Cumplimiento del CTE- SE Seguridad Estructural Anexo de cálculo de estructura
1.- MEMORIA DE ESTRUCTURAS 1.1. CONDICIONANTES DE PARTIDA La edificación consiste en la construcción de un edificio de exposición, realizado con estructura de hormigón y cubierta metálica que soporta un acabado de panel sándwich ligero.. La elección de las dimensiones de los elementos que forman la estructura se ha efectuado considerando las luces, a efectos de reducir su deformación a términos admisibles. Las condiciones climáticas y de ambiente existentes en la zona de ubicación del edificio recomiendan prestar una especial atención a la magnitud de los recubrimientos, y, por tanto, a la disposición de los separadores adecuados. 1.2. SISTEMA ESTRUCTURAL ELEGIDO Pórticos de hormigón armado constituidos por pilares cuadrados y por vigas de seccion rectangular, en función de las luces a salvar Sobre estos pórticos se apoyan tanto la cercha metalica como los tabiques de fabrica de termoarcilla que van a soportar las correas de cubierta. 1.3. SEGURIDAD ESTRUCTURAL Prescripciones aplicables conjuntamente con el DB-SE. El DB-SE constituye la base para los Documentos Básicos siguientes y se utilizará conjuntamente con ellos: apartado Procede No procede DB-SE 1.3.1. Seguridad estructural: DB-SE-AE 1.3.2. Acciones en la edificación DB-SE-C 1.3.3. Cimentaciones DB-SE-A 1.3.7. Estructuras de acero DB-SE-F 1.3.8. Estructuras de fábrica DB-SE-M 1.3.9 Estructuras de madera Deberán tenerse en cuenta, además, las especificaciones de la normativa siguiente: apartado Procede No procede NCSE 1.3.4 Norma de construcción sismorresistente EHE 1.3.5 Instrucción de hormigón estructural EFHE 1.3.6 Instrucción para el proyecto y la ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados
1.3.1. SEGURIDAD ESTRUCTURAL (DB-SE) Análisis estructural y dimensionado -Periodo de servicio: 50 Años. -Método de comprobación: Estados límites. -Estado limite último. (Resistencia y estabilidad). -Estado limite de servicio. (Aptitud de servicio) Acciones -Valores característicos de las acciones: Los valores de las acciones se recogerán en la justificación del cumplimiento del DB SE-AE. -Datos geométricos de la estructura La definición geométrica de la estructura esta indicada en los planos de proyecto. -Características de los materiales Los valores característicos de las propiedades de los materiales se detallarán en la justificación del DB correspondiente o bien en la justificación de la EHE. -Modelo análisis estructural Se realiza un cálculo espacial en tres dimensiones por métodos matriciales de rigidez, formando las barras los elementos que definen la estructura: pilares, vigas, brochales y viguetas. Se establece la compatibilidad de deformación en todos los nudos considerando seis grados de libertad y se crea la hipótesis de indeformabilidad del plano de cada planta, para simular el comportamiento del forjado, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos del mismo. A los efectos de obtención de solicitaciones y desplazamientos, para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático y se supone un comportamiento lineal de los materiales, por tanto, un cálculo en primer orden. Verificacion de la estabilidad Ed,dst Ed,stb, Siendo: Ed,dst: valor de cálculo del efecto de la acciones desestabilizadoras. Ed,stb: valor de cálculo del efecto de las acciones estabilizadoras. Verificación de la resistencia de la estructura Ed Rd, Siendo: Ed : valor de calculo del efecto de las acciones. Rd: valor de cálculo de la resistencia correspondiente Combinación de acciones El valor de calculo de las acciones correspondientes a una situación persistente o transitoria y los correspondientes coeficientes de seguridad se han obtenido de la formula 4.3 y de las tablas 4.1 y 4.2 del presente DB. El valor de cálculo de las acciones correspondientes a una situación extraordinaria se ha obtenido de la expresión 4.4 del presente DB y los valores de calculo de las acciones se ha considerado 0 o 1 si su acción es favorable o desfavorable respectivamente.
