Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 1

Transcripción

1 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 1 Sumari annex B B.1. CARACTERÍSTIQUES DELS MATERIALS UTILITZATS... 3 B.1.1.Característiques del formigó... 3 B.1..Característiques de l armat... 3 B.. CÀLCUL SABATES... 5 B..1.Dades inicials... 5 B...Comprovació de la tensió admissible del terreny... 6 B..3.Comprovació a bolcada de la sabata... 7 B..4.Comprovació a lliscament de la sabata... 8 B..5.Càlcul de l armat necessari... 8 B..6.Longituds d ancoratge B..7.Esquema armat B.3. BIGUES DE LLIGAT... 1

2 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg.

3 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 3 ANNEX B CÀLCUL DELS FONAMENTS DE L ESTRUCTURA B.1. CARACTERÍSTIQUES DELS MATERIALS UTILITZATS B.1.1. Característiques del formigó Especificacions del formigó utilitzat en la fonamentació segons l EHE08: El formigó serà tipus HA5, formigó armat f ck 5kN/mm La classe d exposició ambiental del formigó: IIa. (classe normal, humitat alta) segons la taula 8.. de la instrucció EHE08. El tipus de ciment: CEM I Consistència: Tova La màxima relació aigua /ciment per formigó armat i ambient IIa: 0,60 Mínim contingut en ciment per formigó armat i ambient IIa: 75kg/m 3 B.1.. Característiques de l armat Per l armat de la fonamentació s utilitzaran barres d acer corrugades B500S, amb un límit elàstic de f yk 500N/mm. Les barres de diàmetres menors a 1 no s utilitzaran ja que per a fonamentacions és recomanable no utilitzar diàmetres petits ja que es podrien veure afectats per la corrosió. Els recobriments mínims necessaris segons la taula Fig. B.1..1 en aquest cas seran de 50 mm. Fig. B.1..1 Recobriments mínims per ambients I i II segons la EHE08

4 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 4 Fig. B.1.. Recobriments mínims per classes específiques d exposició segons la EHE08 rnom rmin + r 40mm + 10mm 50mm r 10mm per control normal

5 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 5 B.. CÀLCUL SABATES B..1. Dades inicials La sabata que s estudiarà en aquest apartat i els següents és la corresponent al pilar N48, els esforços que transmet el pilar a la sabata són els següents: Rx 0,93 kn Ry 7,89 kn Rz 384,53 kn Mx 58,87 kn m Cal recalcar que en el càlcul de fonamentacions s utilitzen els esforços transmesos per l estructura sense majorar, en canvi es minoren les tensions admissibles en el terreny. Es busca treballar amb sabates rígides, d aquesta manera la distribució de pressions sota la sabata s acosta més a una llei plana. Segons la EHE08 es considera una sabata com a rígida quan el vol v, en la direcció de major vol, sigui menor o igual a dues vegades el cantell (v h). També s ha de tenir en compte la longitud d ancoratge dels perns de les plaques d ancoratge. Si es considera un cantell de 10 cm el vol haurà de ser com a màxim de 40 cm. També cal tenir en compte la longitud dels perns d ancoratge de les plaques d ancoratge dels pilars que per al cas del pilar estudiat tenen una longitud de 100cm. Per tant es comença el càlcul suposant una sabata de cantell 10 cm, 10 cm de formigó de neteja i unes dimensions de 400cmx310cm v1,86m h1,0m h1,0m b3,10m a4,00m Fig. B..1.1 Esquema del predimensionat d ela sabata

6 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 6 Les sol licitacions de la base de la sabata al terreny serà: M t M + H h 58,87kN m + 7,89kN 1,m 146, 3kN m [Eq. 1] ed H t 7, 89kN [Eq. ] N N + P 384,53kN + 403,00kN 787, kn [Eq. 3] t ed 5 On P és el pes propi de la sabata, que tenint en compte 10 cm de formigó pobre: P a b h' ρ formigó 403kN [Eq. 4] B... Comprovació de la tensió admissible del terreny Calculem l excentricitat de les forces: M t 146,3kN a e 0,185m 0,0m [Eq. 5] N 787,5kN 6 t Fig. B...1 Distribució de tensions a la sabata Amb una excentricitat menor a a/6 la distribució de tensions sobre el terreny es pot considerar un repartiment trapezoidal de les tensions sobre el terreny, amb una zona comprimida i l altra traccionada. La tensió màxima del terreny ve donada per la següent expressió obtinguda d aplicar l equilibri de tensions sota la hipòtesi que no hi ha tracció entre el formigó i el terreny:

7 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 7 N 6e + a b a 787,5kN 6 0,m + 4m 3,1 m 4m σ màx 1 1 8,56kN [Eq. 6] N 6e a b a 787,5kN 6 0,m 4m 3,1 m 4m σ mín ,46kN [Eq. 7] Es comprova que la sabata no s enfonsa: σ màx 8,56kN 1,5σ adm 438kN [Eq. 8] σ màx + σ mín 63,51kN σ adm 350kN [Eq. 9] B..3. Comprovació a bolcada de la sabata Degut a que la fonamentació de la nau industrial pateix esforços horitzontals deguts a l acció del vent cal comprovar que aquests esforços no faran bolcar el fonament. Així doncs es té que: M M 10] E volc ( N + P) a γ E ( M + H z) [Eq. On: γ E és 1,8 per a accions desestabilitzadores en la bolcada segons la taula.1 del DB-SE-CIMENTACIONES. M M E volc 787,5kN 4m 1,53 γ 1,8 [Eq. 11] 146,3kN m E

