MEMORIA DESCRIPTIVA DE CÁLCULO. ESTRUCTURA.

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Lorena Silva Soler
hace 7 años
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1 4.. SISTEMAS DE CÁLCULO. 4. ESTRUCTURA METÁLICA Y DE MADERA. 4.. HIPÓTESIS DE CARGA. Las acciones características que se tendrán en cuenta en los cálculos serán las prescritas en la orma BE AE-88, Acciones en la edificación y las especificadas por la dirección facultativa para las pruebas de carga. Estructura de acero. Los criterios de cálculo utilizados para las estructuras de acero laminado figuran a continuación. La comprobación de la estabilidad estática y de la estabilidad elástica, el cálculo de las tensiones y el cálculo de las deformaciones se realizarán por los métodos establecidos en la norma BE-EA-95, basados en la mecánica y, en general, en la teoría. Las acciones ponderadas serán las resultantes de realizar el producto de una acción característica por el coeficiente de ponderación correspondiente, con la combinación de acciones que se esté considerando. Se tendrán en cuanta las cargas que aparecen reflejadas en El sistema de cálculo consiste en la determinación en primer lugar de la carga gravitatoria que actúa en las distintas partes del edificio, una vez realizado esto calculamos un descenso isostático para la determinación de las cargas a actuar sobre los elementos resistentes que nos interesan. Finalmente y con todo lo anterior procedemos a cálculo de las secciones y de los perfiles que se va a utilizar. Estructura de madera. A la hora de calcular la estructura de madera que se podrá encontrar en la cubierta, pies derechos, escalera, y porche exterior; se han tenido en cuenta las siguientes consideraciones: Se usará para las comprobaciones, la tensión básica de la madera con unos coeficientes de ponderación, por no ser ésta una madera que resistirá permanentemente y con seguridad suficiente, no estar libre de defectos que pudieran reducir sus características mecánicas, y no tener un grado de humedad del %. la norma BE-EA-95 y se tendrá en cuenta su división en constantes y variables. La hipótesis considerada será la siguiente: CASO I Acciones constantes combinación de dos acciones variables independientes en la modalidad de Ib que contempla las siguientes clases de acciones: Acciones constantes...coeficiente de ponderación:. Sobrecargas...coeficiente de ponderación:.50 ieve...coeficiente de ponderación Flexión 90 Kp/² - Compresión paralela a las fibras 40 Kp/² - Compresión perpendicular a las fibras 7 Kp/² - Cortante paralelo a las fibras de la madera 0 Kp/² - La tensión básica a tracción paralela a las fibras de la madera será calculada como 0, de la tensión básica a flexión. - El módulo de Elasticidad medio es de Kp/² - El módulo de Elasticidad mínimo es de Kp/² Para facilitar el cálculo se ha considerado que el coeficiente de ponderación sea para todas las acciones.5 de modo que nos situamos más del lado de la seguridad. El grado de calidad de la madera será de 0,5, con lo cual el coeficiente Fc 0,5 5

pruebas de carga. Estructura de acero. Los criterios de cálculo utilizados para las estructuras de acero laminado figuran a continuación.

2 El factor de modificación general debido al tiempo de aplicación de las cargas será: para unas cargas de larga duración más unas sobrecargas de duración normal, F DC,0 En el exterior de la vivienda (porche): La madera se calculará para un contenido de humedad lo más parecido a su humedad de utilización; en este caso se ha considerado del %. Fh 0,9 La madera será de Roble, con unas tensiones básicas de: - Flexión Kp/² - Compresión paralela a las fibras 55 Kp/² - Compresión perpendicular a las fibras 4 Kp/² - Cortante paralelo a las fibras de la madera Kp/² - La tensión básica a tracción paralela a las fibras de la madera será calculada como 0, de la tensión básica a flexión. - El módulo de Elasticidad medio es de Kp/² - El módulo de Elasticidad mínimo es de Kp/² Estructura de acero. El cálculo será el realizado para piezas de directriz recta sometidas a flexión. Se considera como luz de cálculo la distancia entre ejes de apoyos. La resistencia de cálculo del acero viene fijada por la expresión: σe 00 σ cálculo ( σ u) 00 γ a siendo: σ e - límite elástico del acero A 4 00 γ a - coeficiente de minoración del acero La tensión isible considerada será: σu 00 σ 7, Coef. de ponderación 5, ; El grado de calidad de la madera será de 0,5, con lo cual el coeficiente Fc 0,5 El factor de modificación general debido al tiempo de aplicación de las cargas será: para unas cargas de larga duración más unas sobrecargas de duración normal, F DC,0 Tanto en el interior como en el exterior el factor de forma de la sección Kf, por tratarse de secciones rectangulares de madera maciza. Según las escuadrías a usar en cada momento, el factor de altura Kh variará, su forma de 0 calculo será: Kh d 0, Cuando el canto sea igual a 0., el valor de Kh., para piezas de un canto comprendido entre 7 y 0. En el cálculo de pies derechos, se tendrá presente el posible aplastamiento localizado en el extremo de las piezas, producido por las cargas en sentido paralelo a la dirección de las fibras. Se ha tomado en el cálculo un coeficiente Kn0, por colocarse piezas de madera sobre placas de acero y basas de piedra, en el interior y exterior de la vivienda respectivamente. 54