Verificación de la aptitud de servicio Deformaciones Flechas: Desplazamientos horizontales: La limitación de flecha activa establecida en general es de 1/500 de la luz. El desplome total limite es 1/500 de la altura total. Vibraciones Se admite que una planta de piso es suficientemente rígida, si la frecuencia propia es mayor de : - 8 hertzios, en gimnasios y polideportivos. - 7 hertzios en salas de fiestas y locales de publica concurrencia sin asientos fijos. - 3,4 hertzios en locales de espectáculos con asientos fijos.
1.3.2. SEGURIDAD ESTRUCTURAL. ACCIONES EN LA EDIFICACION. (DB-SE-AE) 1.3.2.1. ACCIONES GRAVITATORIAS Conforme a lo establecido en el DB-SE-AE en la tabla 3.1 y al Anexo A.1 y A.2 de la EHE, las acciones gravitatorias, así como las sobrecargas de uso, tabiquería y nieve que se han considerado para el cálculo de la estructura de este edificio son las indicadas: Unidades KN/m 2 Forjado sanitario Forjado de cubiertas Sobrecarga de uso tabiqueria/nieve acabados Peso propio 5.00 1.00 2.00 3.75 0.70 Incluida en S.U. 0.15 -- Carga total 11.75 0.85 1.3.2.2. CERRAMIENTOS EXTERIORES Se considera una carga lineal vertical actuando de 5.80KN/m 2, por metro de altura de cerramiento Éstos se consideran al margen de la sobrecarga de tabiquería. 1.3.2.3. CERRAMIENTOS PESADOS Se considera una carga lineal vertical actuando de 2.50KN/m 2, por metro de altura de cerramiento Éstos se consideran al margen de la sobrecarga de tabiquería. 1.3.2.4. CARGA EN VOLADIZOS No es el caso 1.3.2.5. SOBRECARGAS HORIZONTALES No es el caso 1.3.2.6. SOBRECARGA DE NIEVE Este documento no es de aplicación a edificios situados en lugares que se encuentren en altitudes superiores a las indicadas en la tabla 3.11. En cualquier caso, incluso en localidades en las que el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal Sk=0 se adoptará una sobrecarga no menor de 0.20 Kn/m2. En nuestro caso estaría incluida en la S.U. 1.3.2.7. ACCIONES EÓLICAS Los coeficientes de presión exterior e interior se encuentran en el Anejo D, dependiendo de los siguientes datos: Altura de coronación 5.35 m. Grado de aspereza II Zona eolica B Presion dinamica 0.45 KN/m 2 1.3.2.8. ACCIONES TÉRMICAS Y REOLÓGICAS
Con base al artículo 3.4.1 en su apartado 3 del DBE-SE-AE en estructuras habituales de hormigón estructural o metálicas formadas por pilares y vigas, no es prescriptivo el estudio de acciones térmicas y reológicas, siempre que se dispongan juntas de dilatación a distancias inferiores a 40 m. Dadas las dimensiones del edificio no es necesario preveer juntas de dilatación, por lo que al haber adoptado las cuantías geométricas exigidas por la EHE en la tabla 42.3.5, no se ha contabilizado la acción de la carga térmica. Por otra parte, se establecerán juntas de hormigonado a distancias inferiores a 10 m, dejando transcurrir 48 horas entre dos hormigonados consecutivos. 1.3.2.9. ACCIONES SÍSMICAS De acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación NCSE-02, y considerando tanto la ubicación de la edificación en zona de aceleración sísmica básica superior o igual a 0,04 g, como sus características estructurales (Estructura metalica), es preceptiva la consideración de la acción sísmica. 1.3.2.10. SIMULTANEIDAD DE LAS ACCIONES La Instrucción EHE establece como acciones de cálculo tres hipótesis de carga, de las cuales la tercera no tiene aplicación en el presente caso al no considerarse la acción sísmica. Los elementos resistentes se han calculado teniendo en cuenta las solicitaciones correspondientes a las combinaciones de acciones más desfavorables. 