ANEJO DE CÁLCULO DE ESTRUCTURA DE CUBRICION DE LA PLAZA DE SAN PEDRO SESTAO.

Transcripción

1 ANEJO DE CÁLCULO DE ESTRUCTURA DE CUBRICION DE LA PLAZA DE SAN PEDRO.

2 ÍNDICE 1. OBJETO DEL DOCUMENTO 2. DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA 2.1 TERRENO EXISTENTE. 2.2 ESTRUCTURA APARCAMIENTO EXISTENTE. 2.3 ESTRUCTURA NUEVA 3. CRITERIOS DE DISEÑO 3.1 CODIGOS DE DISEÑO UTILIZADOS 3.2 MATERIALES CONSIDERADOS. 3.3 ACCIONES APLICADAS Cargas permanentes, sobrecargas Efectos térmicos Viento Nieve Sismo. 3.4 COMBINACIÓN DE ACCIONES Hormigón armado Acero laminado. 3.5 DEFORMACIONES. 4. DIMENSIONADO DE ELEMENTOS. 4.1 COMPROBACIÓN ESTRUCTURA DEL APARCAMIENTO EXISTENTE. 4.2 COMPROBACION DE LA ESTRUCTURA DE ACERO. 5. ANEXO 1. GEOLOGÍA. 6. ANEXO 2. DOCUMENTACIÓN DEL APARCAMIENTO EXISTENTE. 7. ANEXO 3 ANALISIS DEL VIDRIO.

3 1 OBJETO DEL DOCUMENTO. Para la cubrición de la plaza de San Pedro se diseña una cubierta de vidrio sustentada en una estructura de acero apoyada en los muros del aparcamiento subterráneo existente. El presente documento establece la normativa, materiales, bases de cálculo, dimensionado y comprobación de la estructura nueva así como la comprobación de la estructura del aparcamiento existente. 2 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA. 2.1 TERRENO EXISTENTE. En la documentación del proyecto del aparcamiento se describe que en la ejecución del mismo la roca se encuentra muy superficial y que para la excavación se han utilizado explosivos. Los muros de sótano se han ejecutado contra terreno a una cara por lo que el vaciado presenta paredes verticales estables. Según la recopilación bibliográfica de la geología de Sestao el material existente está compuesto por margas y margocalizas de espesor inferior a 500 m con una tensión admisible mínima de 5 K/m2 ( ver anexo 1) 2.2 ESTRUCTURA APARCAMIENTO EXISTENTE El aparcamiento subterráneo existente bajo la plaza tiene una estructura de hormigón compuesta por muros de sótano, forjados unidireccionales de placas alveolares pretensadas, vigas de canto sobre soportes apoyados en zapatas aisladas centradas. La estructura consta de dos juntas de dilatación. Forrando el muro de sótano perimetral hay un tabique tambor que apoya sobre cada forjado. Los muros de sótano y soportes están hormigonados en roca. (ver anexo 2) 2.3 ESTRUCTURA NUEVA La plaza se cubre con una cubierta acristalada compuesta por cuatro elementos de 12 m de longitud que se repite con continuidad conformando la totalidad de la cubierta de 48 m de largo. Cada módulo está compuesto transversalmente por una cubierta a dos aguas con canalón en limahoya central. Cada faldón se divide en 12 módulos iguales cubiertos por vidrio. En cada módulo el vidrio apoya en unas costillas de acero colgadas mediante tirantes inclinados del dintel superior de un pórtico de acero. El pórtico de acero está apoyado en sus extremos exteriores en el eje del muro del aparcamiento existente, atirantado por la viga que conforma el canalón y lateralmente arriostrado por perfiles. Los vidrios en sentido ortogonal a su plano resisten las cargas de peso propio, nieve, mantenimiento y viento como elemento placa apoyada en los dos perfiles laterales (ver anexo 3). En su plano se considera indeformable y estabiliza las correas sobre las que apoya a pandeo lateral. Para ello el vidrio se fija a una pletina de aluminio anodizada o de acero inox mediante silicona estructural o resina. Dicha pletina se atornilla al perfil de acero que viene mecanizado y roscado de taller mediante tornillo inox de 6mm. con cabeza allen cada 30 cm. en conjunto se sella con silicona estructural entre la correa y el vidrio (Está previsto ensayar en obra esta unión). Las correas están compuestas por elementos conformados por una pletina vertical y dos pletinas laterales. Son de sección variable y tienen continuidad a través de la viga canalón descomponiéndose en dos elementos al atravesar el mismo para dejar el paso del agua. Dichas correas se cuelgan de tirantes oblicuos. El conjunto vidrio correas conforma un plano estructural que queda estabilizado a través de la viga canalón a través de los puntos de unión a los pórticos.