Fh 0,9 La madera será de Roble, con unas tensiones básicas de: - Flexión Kp/² - Compresión paralela a las fibras 55 Kp/² - Compresión perpendicular a las fibras 4 Kp/² - Cortante paralelo a las

3 4.. CALCULO DE LA CUBIERTA La construcción de la cubierta está realizada con solución de par e hilera, los cálculos de dimensionamiento de las piezas (pares, hilera y tirantes), se detallan a continuación: Determinación de acciones gravitatorias. Determinaremos a través de la orma BE-AE-88 las cargas que se tienen según los materiales que los componen. PASOS:.- Dimensionar la pieza a compresión simple..- Comprobación de la pieza a flexión compuesta o compresión compuesta según los casos. Concargas: - Tablero de tablas sobre pares de madera de ( 0mm x 00 mm) 8 /m² - Aislamiento (Poliestireno extruido Glascofoam XPS PR IV. e 40 m. dimensiones: 0,0 m de ancho x,5 m de largo.,4 /m² - Mortero de cemento de aproximadamente e. 0 /m² - Teja árabe curva pesada (,4. Por pieza) 0 /m² Sobrecargas: - Sobrecarga de uso 0 /m² - Sobrecarga de nieve 80 /m² CARGA TOTAL 9,4 /m². Cálculo de los Pares más desfavorables.. PAR I. - Compresión simple: Se tomará una escuadría de x 8 y se comprobará si aguanta. σ c Tensión a compresión aplicada F DC 74,0, 7 σ c dm básica Fc Fh 40/² x 0,5 x 0,9 x,0 9,09 /². Cálculo de Ke: Le Kp x L Kp Le x 5,0 m. 5,0 m. 50. E E mínimo x Fh Kp/² x 0,9.40 /² I h(mín) i, 4405 A Axil 9,4 /m x 5,0 m 0,4 0,4 x sen9,7º 74,0 9,4 /m x 0,40 m 87,7 87,7 x sen 9,7º 9, El par tiene que soportar un axil de máx 74,0., por lo que se dimensionará la pieza para esta carga. E Le λ i mín.40 9,09 9, 50 4,07,4405 Ke 0,5 55

- Dimensionar la pieza a compresión simple..- Comprobación de la pieza a flexión compuesta o compresión compuesta según los casos.

4 Se debe cumplir que:, a Ke,,7 0,5 9,09 0,55 Cumple a compresión simple.,5 Despejando: 0,775,5. mínima para que la sección del par aguante a cortante: - Cálculo a flexión compuesta: Q 55,794,5,5, 5 d d 74,0 7 σ c, ; M máx W 5,7 0 m 48 σ f 00,75 ; I y máx W b h 8 48 d 59,949 Si b d 4,9957 5, 00. mínima de una sección del par que aguante a compresión: σ c Ke ; 74,0 9,09 0, 5 d d 7, 78 Si b d,598,. En la zona comprimida. dm + dm Kf Kh Ks x,,97 ; x, 7 sen 9,7º σ f dm ωf, básica Fc Fh F DC dm 90 0,5 0,9,0 4,98,7 00,75 Despejando: + 0,7808 9,09 4,98, En la zona traccionada. kf. PAR II. 00,75 4,98,74. Comprobación a cortante: τ,mod τ, mod τbásica Fc Fh 0,79 Q 55,794,5,5, 5 F DC Axil 9,4 /m x 4,40 m 95, 95, xsen,50º9,4 9,4/m x0,47 m 0,8 0,8 xsen,50 9,4 τ, mod 0 0,5 0,9, 0, 5 5

00. mínima de una sección del par que aguante a compresión: σ c Ke ; 74,0 9,09 0, 5 d d 7, 78 Si b d,598,. En la zona comprimida.

