones de las instalaciones térmicas, estará

limitado.

Dadas las condiciones especiales de trabajo en atmósfera explosiva, la

instalación de ventilación diseñada dispone de extractores especialmente diseñados

para la extracción de aire en atmósferas explosivas.

Debido a que el gas natural tiene un peso específico menor que el del aire, en

caso de fuga, éste asciende y ocupará la parte superior de la nave, por ello, los

extractores calculados en este anexo irán colocados en cubierta.

Se dispondrá de equipos aireadores (exutorios), accionados por señal eléctrica

a traves de la red de control y de posición normalmente abierta en ausencia de

tensión.


-. Anexos .-

II.IV.4.- Condiciones de los equipos y materiales.

Los equipos y materiales que se incorporen con carácter permanente al taller,

en función de su uso previsto, llevarán el marcado CE, siempre que se haya

establecido su entrada en vigor, de conformidad con la normativa vigente.

II.IV.5.- Taller de gas natural.

El numero de renovaciones de aire por hora se encuentra en tablas que facilita

el Reglamento de Instalaciones de Calefacción, Climatización y Agua Caliente

Sanitaria. Dado el caso particular que se presenta, de ventilación de emergencia, se

considera adecuado 7 renovaciones/hora.

Volumen = 40·5·9 = 1800 m3

Caudal = 1800 · 7 = 12600 m3/h

Se instalarán 4 extractores centrífugos de tejado antideflagrantes de la serie

TCDH EXD. En concreto THCD Exd 030-4, éstos extractores proporcionan un

caudal de 3300 m3/h y una potencia de 370W . Motor antideflagrante de acuerdo con

la Directiva ATEX.

Por otro lado, habrá que realizar el dimensionado de los exutorios o aireadores

de los que dispondrá este taller.

De acuerdo a las recomendaciones técnicas suministradas por el fabricante, y

a las normativas UNE 23585 y UNE EN 12101-2:2003, se opta por la utilización de 3

exutorios electromagneticos Sumair Mod. SVX-CE 20/20 de 2x2 m. de abertura.


-. Anexos .-

Disponen de un sistema doble de apertura para evacuación de humos o gases,

activado por ruptura de fusible térmico para caso de incendio o por señal eléctrica.

En caso de ausencia de tensión, su posición es normalmente abierta.

II.IV.6.- Taller general.

Nº renovaciones/hora : 7

Para el cálculo del volumen se parte de la hipótesis de que las puertas

automáticas están abiertas por defecto, de manera que proporcionan una ventilación

extra.

El volumen a considerar será el existente puertas arriba, que además, es

donde se da la concentración de gas natural en caso de fuga, ya que tiene una

densidad menor que la del aire.

Volumen = 40·55·4,5 = 9900 m3

Caudal = 9900 · 7 = 69300 m3/h

Se instalarán 5 extractores centrífugos de tejado antideflagrantes de la serie

TCDH EXD. En concreto THCD Exd 1400-6, éstos extractores proporcionan un

caudal de 16000 m3/h y una potencia de 2,2 KW . Motor antideflagrante de acuerdo

con la Directiva ATEX.


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