4 Los tirantes son barras a tracción biarticuladas que cuelgan el plano descrito a través de las correas al pórtico de atirantamiento. Su disposición oblicua permite que los puntos de cuelgue de las costilla estén separados 8 m optimizando el comportamiento como viga continua de las mismas y permite arriostrar transversalmente el pórtico metálico. El pórtico de atirantamiento tiene sección tubular y está conformada por chapas de acero. Está articulado en sus apoyos y atirantado por la viga canalón con objeto de minimizar las reacciones horizontales de los apoyos del mismo (sobre estructura de aparcamiento). Transversalmente está libre y solo arriostrado por los perfiles de acero tubulares inclinados que actúan como barras biarticuladas a compresión y tracción apoyadas en el muro inferior. Toda la documentación gráfica queda desarrollada en los planos. 3 CRITERIOS DE DISEÑO: 3.1 CODIGOS DE DISEÑO UTILIZADOS. -Norma CTE DB-SE AE, Acciones en la edificación. -NCSE-02 Norma sismoresistente. -EAE / CTE DBSE-A -EHE MATERIALES CONSIDERADOS. -Se adoptan como tensión admisible de la roca 5 k/cm 2 -Hormigón aparcamiento. Resistencia característica 175 k/cm 2 (proyecto) -Acero de armar B-500S (proyecto) -Acero estructura S355 -Tirante tipo 1 Detan S460 -Bulones AISI 304 -Tornillos A10T -Barras roscadas A ACCIONES APLICADAS Peso propio / cargas. -Peso propio de estructura según sección teórica con densidad 7.85 tn/m 3 -Vidrio 65 k/m Efectos térmicos. Debido a las dimensiones del edificio no se considera Viento. -zona C / grado de aspereza IV Alturas 8 y 11.5 m Qb=52 k/m 2 Ce(8m)=1.6 / Ce(11.5m)=1.9 Paramento vertical Cp = presión 0.7 /succión 0.4 Paramentos inclinados:

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7 3.3.4 Nieve -Nieve (En vidrio se incorpora puntual de mantenimiento) 40 k/m 2. ACCIONES ACCIDENTALES Sismo. Situación: Sestao Clasificación de la construcción: Importancia moderada. Aceleración sísmica básica 0.04<ab<0.08g (siendo g la aceleración de la gravedad) No es de aplicación. 3.4 COMBINACIÓN DE ACCIONES Hormigón armado Hipótesis y combinaciones. De acuerdo con las acciones determinadas en función de su origen, y teniendo en cuenta tanto si el efecto de las mismas es favorable o desfavorable, así como los coeficientes de ponderación se realizará el cálculo de las combinaciones posibles del modo siguiente: E.L.U. de rotura. Hormigón: EHE-CTE Situaciones no sísmicas γ G +γ Ψ Q + γ Ψ Q Gj kj Q1 p1 k1 Qi ai ki j 1 i >1 Situaciones sísmicas γ G +γ A + γ Ψ Q Gj kj A E Qi ai ki j 1 i 1 Situación 1: Persistente o transitoria Coeficientes parciales de seguridad ( ) Coeficientes de combinación ( ) Carga permanente (G) Favorable Desfavorable Principal ( p) Acompañamiento ( a) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A)