1.3.3. SEGURIDAD ESTRUCTURAL. CIMIENTOS. (DB-SE-C) 1.3.3.1. Bases de cálculo En el dimensionado de la cimentación se ha utilizado el programa Cypecad, versión 2009.1.n, concebido y distribuido por la empresa Cype Ingenieros, con razón social en la Avda. Eusebio Sempere, 5, de Alicante. En todos los casos se obtienen las dimensiones en planta, el canto de la zapata y las armaduras según dos direcciones ortogonales. Para ello, se asume la hipótesis de distribución uniforme de presiones sobre el terreno. Las comprobaciones que se realizan durante el proceso de cálculo son las que se describen a continuación: ESTADO LIMITE DE LA TENSIÓN Se consideran todas las acciones en sus valores característicos. Para el cálculo de las tensiones sobre el terreno se considera como peso propio de la zapata o losa el siguiente valor: γ=24,5 kn/m3. ESTADO LÍMITE DE TENSIONES EN EL TERRENO Conocidas las cargas actuantes que el pilar transmite a la zapata: - Axil N. - Momentos Mx, My. - Cortantes Qx, Qy. y conocido un sistema de fuerzas, se puede calcular el punto de paso de la resultante de cargas en la base de la zapata. El cuadrado que se forma tomando como centro el punto de paso de la
resultante y los bordes más próximos al contorno de la zapata se denomina Polígono de Tensiones de las Cargas Exteriores. Conocidas las dimensiones de la zapata se puede calcular su peso Npp, y adicionarla como una carga más, para obtener otro polígono de tensiones de las cargas totales sobre el terreno. Área del polígono de tensiones Tensión transmitida al terreno debiendo cumplirse que Apt σct = Nt / Apt σct < σadmisible ESTADO LÍMITE DE EQUILIBRIO El programa analiza el equilibrio de la zapata teniendo en cuenta cuál es el origen de la carga, que puede ser de tipo permanente o variable. Además, considerará si el efecto de la misma es favorable o desfavorable. ESTADO LÍMITE DE AGOTAMIENTO DE SECCIONES De acuerdo con lo indicado por la Instrucción EHE en su art. 59, se realiza el cálculo por el método de bielas, sin considerar en ningún caso el peso propio de la zapata. Para ello, se dispone un diámetro y la separación de acuerdo con una tabla predefinida por el programa y modificada por el usuario según su criterio personal. La armadura se obtiene en cada dirección ortogonal y se distribuye uniformemente. Se verifican igualmente las condiciones de cuantía mínima, anclaje y fisuración, definidas todas ellas en la mencionada Instrucción EHE. Por último, se comprueba la compresión de las bielas de acuerdo con lo especificado en la EHE. El dimensionado de secciones se realiza según la Teoría de los Estados Limites Ultimos (apartado 3.2.1 DB-SE) y los Estados Límites de Servicio (apartado 3.2.2 DB-SE). El comportamiento de la cimentación debe comprobarse frente a la capacidad portante (resistencia y estabilidad) y la aptitud de servicio. Se han considerado las acciones que actúan sobre el edificio soportado según el documento DB-SE- AE y las acciones geotécnicas que transmiten o generan a través del terreno en que se apoya según el documento DB-SE en los apartados (4.3-4.4 4.5). 1.3.3.2. Estudio geotécnico A falta de estudio geotécnico tomamos una tensión admisible del terreno de 0.225 N/mm², tension y caracteristicas del terreno que tomamos de un estudio geotecnico de una obra adyacente. De acuerdo con la situación real de la obra y antes del comienzo de la misma, se revisará la decisión de elección de cimentación y tensión de cálculo. El estudio geotécnico, considera una tensión admisible para el terreno 2.25 Kg/cm2. -Empresa: -Nombre del autor/es: -Titulación/es: -Número de Sondeos: APPLUS Verónica Gomez Vicente y Jose Mª Fernandez Alba Geologos 2 sondeos (S.P.T) -Descripción de los terrenos: En todos los sondeos se han encontrado tres estratos de potencia variable: Rellenos antropico de profundidad media de 2.50 m.