5 El par tiene que soportar un axil de máx 9,4., por lo que se dimensionará la pieza para esta carga. PASOS:.- Dimensionar la pieza a compresión simple..- Comprobación de la pieza a flexión compuesta o compresión - Compresión simple: compuesta según los casos. Se tomará una escuadría de x 8 y se comprobará si aguanta. σ c Tensión a compresión aplicada, Cálculo de Ke: 9,09 /². 9,4, 7 Le Kp x L Kp Le x 4,40 m. 440 E E mínimo x Fh.40 /² E Le λ i mín.40 9,09 9, 440 7,07,4405 Ke 0,0. En la zona comprimida. dm 90 0,5 0,9,0 4,98,7 7,98 Despejando: + 0,578 9,09 4,98, En la zona traccionada. 7,98 4,98,70. Comprobación a cortante: τ,mod dm 0,578 τ kf Q 45,08,5,5,, mod 0 0,5 0,9, 0, 5 + dm Kf Kh Ks Se debe cumplir que:, a Ke,,7 0,0 9,09 0,098 Cumple a compresión simple. - Cálculo a flexión compuesta: 9,4 7 σ c, ; M máx W 479,404 0 m 48 σ f 7,98 ; I y máx W b h

σ c Tensión a compresión aplicada, Cálculo de Ke: 9,09 /². 9,4, 7 Le Kp x L Kp Le x 4,40 m. 440 E E mínimo x Fh.40 /² E Le λ i mín.40 9,09 9, 440 7,07,4405 Ke 0,0. En la zona comprimida.

6 , Despejando: 0,808, 5. mínima para que la sección del par aguante a cortante: Q 45,08,5,5, 5 d d d 5,45 Si b d 4,85 4,. mínima de una sección del par que aguante a compresión: σ c Ke ; 9,4 9,09 0, 0 d d 0,0577 Si b d,75, 7 x,7 4,44 ; x 4, 44 sen,50º El par tiene que soportar un axil de máx 4,7., por lo que se dimensionará la pieza para esta carga. PASOS:.- Dimensionar la pieza a compresión simple..- Comprobación de la pieza a flexión compuesta o compresión compuesta según los casos. - Compresión simple: Se tomará una escuadría de x 8 y se comprobará si aguanta. σ c Tensión a compresión aplicada 4,7, 05. PAR III., Cálculo de Ke: 9,09 /². Le Kp x L Kp Le x 4, m. 4 Axil 9,4 /m x 4, m 90, 90, x sen,50º 4,7 9,4 /m x 0,57 m 5,058 5,058 x sen,50º 47,8 E E mínimo x Fh.40 /² E Le λ i mín.40 9,09 9, 4 9,,4405 Ke 0,5 58

, por lo que se dimensionará la pieza para esta carga. PASOS:.- Dimensionar la pieza a compresión simple..- Comprobación de la pieza a flexión compuesta o compresión compuesta según los casos.

7 Se debe cumplir que:, a Ke,,05 0,5 9,09 - Cálculo a flexión compuesta: 4,7 05 σ c, ; M máx W 45,87 0 m 48 σ f 4, 78 ; I y máx W b h 8. En la zona comprimida. dm 0,097 Cumple a compresión simple dm Kf Kh Ks. mínima para que la sección del par aguante a cortante: Q 4,5485,5,5, 5 d d d 48,4 Si b d 4,05 4,. mínima de una sección del par que aguante a compresión: σ c Ke ; 4,7 9,09 0, 5 d d 5,05 Si b d,55, x,,9 ; x, sen,50º dm 90 0,5 0,9,0 4,98,05 4, 78 Despejando: + 0,509 9,09 4,98, En la zona traccionada. kf 4. PAR IV Se obvian los cálculos del par denominado IV por ser éste menor a los antes calculados; 4, 78 4,98,05 0,5007 por ello, se decide igualar escuadrías ( x 8 ).. Comprobación a cortante: τ,mod Q 4,549,5,5, 9 τ, mod 0 0,5 0,9, 0, 5,9 Despejando: 0,5, 5 59

mínima de una sección del par que aguante a compresión: σ c Ke ; 4,7 9,09 0, 5 d d 5,05 Si b d,55, x,,9 ; x, sen,50º dm 90 0,5 0,9,0 4,98,05 4, 78 Despejando: + 0,509 9,09 4,98,0577995.

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