CHAPA CURVADA HT-30 / HT-40

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María Carmen Morales Robles
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quintanar@hierrosytransformados.com Pol. Ind. Cantueña, Avd.

1 FICHA TÉCNICA CHAPA CURVADA HT-30 / HT-40 Pol. Ind. Alto Losar, Cno. de la Mesa Ortíz, s/n Quintanar de la Orden (Toledo) quintanar@hierrosytransformados.com Pol. Ind. Cantueña, Avd. de la Cantueña, Fuenlabrada (Madrid) fuenlabrada@hierrosytransformados.com 1

CHAPA CURVADA HT-30 / HT-40 La chapa trapezoidal curvada se obteiene por medio de la impresión de estampado transversal a paso constante Con esta técina se consigue eliminar toda la tensión del

2 CHAPA CURVADA HT-30 / HT-40 La chapa trapezoidal curvada se obteiene por medio de la impresión de estampado transversal a paso constante Con esta técina se consigue eliminar toda la tensión del material generada por la torsión sobre todo en el radio más corto. APLICACIÓN: Cubierta Fachada CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: Espesor acero: mm. Ancho total: mm. Ancho útil: HT mm. / HT mm. Longitud mínima: 800 mm. Longitud máxima: Permitido según transporte. DISEÑO PERFIL Y COTAS: HT r= r=3 3º 5º 9 HT ' r=3 r=3 53º 5º 9 2

3 CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL Tipo de acero: DX51D Norma UNE-EN Recubrimiento galvanizado: En proceso Sendzimir, con recubrimiento hasta 275 gr/m2 de Zinc. Recubrimiento Aluzinc (Al-Zn): Recubrimiento metálico obtenido mediante inmersión en caliente a base de 55 % de aluminio, zinc (43,5%) y silicio (1,5%). Recubrimiento Poliéster: Sobre el acero base galvanizado se aplica una imprimación de 7 a 10 micras y posteriormente se le aplica en la cara exterior pintura tipo silicona-poliester de 20 micras (según norma 10169). Recubrimiento PVDF (PVD2): Sobre el acero base galvanizado se aplica una imprimación de 7 a 10 micras y posteriormente se le aplica en la cara exterior pintura a base de fluoruro de polivinilo de 25 micras. Recubrimiento Plastisol 200 micras: Sobre el acero base galvanizado se aplica una imprimación de 7 a 10 micras y posteriormente se le aplica en la cara exterior resina termoplástica a base de cloruro de polivinilo de 200 micras. Colorcoat Prisma. Ofrece unas prestaciones y una retención del brillo superiores, con un efecto de color y destello más profundos en comparación con los PVDF. Sustrato Galvalloy (S 220 GD + ZA 265) optimizado con un revestimiento metálico compuesto de un 95 % de zinc y un 5% de aluminio acorde con la EN para garantizar una resistencia a la corrosión y una protección a los bordes definitivas. Colorcoat HPS 200 Ultra. Los ensayos han demostrado que reduce significativamente los efectos de la corrosión y la exfoliación de los bordes en comparación con los productos de plastisol. Sustrato Galvalloy (S 220 GD + ZA 265) optimizado con un revestimiento metálico compuesto de un 95 % de zinc y un 5% de aluminio acorde con la EN para garantizar una resistencia a la corrosión y una protección a los bordes definitivas. El curvado del perfil puede realizarse en dos posiciones, cubierta (A) o fachada (B) PRELACADO * POSICIÓN A (CUBIERTA) PRELACADO * POSICIÓN B (FACHADA) TIPO A TIPO B DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO DE CURVATURA Cubierta curva. Para el cálculo de este tipo de cubiertas es necesario conocer una serie de datos que a continuación se detallan. d3 R aº A * d3: Desarrollo total de la chapa. * A: Flecha. * B: Cuerda. * R: Radio. * aº: Ángulo. B Los.cálculos se pueden obtener, bien conociendo d3 (desarrollo total de la chapa) y R (radio), o bien conociendo A (flecha) y B (cuerda) 3

)) *d4: Desarrollo total de la chapa (d1+d2+d3) *R: Superior a 300 mm.

4 DATOS NECESARIOS PARA EL CURVADO d1 d3 d d4 R aº d2 *d1: Mínimo 300 mm. *d2: Cualquier medida. *d3: Medida del arco (mínimo 500 mm.) *d: Paso entre golpes (mínimo 38 mm.)) *d4: Desarrollo total de la chapa (d1+d2+d3) *R: Superior a 300 mm. INFORME TÉCNICO ENSAYOS Y CÁLCULO CHAPA CURVADA HT-40 Las configuraciones a considerar de chapa curvada con perfil HT-40 son: Espesor Longitud Radio de curvatura 4m 8m 0,6mm 8m 9m 7,8m 9m 9m 8m 9m 4m 0,8mm 8m 7,5m 9m 4