Migmatita con gradoiv-v de 2.50 m a 3.00 m Sustrato rocoso de migmatita -Resumen parámetros geotécnicos: Cota de cimentación 3.20 (respecto a la rasante) Estrato previsto para cimentar Sustrato rocoso sobre nivel III Nivel freático Se detecta presencia de agua Tensión admisible considerada 0.225 N/mm² Peso especifico del terreno γ=17.00-20.00 kn/m3 Angulo de rozamiento interno del terreno ϕ= 23º- 35º Coeficiente de empuje en reposo --- Valor de empuje al reposo --- Coeficiente de Balasto --- De acuerdo con la situación real de la obra y antes del comienzo de obra, se revisará la decisión de elección de cimentación y tensión de cálculo. 1.3.3.3. Cimentación Se proyecta una cimentación con zapatas aisladas bajo pilares, apoyadas sobre pozos de cimentación, los cuales se ejecutaran hasta la profundidad donde se encuentre el terreno competente. Las dimensiones y armados se indican en planos de estructura. Se han dispuesto armaduras que cumplen con las cuantías mínimas indicadas en la tabla 42.3.5 de la instrucción de hormigón estructural (EHE) atendiendo a elemento estructural considerado. Sobre la superficie de excavación del terreno se debe de extender una capa de hormigón de regularización llamada solera de asiento que tiene un espesor mínimo de 10 cm y que sirve de base a la losa de cimentación. 1.3.4. ACCIÓN SÍSMICA (NCSE-02) RD 997/2002, de 27 de Septiembre, por el que se aprueba la Norma de construcción sismorresistente: parte general y edificación (NCSR-02). De acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y Edificación NCSE-02, y considerando tanto la ubicación de la edificación en zona de aceleración sísmica básica superior o igual a 0,04 g, como sus características estructurales (hormigón armado), es preceptiva la consideración de la acción sísmica. Clasificación de la construcción: Tipo de Estructura: Aceleración Sísmica Básica (ab): Coeficiente de contribución (K): K=1 Sala de exposiciones (Construcción de normal importancia) Pórticos de hormigón armado ab=0.04 g, (siendo g la aceleración de la gravedad) Coeficiente adimensional de riesgo (ρ): ρ=1, (en construcciones de normal importancia) Coeficiente de amplificación del terreno (S): Coeficiente de tipo de terreno (C): Para (ρab 0.1g), por lo que S=C/1.25 Terreno tipo II (C=1.3) Roca muy fracturada, suelo granular y cohesivo duro
Aceleración sísmica de cálculo (ac): Método de cálculo adoptado: Ac= S x ρ x ab =0.0416 g Análisis Modal Espectral. Factor de amortiguamiento: Estructura de hormigón armado compartimentada: 5% Periodo de vibración de la estructura: Número de modos de vibración considerados: Fracción cuasi-permanente de sobrecarga: Coeficiente de comportamiento por ductilidad: Efectos de segundo orden (efecto p ): (La estabilidad global de la estructura) Medidas constructivas consideradas: Observaciones: Se indican en los listados de cálculo por ordenador 3 modos de vibración (La masa total desplazada >90% en ambos ejes) La parte de sobrecarga a considerar en la masa sísmica movilizable es = 0.6 µ = 2 (ductilidad baja) Los desplazamientos reales de la estructura son los considerados en el cálculo multiplicados por 1.5 Arriostramiento de la cimentación mediante un anillo perimetral con vigas riostras y centradoras. Atado de los pórticos exentos de la estructura mediante vigas perpendiculares a las mismos. Concentración de estribos en el pie y en cabeza de los pilares. Pasar las hiladas alternativamente de unos tabiques sobre los otros. 1.3.5. ESTRUCTURAS DE HORMIGON 1.3.5.1. PROGRAMA DE CÁLCULO El cálculo del conjunto del sistema estructural se ha efectuado con auxilio del programa Cypecad Espacial, versión 2008.1c, concebido y distribuido por la empresa Cype Ingenieros, con razón social en la Avda. Eusebio Sempere, 5, de Alicante. El objetivo de la citada aplicación es el cálculo y dimensionado de estructuras de hormigón armado diseñadas con forjados unidireccionales, y considerando acciones tanto verticales como horizontales. El análisis de las solicitaciones se realiza mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos matriciales de rigidez, formando las barras los elementos que definen la estructura: Soportes, vigas, brochales y viguetas. Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6 grados de libertad, y se crea la hipótesis de indeformabilidad del plano en cada planta, para simular el comportamiento del forjado, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos del mismo. Por tanto, cada planta sólo podrá girar y desplazarse en su conjunto. Cuando en una misma planta existan zonas independientes, el programa considera cada una de ellas como una parte distinta de cara a la indeformabilidad de dicha zona, y no se tendrá en cuenta en su conjunto. Por tanto, las plantas se comportarán como planos indeformables independientes. Para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático y se supone un comportamiento lineal
de los materiales y, por tanto, un cálculo de primer orden, de cara a la obtención de desplazamientos y esfuerzos. 1.3.5.2. DISCRETIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA La estructura se discretiza en barras y nudos de la siguiente manera: a.- Los pilares son barras verticales entre cada planta definiendo un nudo en arranque de cimentación y en la intersección de cada planta, siendo su eje el de la sección transversal. b.- Las vigas y brochales se definen en planta fijando nudos en la intersección con el eje de pilares y sus caras, así como en los puntos de corte de las viguetas con las vigas. Así se crean nudos en el eje y en los bordes laterales y, análogamente, en las puntas de voladizos y extremos libres. c.- Las vigas inclinadas se definen entre dos puntos que pueden estar en diferente nivel o planta, creándose dos nudos en dichas intersecciones. d.- Las viguetas se definen en los huecos definidos entre vigas, creando nudos en las intersecciones de borde y eje correspondiente de la viga que intersecta. Se crea, por tanto, un conjunto de nudos generales de dimensión finita en pilares y vigas cuyos nudos asociados son los definidos en las intersecciones de viguetas y brochales en vigas (en sus bordes) y de todos ellos en las caras de los pilares. Considerando que están relacionados entre sí por la compatibilidad de deformaciones, se resuelve la matriz de rigidez general y las asociadas, y se obtienen los desplazamientos y los esfuerzos en todos los elementos del sistema. Dentro de los soportes se supone una respuesta lineal como reacción a las cargas transmitidas por el dintel y las aplicadas en el nudo transmitidas por el resto de la estructura. En consecuencia, las ecuaciones del momento responderán a una ley parabólica cúbica, mientras que el cortante se puede deducir por derivación respecto de las anteriores. Las expresiones resultantes ilustran el efecto de redondeo de las leyes de esfuerzos sobre los apoyos, respaldado ampliamente por los estudios de autores como Branson, F. Regalado, A. Fuentes, J. Montoya, G. Meseguer y F. Morán, e incluso por las prescripciones del Eurocódigo EC-2. 1.3.5.3. REDISTRIBUCIONES CONSIDERADAS Se acepta una redistribución de momentos negativos en vigas de hasta un 15%, con las limitaciones recogidas en la EHE (articulo 24.1). En el dimensionamiento de nervios de forjado, dicho porcentaje se eleva hasta un 25%. 1.3.5.4. RIGIDECES CONSIDERADAS Para la obtención de los términos de la matriz de rigidez se consideran todos los elementos de hormigón en su sección bruta. Se considera el acortamiento por esfuerzo axil en pilares afectado por un coeficiente de rigidez axil de valor 2,50 para poder simular el efecto del proceso constructivo de la estructura y su influencia en los esfuerzos y desplazamientos finales. 1.3.5.5. MOMENTOS MÍNIMOS Se cubre en la totalidad de las jácenas unos momentos mínimos, fracción del supuesto isostático pl²/8. Dichas magnitudes se han establecido en los siguientes términos:
