Cubiertas abovedadas de aluminio ALUDOVEL.

Transcripción

1 Cubiertas abovedadas de aluminio ALUDOVEL

2 1. Antecedentes.- Las cubiertas abovedadas de aluminio aludovelhan sido desarrolladas para cubrir grandes vanos sin la necesidad de apoyos intermedios. Es un desarrollo innovador por la utilización del aluminio como material base y aplicable a instalaciones donde el ambiente es altamente corrosivo. El aluminio es un material con gran resistencia a la corrosión por su oxidación, creando una capa pasiva en toda su superficie lo que evita el proceso. Es un material muy ligero kg/m3, casi la tercera parte del acero, lo que se traduce en unos costes menores para las estructuras soporte y cimentaciones. Sin embargo en el calculo presenta complejidades mayores que en el caso del acero, su modulo de elasticidad es mucho menor y por lo tanto las inestabilides de pandeo han de ser mas tenidas en cuenta. En el desarrollo de los modelos, cálculos y análisis de inestabilidades, JSF HIDRAULICA S.L ha utilizado los Eurocodigosy numerosos estudios sobre inestabilidades de estructuras de lamina delgada en aluminio y el empleo de herramientas de calculo computacional basadas en el metodo de elementos finitos. Finalmente y como comprobación final de todos los modelos, cálculos y análisis realizados se fabrico una bóveda a escala real y sometida a una serie de esfuerzos para comprobar su comportamiento real con los teóricos. 2. Materiales empleados.- Para resistir los ambientes corrosivos en todas las instalaciones relacionadas con el tratamiento/depuración de aguas, las dovelas se fabrican en aleaciones estructurales de aluminio de la serie 5 con gran resistencia a la corrosión; marina, sulfhídrico etc. Todaslasunionesdedovelas,bulones,anclajesytornilleríaengeneralsondeltipoA2oA4 ycalidad60,70y80,enfuncióndelosesfuerzosygradodelambiente. Así mismo los soportes articulados son realizados en AL 5083-H32 o acero inoxidable 316.

3 3. Ventajas de la solución.- La solución debido a su gran resistencia a la corrosión y ausencia de mantenimiento es muy útil en instalaciones como : - Plantas de Tratamiento de agua. - Plantas de depuración de agua residual industrial o urbana. - Desaladoras. - Cubiertas de Biofiltros. - Sistemas de desodorización. -Naves industriales o instalaciones marinas. 4. Pruebas de carga.- Fig 2. Medición Deformaciones.- Fig1. Montaje de gatos.-

4 5. Descripción de la solución.- Ver Sección dovela Ver detalle de anclaje dovela Fig. 3 Sección transversal instalación a cubrir dovelas Fig. 4 Planta instalación a cubrir

5 Fig. 5 Sección dovela La sección de la dovela tiene forma de onda, con unos espesores que varían desde los 2mm hasta los 2,5 mm en función de las cargas y vanos a cubrir. La sección tiene una gran inercia a la flexión así como una gran rigidez torsional para el alabeo. Las dimensiones son constantes de 950 mm de ancho y 260 mm de canto. La dovela se perfila en frio mediante un tren de perfilado en continuo a partir de bobina de aluminio de 1200 mm de ancho. dovela dovela 1 dovela 2 Fig. 7 Detalle unión dovelas. Fig. 6 Detalle apoyo articulado.

6 5. Calculo estructural.- La cubierta esta formada por un numero variable de dovelas de ancho en proyección de 950 mm, unidas entre ellas longitudinalmente mediante tornillos de acero inoxidable. Las dovelas trabajan principalmente a compresión y tracción, dependiendo de la carga que actúa sobre ellas, en el primer caso por las acciones gravitatorias y en el segundo por los efectos de succión debido al viento. Para el calculo, se modeliza la estructura con el método de elementos finitos obteniéndose los esfuerzos mas desfavorables para las distintas hipótesis de carga planteadas, como son : Siendo : ELU1 = 1,35*PP+1,5 SCU ELU1 = 1*PP+1,5 CV PP = peso propio SCU= sobrecarga de uso CV = acción del viento Un detalle de las modelizaciones realizadas para el calculo, se pueden ver en la figura siguientes : Fig. 8 Modelización Estructura completa

7 Con los esfuerzos obtenidos para las distintas hipótesis de carga, se analiza la sección con dos criterios de calculo ; el primero un análisis local de la sección en los puntos de mayores esfuerzos y el segundo mediante un análisis global de estabilidad de la estructura a efectos de pandeo. Para el calculo estructural se utiliza la siguiente normativa : EUROCODIGO 1 - Acciones en estructuras. EUROCODIGO 9 - Calculo estructuras de aluminio. Además de la normativa anterior y debido a la complejidad de la sección y su esbeltez,se hacen comprobaciones adicionales mediante programas de elementos finitos. 6. Otra normativa empleada en el diseño y fabricación.- UN-EN :2009+A1: Condiciones técnicas de suministro e inspección de chapas UN-EN 485-2: Características mecánicas ( Modulo Elasticidad, límite elástico.) UN-EN : Tolerancias dimensionales de los productos laminados en frio. UN-EN : Designación y composición química de las aleaciones de aluminio. UNE-EN-515: Designación y definición de los distintos tratamientos de las aleaciones de aluminio.

8 7. Secuencia del montaje.- Fig. 9 Colocación de apoyos.- Fig. 10 Detalle unión dovela-apoyo-canalón Fig. 11 Montaje de dovelas.- Fig. 12 Montaje de dovelas.-

9 Fig. 13 Vista interior Fig. 14 Vista interior Fig. 15 Vista interior Fig. 16 Vista exterior

10 8. Detalles generales.-