8 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 8 B..4. Comprovació a lliscament de la sabata En general cal comprovar que les sabates no lliscaran, la taula.1 del DB-SE- CIMENTACIONES estableix un coeficient de seguretat mínim de 1,5. γ r N H t 787,5kN 7,89kN 10,80 1,5 B..5. Càlcul de l armat necessari El dimensionat de l armadura necessària en sabates rígides es pot fer mitjançant el mètode de les bieles i tirants, el model utilitzat per a sabates rígides és el mostrat a la Fig. B..5.1 extreta de la norma EHE08. Les línies discontínues corresponen a esforços de compressió i les contínues a esforços de tracció. Fig. B..5.1 Model per al càlcul d una sabata rígida (font: EHE08) L armadura principal de la sabata ha de resistir la tensió Td, que resulta: R 1d T d ( x1 0,5a) 0,85d A s f yd [Eq. 1] On: f yd 400 N/mm (40.), R 1d : És la resultant de les tensions del trapezi ombrejat en l ample de la sabata X 1 : La distància al centre de gravetat del trapezi a la línia de càrrega N1d σ d,σ 1d: Obtingudes mitjançant només les carregues transmeses per l estructura.

9 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 9 La tensió σ d en aquest cas serà igual a 0, mentre que σ 1d serà la tensió corresponent a descomptar de la σ màx calculada anteriorment la tensió causada pel pes propi de la sabata: N 384,53kN σ ed 1 d σ màx 8,56kN 51,55kN [Eq. 13] ab 4m 3,1 m N 384,53kN σ ed d σ mín 44,46kN 13,45kN [Eq. 14] ab 4m 3,1 m Si apliquem semblança de triangles: σ max σ AX mín σ ' σ mín AX v σ ' 60,84kN σ σ σ 1 mín + ' 44,46kN + 60,84kN 105,30kN / m El vol de la sabata: 4m 0,8m v 1, 7m [Eq. 15] Amb aquesta tensió obtenim la força R 1d i la distància x 1 : σ 1 + σ 1d R1 d 156, 85kN [Eq. 16] x a σ 1d + σ 1 (4m) 51,55 kn + 105,30kN b R 156,85kN 3,1 m 1 1d,76m [Eq. 17] R1 d 156,85kN Td ( x1 0,5a) (,76m 0,5 4m) 8, 43kN [Eq. 18] 0,85d 0,851,15m U 8.43N 500 1,15 As f yd 8,43kN As 65,39mm [Eq. 19]

10 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 10 També s han de complir les quanties mínimes: Quantia geomètrica mínima ρ0,0018 0, mm 3100mmm 3mm Quantia mecànica mínima: 5N m As 0,04A f 1,5 5704mm cd c 0, mm 100mm f yd 500M m 1,15 Cal doncs armar la sabata per quantia mecànica mínima. Es comprova que els 15ø16 (A s 3015mm ) inferiors més els els 15ø16 (A s 3015mm ) superiors que ens suggereix el programa informàtic són correctes. El programa disposa d armat a la part superior de la sabata ja que hi han combinacions de càrrega en que el pilar transmet un axil de tracció. B..6. Longituds d ancoratge La longitud bàsica d ancoratge (lb), depenen de l adherència de les barres i la seva posició en l element. de les barres. Per al cas de l armadura a flexió de les sabates es considera que estan en posició I (favorable). La longitud neta d ancoratge no podrà ser menor que: a) 10 ø; b) 150 mm; c) la tercera part de la longitud bàsica d ancoratge per barres traccionades i dos terços d aquesta longitud per barres comprimides. Per a barres en posició I: l bl mφ f φ 0 yk On: m: és el coeficient numèric segons la taula a de l EHE.

11 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 11 Taula B..6.1 taula a de l EHE l bl 1, mm mm 0 La longitud mínima d ancoratge és 384mm. B..7. Esquema armat Finalment doncs l armat queda: Fig. B..7.1 Esquema de l armat de la sabata sota el pilar N157

12 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 1 B.3. BIGUES DE LLIGAT Les bigues de lligat tot i no ser necessàries són molt recomanables, aquestes bigues tenen la missió de lligar la fonamentació enfront a esforços horitzontals ( com podria ser el cas de sisme) i també evita el lliscament de les sabates. Es col locaran de manera que totes les sabates quedin connectades almenys a dues sabates. Les bigues seran de secció quadrada, amb armadura simètrica i es dimensionaran segons les següents limitacions que recomana el llibre Hormigón armado de Jimenez Montoya: l a 5cm 0 (vinclament) A f 0,15 a (per fissuració) yd f cd Comprovem que la biga tipus C.3 ( 4ø0 i estreps ø8 a 4 cm) del projecte s adequa a aquestes limitacions: 40cm 30,64 (vinclament) (per fisuració)

13 Càlcul estructural d una nau industrial a Polinyà Pàg. 13..