- Momentos negativos: pl²/32 - Momentos positivos: pl²/20 1.3.5.6. MÉTODO DE CALCULO De acuerdo con el Capítulo II de la Instrucción EHE, el proceso general de cálculo es el llamado de los Estados Límites, en el que se trata de reducir a un valor suficientemente bajo la probabilidad de que se alcancen aquellos estados límites que ponen la estructura fuera de servicio. Las comprobaciones de los estados límites últimos (equilibrio, agotamiento o rotura, inestabilidad o pandeo, adherencia, anclaje y fatiga) se realizan para cada hipótesis de carga, con acciones ponderadas y propiedades resistentes de los materiales minoradas, mediante la introducción de una serie de coeficientes de seguridad. En las regiones D definidas según el artículo 24 de la EHE se efectúan correcciones a los valores de armado obtenidos, de acuerdo con lo dispuesto en el capítulo IX de la citada Norma. Las comprobaciones de los estados límites de utilización (fisuración y deformación) se realizan para cada hipótesis de carga con acciones de servicio (sin mayorar) y propiedades resistentes de los materiales de servicio (sin minorar). Para el dimensionado de las secciones de hormigón armado en estados límites últimos se emplea el Método de la Parábola-Rectángulo, con los diagramas tensión-deformación del hormigón y para cada tipo de acero, de acuerdo con la Normativa vigente. Se utilizan los límites exigidos por las cuantías mínimas indicadas por las normas, tanto geométricas como mecánicas, así como las disposiciones indicadas referentes a número mínimo de redondos, diámetros mínimos y separaciones mínimas y máximas. Dichos límites se pueden consultar y modificar por pantalla. 1.3.5.7. COMPROBACIÓN Y DIMENSIONADO DE JÁCENAS El dimensionado de jácenas se efectúa a flexión simple para la determinación de la armadura longitudinal. La armadura de montaje superior se considera colaborante, por lo que habrán de respetarse cuidadosamente las condiciones de anclaje. Igualmente, podrá colaborar como armadura de compresión superior de la zona central, allí donde se necesite. A partir de la envolvente de capacidades mecánicas necesarias se determina la armadura real a disponer, teniendo en cuenta dicha relación a efectos de determinar las longitudes de anclaje, así como el desplazamiento de un canto útil de la envolvente de momentos flectores. Para el dimensionado a esfuerzo cortante se efectúa la comprobación a compresión oblicua realizada en el borde de apoyo directo, y el dimensionado de los cercos a partir de un canto útil del borde de apoyo mencionado. 1.3.5.8. COMPROBACIÓN Y DIMENSIONADO DE PILARES El dimensionado de pilares se realiza en flexión-compresión esviada. A partir de unos armados que pueden ser simétricos a dos caras (o a cuatro) se comprueba si todas las combinaciones posibles cumplen dicho armado en función de los esfuerzos, estableciendo la compatibilidad de esfuerzos y deformaciones, y comprobando que con dicho armado no se superan las tensiones del hormigón y del acero ni sus límites de deformación. Se considera la excentricidad adicional por pandeo cuando se sobrepasan los límites indicados en la Norma.
1.3.5.9. DEFORMACIONES EN JÁCENAS Se determina la flecha máxima activa en jácenas utilizando el Método de la Doble Integración de Curvaturas. Analizando una serie de puntos, se obtiene la inercia fisurada y el giro diferido por fluencia, calculando la ley de variación de curvaturas. El valor de la flecha que se obtiene es la diferida más la instantánea debida a las cargas permanentes (después de construir el tabique) y a las cargas variables. Los coeficientes a considerar para el cálculo de las deformaciones en jácenas son: a.- b.- c.- Peso propio. Se considera que la mitad de la flecha diferida se ha producido antes de la ejecución de la tabiquería, por lo que se aplica un coeficiente de fluencia de valor 1. Cargas muertas. Se considera que el 60% actúa antes de la construcción de la tabiquería, con lo que se tiene en cuenta la flecha diferida que produce, mientras que el 40% restante actúa con posterioridad a la construcción de la tabiquería, y, por tanto, se tienen en cuenta no sólo la instantánea, sino también la diferida. 