Diseño de uniones en estructura metálica Máster en Ingeniería Agronómica.

Transcripción

1 Tema 1. Introducción. Máster en Ingeniería Agronómica. Escuela de Ingenieros Agrónomos (Ciudad Real). Universidad de Castilla La Mancha.

2 Diseño Indice de Estructura Metálica. El Código Técnico de la Edificación y la Criterios generales del cálculo de uniones. Clasificación. Tipología de uniones.

3 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica El Código Técnico de la Edificación es el marco normativo que establece las exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad establecidos en la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación.

4 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica La Ley uniones 38/1999, de 5 de noviembre, en de Ordenación de la Edificación, de la que nace el Código, el pilar fundamental para el proceso de la edificación. La LOE fija los requisitos básicos de los edificios y actualiza y completa la configuración legal de los agentes que intervienen en el proceso de la edificación, fija sus obligaciones y establece las responsabilidades y las garantías de protección a los usuarios.

5 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica El CTE es aprobado por RD 314/2006, modificado por RD 1371/2007 y corregido en BOE 25/01/2008. Los objetivos esenciales del CTE son mejorar la calidad de la edificación y promover la innovación y la sostenibilidad. Se trata de una normativa que fija las exigencias de calidad de los edificios y sus instalaciones, para satisfacer los requisitos básicos de la LOE.

6 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica REQUISITOS BÁSICOS - LOE OBJETIVOS EXIGENCIAS BÁSICAS - CTE EXIGENCIAS DOCUMENTOS BÁSICOS - CTE MÉTODOS DE VERIFICACIÓN LA NUEVA NORMATIVA EN LA EDIFICACIÓN. CÓDIGOS PRESTACIONALES

7 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica La LOE establece los requisitos básicos que deben satisfacer los edificios con el fin de garantizar: Seguridad de las personas Bienestar de la sociedad y Protección del medio ambiente

8 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Funcionalidad: Utilización, accesibilidad, Estos requisitos básicos se refieren a: acceso a los servicios de telecomunicación, audiovisuales y de información. Seguridad: Estructural, en caso de incendio, y de utilización. Habitabilidad: Higiene, salud y protección del medio ambiente, protección contra el ruido, ahorro de energía, aislamiento térmico y otros aspectos funcionales.

9 Parte I Exigencias Básicas SEGURIDAD uniones DB SE en Estructural SE1 Resistencia y estabilidad SE2 Aptitud al servicio Incendios SI1 Propagación interior SI2 Propagación exterior SI3 Evacuación de los ocupantes SI4 Instalaciones SI5 Intervención de bomberos SI6 Resistencia l Utilización SU1 Caídas SU2 Impacto y atrapamiento SU3 Aprisionamiento SU4 Iluminación inadecuada SU5 Alta ocupación SU6 Ahogamiento SU7 Vehíc. en movimiento SU8 Acción del rayo Parte II Documentos Básicos DB SI DB SU

10 Parte I Exigencias Básicas HABITABILIDAD Parte II Documentos Básicos HS3 Calidad del aire interior Salubridad HS1 Protección humedad HS2 Eliminación residuos HS4 Suministro de agua HS5 Evacuación de agua Protección frente al ruido HR Protección ruido Ahorro de Energía HE1 Limitación demanda HE2 Instalaciones térmicas HE3 Instalaciones iluminación HE4 Energía Térmica solar HE5 Fotovoltaica DB HS DB HR DB HE RD 1371/2007. Protección frente al ruido.

11 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Art. 10. Exigencias básicas de seguridad l (SE) El objetivo del requisito básico «Seguridad Estructural» es asegurar que el edificio tenga un comportamiento l adecuado frente a las acciones e influencias previsibles a las que pueda estar sometido durante su construcción y uso previsto. Para satisfacer este objetivo los edificios se proyectarán, fabricarán, construirán y mantendrán de forma que cumplan con las siguientes exigencias básicas:

12 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Art Exigencia básica SE 1: Resistencia y Estabilidad La resistencia y estabilidad serán las adecuadas frente a las acciones e influencias previsibles durante la construcción y uso previsto, y un evento extraordinario no ha de producir consecuencias desproporcionadas.

13 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Art Exigencia básica SE 2: Aptitud al servicio La aptitud al servicio será conforme con el uso previsto del edificio, de forma que no se produzcan deformaciones inadmisibles, se limite a un nivel aceptable la probabilidad de un comportamiento dinámico inadmisible y no se produzcan degradaciones o anomalías inadmisibles.