5 RESULTADOS ENSAYOS EMPIRICOS. A continuación se indican los resultados obtenidos en los ensayos empíricos realizados a las distintas configuraciones de chapa: CARGA MÁXIMA OBTENIDA MEDIANTE ENSAYOS Configuración Espesor Longitud Radio de CARGA MÁXIMA curvatura 1 0,6 4m 846Kg 2 0,6 4m 8m 1216Kg 3 0,6 624Kg 4 0,6 8m 624Kg 5 0,6 9m 800Kg 6 0,6 7,8m 9m 1024Kg/640Kg 7 0,6 9m 512Kg 8 0,6 9m 8m 704Kg 9 0,6 9m 9m 672Kg 10 0,8 4m 1568Kg 11 0,8 4m 8m 944Kg 12 0,8 7,5m 9m 1248Kg/1248Kg 13 0,8 9m 8m 1008Kg RESULTADOS ANÁLISIS ELEMENTOS FINITOS R\L (m) Tabla 4. Cargas de colapso q(kg/m 2 ). Resultados FEM. Espesor 0.6mm. Carga colapso FEM; e=0.6mm Radio = Radio = 8m Radio = 9m q (Kg/m 2 ) Luz (m) Figura 12. Cargas de colapso para distintas luces. Espesor 0.6mm. 5

6 R\L (m) Tabla 5. Cargas de colapso q(kg/m 2 ). Resultados FEM. Espesor 0.8mm. Carga colapso FEM; e=0.8mm q (Kg/m 2 ) Radio = Radio = 8m Radio = 9m Luz (m) Figura 13. Cargas de colapso para distintas luces. Espesor 0.8mm. CRITERIO RESISTENTE Hasta ahora se ha ajustado el comportamiento de los métodos numéricos a los resultados obtenidos de los ensayos. Sin embargo, estos resultados hacen referencia a la máxima carga que soporta la estructura justo antes de perder completamente su rigidez y convertirse en una estructura inestable. Por tanto, debemos incluir un factor de seguridad como coeficiente minorador de la resistencia que permita que la carga máxima se encuentre dentro de unos márgenes aceptables de estabilidad. Ese coeficiente viene definido en el CTE, R y es igual a 1.5. La ecuación que rige esta condición es la siguiente: 6

7 De esta forma la carga máxima resistente para las distintas configuraciones quedaría de la siguiente forma: R\L (m) Tabla 6. Carga de uso q(kg/m 2 ). Espesor 0.6mm Carga de uso; e=0.6mm Radio = Radio = 8m Radio = 9m q (Kg/m 2 ) Luz (m) Figura 27. Carga de uso. Espesor 0.6mm. R\L (m) Tabla 7. Carga de uso q(kg/m 2 ). Espesor 0.8mm. q (Kg/m 2 ) Carga de uso; e=0.8mm Radio = Radio = 8m Radio = 9m Luz (m) Figura 28. Carga de uso. Espesor 0.8mm. 7

CONCLUSIONES Se han realizado un conjunto de ensayos sobre chapa curvada modelo HT40 para espesores de 0.6mm y 0.8mm. Se ha definido un modelo justificando la simplificación de geometrías.

Se han comparado los resultados obtenidos de los ensayos y los estudios de elementos finitos. Se han validado los resultados de los estudios de elementos finitos.

8 CONCLUSIONES Se han realizado un conjunto de ensayos sobre chapa curvada modelo HT40 para espesores de 0.6mm y 0.8mm. Se ha definido un modelo justificando la simplificación de geometrías. Se han resuelto una serie de estudios no lineales incluyendo imperfecciones mediante el método de los elementos finitos. Se han comparado los resultados obtenidos de los ensayos y los estudios de elementos finitos. Se han validado los resultados de los estudios de elementos finitos. Y por último, se ha definido un criterio resistente para las configuraciones propuestas por el cliente. El mecanismo de fallo se debe fundamentalmente a un fenómeno de inestabilidad global del arco y no al de plastificación del material. Este mecanismo de fallo presenta un comportamiento asimétrico de la deformada que está relacionado con el primer modo de pandeo lineal, o sea, el primer autovector. Además, la presencia de este mecanismo de fallo para luces superiores a 7 metros es más evidente. Las imperfecciones juegan un papel crucial en el comportamiento de estos elementos estructurales. Por tanto, los estudios realizados deben tenerlas en cuenta mediante la modificación de las geometrías a estudiar. TABLAS DE CARGAS DE USO. ESTADO LÍMITE ÚLTIMO 1.35 peso propio carga de uso ESTADO LÍMITE DE SERVICIO flecha máx. < L/200 Espesor 0,6 mm CARGA DE USO (Kg/m2) Radio\Luz (m) Valores de uso de carga uniformemente distribuida. Condiciones de contorno: apoyos articulados. ESTADO LÍMITE ÚLTIMO 1.35 peso propio carga de uso ESTADO LÍMITE DE SERVICIO flecha máx. < L/200 Espesor 0,8 mm CARGA DE USO (Kg/m2) Radio\Luz (m) Valores de uso de carga uniformemente distribuida. Condiciones de contorno: apoyos articulados. EJEMPLOS FOTOGRÁFICOS DEL MATERIAL 8

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