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- Tutorial nº 86 -

Cálculo Estructural de una Nave Industrial

FUENTE:  Biblioteca Pública Virtual

Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras

Escuela Politécnica Superior

Universidad Carlos III de Madrid

©  Es obligatorio el respeto de los derechos de autor de este documento.

Introducción:

El objetivo de este proyecto es el diseño, cálculo y optimización de la estructura metálica y de la cimentación de una nave industrial, realizado mediante el uso del código comercial CYPE y de acuerdo a la normativa vigente (Código Técnico de la Edificación).

Se trata de una nave industrial destinada a almacén de 1008 m2 de superficie en planta, que dispone de una entreplanta de 144 m2. Las dimensiones exteriores de la nave a calcular son: 24 m de ancho, 42 m de longitud, 7 m de altura a los aleros y 9,25 m de altura a la cumbrera, lo que conlleva una inclinación de la cubierta del 18,75% (19,62º).

La estructura de la nave se diseñará de acero S275JR con uniones soldadas empleando electrodo de rutilo, siendo la tipología seleccionada para la nave de pórticos planos de nudos rígidos con cubierta a dos aguas. La cimentación de la nave se calculará con zapatas prismáticas y vigas de atado de hormigón armado HA-25 N/mm2, calculadas para un terreno de resistencia superior a 1,5 kg/cm2.

Uno de los trabajos más habituales en la ingeniería es el diseño y cálculo de estructuras de naves industriales. Por ello, en el presente trabajo el autor expondrá cómo aplicar todos los conocimientos técnicos al cálculo estructural, además de mostrar el funcionamiento de una de las herramientas de software más utilizadas en la actualidad para el cálculo estructuras de naves industriales, como es el paquete de programas CYPECAD de CYPE Ingenieros, con el que se puede resolver cualquier tipo de solución constructiva.

Algunos de los objetivos que el autor de este trabajo va a perseguir son:

- Saber generar cualquier tipo de estructuras de forma semiautomática con el programa CYPE

- Cargar las estructuras en el programa según la normativa vigente

- Saber calcular el perfil óptimo y la separación de las correas de cubierta

- Saber describir los nudos de la estructura

- Identificar los tipos de nudos con sus detalles constructivos asociados

- Reconocer el riesgo que supone calcular de una manera y, posteriormente, construir de otra diferente

- Realizar el predimensionado de una estructura

- Razonar y aplicar los coeficientes de pandeo en cada plano principal de cada barra en función de las condiciones de contorno a las que esté sometida

- Saber articular las barras que constituyen el modelo de la estructura

- Saber restringir las flechas de las barras según la normativa vigente

- Analizar las cargas con la normativa del CTE

- Saber realizar el procedimiento de cálculo y optimización de la estructura

- Saber realizar el cálculo de las uniones soldadas y placas de anclaje

- Saber realizar el cálculo de la cimentación de la estructura

- Saber presupuestar la estructura calculada.

Modelo de barras de la estructura en cype

Para ello, el autor de este proyecto ha estructurado la memoria del mismo en los siguientes capítulos principales:

- Capítulo 1: Introducción

En este primer capítulo se realiza una introducción al proyecto, analizando las principales motivaciones y objetivos del mismo.

- Capítulo 2: Antecedentes

En este capítulo se describen las ventajas y desventajas de las estructuras metálicas, así como las características del acero y los elementos estructurales necesarios para el diseño de una nave industrial. Además, se estudian las tipologías constructivas y las clases de pórticos planos existentes. Por último, se estudian las cargas actuantes en las estructuras y los aspectos más importantes sobre la cimentación, además de mencionar la normativa aplicada a lo largo del proyecto.

- Capítulo 3: Planteamiento del problema

A lo largo de este capítulo se describen detalladamente los aspectos más importantes del problema, como son la localización, los datos de partida, la información estructural y las características, tanto, del cerramiento como de la cubierta y del forjado de la entreplanta. Además, se plantearán dos opciones en cuanto a la distribución de la entreplanta.

- Capítulo 4: Metodología de cálculo

Este capítulo trata sobre las herramientas de cálculo utilizadas para el diseño y cálculo de la estructura y cimentación, describiendo tanto el Generador de Pórticos, como el Nuevo Metal 3D, software de CYPE Ingenieros.

- Capítulo 5: Cálculo de correas

Se ha utilizado el Generador de Pórticos en este capítulo para introducir los datos principales de la obra, introducir la geometría del pórtico tipo y finalmente calcular las correas necesarias para soportar la cubierta.

- Capítulo 6: Diseño de la nave

Una vez exportado el pórtico tipo al Nuevo Metal 3D, en este capítulo se procede a completar la geometría de la nave, se predimensionan todas las barras y se introducen los coeficientes de pandeo y de momentos. Además, se introducen también las flechas máximas admitidas. Por último, se introducen las cargas de la entreplanta además de comprobar las cargas aplicadas por el programa.

- Capítulo 7: Cálculo de la estructura

En este capítulo se calcula y optimiza la estructura, para obtener la mejor estructura desde el punto de vista resistente y económico.

- Capítulo 8: Cálculo de las uniones

En este capítulo se realiza el cálculo y dimensionado de las uniones soldadas y de las placas de anclaje de la estructura.

- Capítulo 9: Cálculo de la cimentación

En este capítulo se completa el cálculo de la nave industrial realizando el dimensionado de la cimentación. Así, el proyecto quedará completo y documentado.

- Capítulo 10: Cálculo de nave con entreplanta lateral

En este capítulo se calcula una nueva estructura con una distribución de la entreplanta diferente, con el objetivo de poder compararla con la primera estructura y poder elegir la mejor opción para el cliente.

- Capítulo 11: Selección de la distribución de la entreplanta

En este capítulo se procede a comparar los resultados de ambas opciones de distribución de la entreplanta y se elige la mejor opción.

- Capítulo 12: Resultados

Donde ser recogen de forma resumida los resultados finales de la opción elegida.

- Capítulo 13: Presupuesto

En este apartado se encuentra el presupuesto completo de la obra.

- Capítulo 14: Conclusiones

Donde se analizan las conclusiones que se pueden sacar del proyecto.

A continuación, se incluyen los siguientes enlaces donde se podrá descargar este proyecto completo en formato PDF:

" Cálculo Estructural de una Nave Industrial "
FUENTE:  Biblioteca Virtual - Universidad Carlos III de Madrid

››  Memoria Descriptiva

››  Anejo de Cálculos

 

 

 

 

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