60% antes de tabiquería i (no) d (sí) 40% posterior a tabiquería i (sí) d (sí) Sobrecargas de uso. Se considera que actúa totalmente con posterioridad a la tabiquería, y que el 20% de ella actúa con carácter de permanencia, con un coeficiente de fluencia de valor 2, máximo equivalente a 5 años. El 10% sería la sobrecarga de uso frecuente, que produce flecha instantánea. Por tanto, se considera que: i d Cargas permanentes 50% peso propio forjado 0 1 20% pavimentos 0 1 30% tabiquería 1 2 Sobrecarga de uso 20% cuasi-permanente 1 1 10% frecuente 1 0 Coeficiente de cargas permanentes: 0,50. 1 + 0,20. 1 + 0,30. (1+2) = 1,60 Coeficiente de sobrecarga de uso: 0,20. 2 + 0,10. 1 = 0,50 luego la flecha activa responde a la expresión: 1,60. ( f. cargas permanentes) + 0,50. (f. sobrecarga) Los valores de limitación de deformaciones de acuerdo con el artículo 50.1 de la EHE, son los siguientes: Lím. flecha total Lím. flecha activa Máx. recomendada L/250 L/400 1.00 cm. Para la estimación de flechas se considera la Inercia Equivalente (Ie) a partir de la Formula de Branson, y el modulo de deformación Ec establecido en la EHE, art. 39.1. Las cuantías geométricas serán como mínimo las fijadas por la instrucción en la tabla 42.3.5 de la Instrucción vigente. 1.3.5.10. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES, NIVELES DE CONTROL Y COEFICIENTES DE SEGURIDAD Los materiales que se emplearán en la cimentación y en la estructura, y sus características más
importantes, así como los niveles de control previstos y sus coeficientes de seguridad correspondientes, son los que se expresan en el siguiente listado: 1.3.5.10.1. ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN. Designación HA-25/B/30/IIa+Qa EHE, art. 30 Resistencia característica a los 28 días, fck 25 N/mm2 RC-97 Tipo de cemento CEM-II/A-S 32,5 N/mm2 EHE, art. 28 Tamaño máximo del árido 30 mm EHE, art. 8 Tipo de ambiente, agresividad IIa+Qa, EHE, art. 30 Consistencia del hormigón Blanda EHE, art. 30 Asiento en el Cono de Abrams 6 a 9 cm. EHE, art. 30 Sistema de compactación Vibrado EHE, art. 88 Nivel de control Estadístico EHE, art. 15 Coeficiente de minoración 1,50 EHE, art. 15 Resistencia de cálculo del hormigón, fcd 16,66 N/mm2. Máxima relación agua/cemento 0.50 Mínimo contenido de cemento 325 kg/m3 El hormigón empleado debe venir acompañado de documentación que acredite su procedencia, para que sea posible la correcta aplicación del coeficiente Kn en la obtención de la Resistencia Característica Estimada de las probetas. 1.3.5.10.2. ELEMENTOS DE SOPORTES RESTANTES, FORJADOS, VIGAS Y LOSAS. Designación HA-25/B/15/I EHE, art. 30 Resistencia característica a los 28 días, fck 25 N/mm2. RC-97 Tipo de cemento CEM-II/A-S 32,5 N/mm2. EHE, art. 7 Tamaño máximo del árido 15 mm. EHE, art. 8 Tipo de ambiente, agresividad I, IIIa en elementos exteriores EHE, art. 30 Consistencia del hormigón Blanda. EHE, art. 30 Asiento en el Cono de Abrams 6 a 9 cm. EHE, art. 30 Sistema de compactación Vibrado EHE, art. 88 Nivel de control Estadístico EHE, art. 15 Coeficiente de minoración 1,50 EHE, art. 15 Resistencia de cálculo del hormigón, fcd 16,66 N/mm2. Máxima relación agua/cemento 0.65/ 0.50 en IIIa Mínimo contenido de cemento 250 kg/m3/ 300 en IIIa El hormigón empleado debe venir acompañado de documentación que acredite su procedencia, para que sea posible la correcta aplicación del coeficiente Kn en la obtención de la Resistencia Característica Estimada de las probetas. 1.3.6. CARACTERISTICAS DE LOS FORJADOS RD 642/2002, de 5 de Julio, por el que se aprueba instrucción para el proyecto y la ejecución de forjados unidireccionales de hormigón estructural realizados con elementos prefabricados Características técnicas de los forjados unidireccionales (viguetas y bovedillas). Forjados unidireccionales compuestos de viguetas pretensadas de hormigón, más piezas de entrevigado aligerantes (bovedillas de hormigón), con armadura de reparto y hormigón vertido en obra en relleno de nervios y formando la losa superior (capa de compresión). En las correspondientes plantas de estructura, y sobre cada paño de forjado, se facilitan los momentos flectores positivos que se producen en los vanos de los nervios.