14 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica El dimensionamiento en se hará cumpliendo el CTE, principalmente a través de los DB: y

15 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Se requieren dos tipos de verificaciones de acuerdo con el DB SE, relativas a: - Estabilidad y Resistencia (ELU) - Aptitud para el servicio (ELS)

16 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica La comprobación frente a los ELU supone, en el DB SE-A (Acero), el análisis y la verificación ordenada de la Resistencia de: - Secciones - Barras - Uniones Construcciones e Infras Rurales

17 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Resumen del procedimiento para dimensionar s de acero: 1. Determinar la clase de sección: Depende de los esfuerzos solicitantes y de la esbeltez de las partes de la pieza. 2. Verificación de la resistencia de las secciones. 3. Verificación de la inestabilidad de las barras: Comprobación de la esbeltez y del pandeo lateral. 4. Verificación de la resistencia de las barras. 5. Verificación de la deformación.

18 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Normativa: verificar la seguridad l de los 1. DB SE-A. Acero. Este DB se destina a elementos metálicos realizados con acero de edificación. de acero. UNE ENV : Eurocódigo 3. Proyecto de s Normativa europea experimental que es la base del DB SE-A. 3. EAE. Instrucción de acero l. El ámbito de aplicación se extiende a s y elementos de acero l, tanto de edificación como de ingeniería civil.

19 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica

20 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Resistencia de cálculo: Definiciones: Resistencia última:

21 g M0 g M1 g M2 g M3 g M3 g M3 El Código Técnico de la Edificación y la Estructura Metálica Coeficientes parciales de seguridad: = 1,05. Relativo a la plastificación del material. = 1,05. Relativo a los fenómenos de inestabilidad. = 1,25. Relativo a la resistencia última del material y a la resistencia de los medios de unión. de uniones con tornillos pretensados en ELS. = 1,10. Relativo a la resistencia al deslizamiento = 1,25. Relativo a la resistencia al deslizamiento de uniones con tornillos pretensados en ELU. = 1,40. Relativo a la resistencia al deslizamiento de uniones con tornillos pretensados y agujeros rasgados o con sobremedida.

22 Criterios generales de cálculo de uniones En toda unión debe verificarse que los valores de los efectos de las acciones (E d ) para cualquiera de las situaciones de cálculo, no superan la correspondiente resistencia de cálculo (R d ) Video Arianna Guardiola (UPV)

23 Criterios generales de cálculo de uniones Se deben dimensionar las uniones para resistir los mínimos siguientes: En el caso de nudos rígidos y empalmes: La mitad de la resistencia última de cada una de las barras a unir En el caso de nudos articulados: La tercera parte del axil o el cortante último de las barras a unir. - -

24 a). Diseño Clasificación de las uniones de Las que permiten el giro entre barras unidas. Las que no permiten el giro entre barras Según su rigidez: Considerando la posibilidad que se produzcan giros relativos apreciables entre barras unidas. Articuladas - - Las únicas reacciones que se producen son fuerzas. Rígidas - unidas. Las reacciones que se producen son fuerzas y - momentos. Semirrígidas

25 Diseño Clasificación de las uniones de b). Según su resistencia Articuladas en - Las uniones cuya resistencia a flexión no unida menos resistente. supera el 25% del momento plástico de la barra De resistencia completa - - Uniones cuya resistencia a flexión es al menos como la de la barra unida más resistente. Si aumentan las cargas, fallan las barras antes que la unión. De resistencia parcial Menor resistencia que la de algún elemento unido. Se dimensionan para soportar los esfuerzos en el nudo.

26 Diseño Tipología de uniones de Las uniones se ejecutan mediante: a) Soldaduras

27 b) Diseño Tipología de uniones de Tornillos

28 c) Diseño Tipología de uniones de Pasadores o bulones

29 d) Diseño Tipología de uniones de Roblones

30 Diseño Tipología de uniones de En el proceso de ejecución de las uniones se tendrá en cuenta: Que haya suficiente espacio para apretar los tornillos y para soldar, con buena accesibilidad. Que existan tolerancias entre longitud y ángulo entre las caras de las piezas a unir. Las necesidades relativas a inspecciones futuras, tratamientos superficiales y mantenimiento.

31 Diseño Tipología de uniones de Apoyo sobre angular (articulado)

32 Diseño Tipología de uniones de Apoyo sobre cartela (articulado)

33 Diseño Tipología de uniones de Apoyo con chapa frontal atornillada (articulado)

34 Diseño Tipología de uniones de Unión por soldadura directa (articulado)

35 Diseño Tipología de uniones de Unión soldada con angulares al alma (articulado)

36 Diseño Tipología de uniones de Unión atornillada con angulares al alma (articulado)

37 Diseño Tipología de uniones de Unión con soldadura perimetral (rígido)

38 Diseño Tipología de uniones de Unión con soldadura continua perimetral (rígido)

39 Diseño Tipología de uniones de Unión con soldadura continua perimetral y refuerzo con chapa en tracción (rígido)

40 Diseño Tipología de uniones de Uniones rígidas de nudo de esquina

41 Diseño Tipología de uniones de Unión con angular en el alma y refuerzo en las alas (rígido)

42 Diseño Tipología de uniones de Unión rígida con arriostramientos