8 Situación 2: Sísmica Coeficientes parciales de seguridad Coeficientes de combinación Favorable Desfavorable Principal Acompañamiento Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A) (*) (*) Fracción de las solicitaciones sísmicas a considerar en la dirección ortogonal: Las solicitaciones obtenidas de los resultados del análisis en cada una de las direcciones ortogonales se combinarán con el 30 % de los de la otra. E.L.U. de rotura. Hormigón en cimentaciones: EHE-CTE Situaciones no sísmicas γ G +γ Ψ Q + γ Ψ Q Gj kj Q1 p1 k1 Qi ai ki j 1 i >1 Situaciones sísmicas γ G +γ A + γ Ψ Q Gj kj A E Qi ai ki j 1 i 1 Situación 1: Persistente o transitoria Coeficientes parciales de seguridad Coeficientes de combinación Favorable Desfavorable Principal Acompañamiento Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A)

9 Situación 2: Sísmica Coeficientes parciales de seguridad Coeficientes de combinación Favorable Desfavorable Principal Acompañamiento Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A) (*) (*) Fracción de las solicitaciones sísmicas a considerar en la dirección ortogonal: Las solicitaciones obtenidas de los resultados del análisis en cada una de las direcciones ortogonales se combinarán con el 30 % de los de la otra Acero laminado E.L.U. de rotura. Acero laminado: CTE DB-SE A Situaciones no sísmicas γ G +γ Ψ Q + γ Ψ Q Gj kj Q1 p1 k1 Qi ai ki j 1 i >1 Situaciones sísmicas γ G +γ A + γ Ψ Q Gj kj A E Qi ai ki j 1 i 1 Situación 1: Persistente o transitoria Coeficientes parciales de seguridad (γ) Coeficientes de combinación (ψ) Favorable Desfavorable Principal (ψ p ) Acompañamiento (ψ a ) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A)

10 Situación 2: Sísmica Coeficientes parciales de seguridad (γ) Coeficientes de combinación (ψ) Favorable Desfavorable Principal (ψ p ) Acompañamiento (ψ a ) Carga permanente (G) Sobrecarga (Q) Viento (Q) Nieve (Q) Sismo (A) (*) (*) Fracción de las solicitaciones sísmicas a considerar en la dirección ortogonal: Las solicitaciones obtenidas de los resultados del análisis en cada una de las direcciones ortogonales se combinarán con el 30 % de los de la otra. 3.5 DEFORMACIONES. Se adoptan los siguientes límites de deformaciones:

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12 4 CÁLCULO Y DIMENSIONADO. 4.1 COMPROBACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL APARCAMIENTO EXISTENTE. Como hipótesis de cálculo se adopta que la estructura del aparcamiento esta cimentada en roca y que el muro solo resiste cargas verticales pues está excavado en roca y los muros hormigonados contra terreno. La comprobación y dimensionado frente el resto de esfuerzos depende de la altura del pórtico respecto a la superficie de hormigón. Quedan indicadas las acciones del pórtico (Fx, Fz y Mx) a la espera de ver en obra la geometría definitiva.

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14 4.2 COMPROBACION DE LA ESTRUCTURA DE ACERO. El cálculo de la estructura ha sido realizado mediante el programa TRICALC DE CALCULO ESPACIAL DE ESTRUCTURAS TRIDIMENSIONALES, versión , de la empresa ARKTEC, S.A., con domicilio en la calle Cronos,63 Edificio Cronos, E28037 de Madrid (España). 1-Se realizan primero modelos de elementos individuales para el predimensionado de los mismos con las limitaciones de tensiones y deformaciones adoptados. 2- Se realizan modelos completos de la estructura donde se verifican las flechas y tensiones de los elementos en su conjunto. En todos los modelos se verifica el cumplimiento de las limitaciones de tensiones y deformaciones de todos los elementos.

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19 8. ANEXO 1. GEOLOGÍA.

20 9. ANEXO 2. DOCUMENTACIÓN DEL APARCAMIENTO EXISTENTE.

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23 10. ANEXO 3 ANÁLISIS DEL VIDRIO.