Paralelamente se proporcionan los esfuerzos cortantes ponderados en los apoyos de los nervios. Ambos esfuerzos se dan por metro de ancho de forjado. Los datos del forjado son los que a continuación se detallan: PLANTA Canto Total Capa de Compresión Intereje Arm. De losa superior Tipo de Vigueta Tipo de Bovedilla Peso propio Forjado sanitario 30 cm. 5 cm. 70 cm. #Φ5 c/ 15x30 cm. Vigueta autoportante Hormigón 370 Kg./m2 El hormigón de las viguetas cumplirá las condiciones especificadas en el Art.30 de la Instrucción EHE. Las armaduras activas cumplirán las condiciones especificadas en el Art.32 de la Instrucción EHE. Las armaduras pasivas cumplirán las condiciones especificadas en el Art.31 de la Instrucción EHE. El control de los recubrimientos de las viguetas cumplirá las condiciones especificadas en el Art.34.3 de la Instrucción EFHE. El canto de los forjados unidireccionales de hormigón con viguetas armadas o pretensadas será superior al mínimo establecido en la norma EFHE (Art. 15.2.2) para las condiciones de diseño, materiales y cargas previstas; por lo que no es necesaria su comprobación de flecha. No obstante, dado que en el proyecto se desconoce el modelo de forjado definitivo (según fabricantes) a ejecutar en obra, se exigirá al suministrador del mismo el cumplimiento de las deformaciones máximas (flechas) dispuestas en la presente memoria, en función de su módulo de flecha EI y las cargas consideradas; así como la certificación del cumplimiento del esfuerzo cortante y flector que figura en los planos de forjados. Exigiéndose para estos casos la limitación de flecha establecida por la referida EFHE en el artículo 15.2.1. Límite de flecha total a plazo infinito flecha L/250 f L / 500 + 1 cm Límite relativo de flecha activa flecha L/500 f L / 1000 + 0.5 cm En las expresiones anteriores L es la luz del vano, en centímetros, (distancia entre ejes de los pilares sí se trata de forjados apoyados en vigas planas) y, en el caso de voladizo, 1.6 veces el vuelo. 1.3.7. ESTRUCTURAS DE ACERO 1.3.7.1. PROGRAMA DE CÁLCULO El cálculo del conjunto del sistema estructural se ha efectuado con auxilio del programa Cypecad Espacial, versión 2009.1n, con el modulo de metal 3D, concebido y distribuido por la empresa Cype Ingenieros, con razón social en la Avda. Eusebio Sempere, 5, de Alicante. El objetivo de la citada aplicación es el cálculo y dimensionado de estructuras metalicas,
considerando acciones tanto verticales como horizontales. El análisis de las solicitaciones se realiza mediante un cálculo espacial en 3D, por métodos matriciales de rigidez, formando las barras los elementos que definen la estructura: Soportes, vigas, brochales y viguetas. Se establece la compatibilidad de deformaciones en todos los nudos, considerando 6 grados de libertad, y se crea la hipótesis de indeformabilidad del plano en cada planta, para simular el comportamiento del forjado, impidiendo los desplazamientos relativos entre nudos del mismo. Por tanto, cada planta sólo podrá girar y desplazarse en su conjunto. Cuando en una misma planta existan zonas independientes, el programa considera cada una de ellas como una parte distinta de cara a la indeformabilidad de dicha zona, y no se tendrá en cuenta en su conjunto. Por tanto, las plantas se comportarán como planos indeformables independientes. Para todos los estados de carga se realiza un cálculo estático y se supone un comportamiento lineal de los materiales y, por tanto, un cálculo de primer orden, de cara a la obtención de desplazamientos y esfuerzos. 1.3.7.2. DISCRETIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA La estructura se discretiza en barras y nudos de la siguiente manera: a.- Los pilares son barras verticales entre cada planta definiendo un nudo en arranque de cimentación y en la intersección de cada planta, siendo su eje el de la sección transversal. b.- Las vigas y brochales se definen en planta fijando nudos en la intersección con el eje de pilares y sus caras, así como en los puntos de corte de las viguetas con las vigas. Así se crean nudos en el eje y en los bordes laterales y, análogamente, en las puntas de voladizos y extremos libres. c.- Las vigas inclinadas se definen entre dos puntos que pueden estar en diferente nivel o planta, creándose dos nudos en dichas intersecciones. d.- Las viguetas se definen en los huecos definidos entre vigas, creando nudos en las intersecciones de borde y eje correspondiente de la viga que intersecta. Se crea, por tanto, un conjunto de nudos generales de dimensión finita en pilares y vigas cuyos nudos asociados son los definidos en las intersecciones de viguetas y brochales en vigas (en sus bordes) y de todos ellos en las caras de los pilares. Considerando que están relacionados entre sí por la compatibilidad de deformaciones, se resuelve la matriz de rigidez general y las asociadas, y se obtienen los desplazamientos y los esfuerzos en todos los elementos del sistema. Dentro de los soportes se supone una respuesta lineal como reacción a las cargas transmitidas por el dintel y las aplicadas en el nudo transmitidas por el resto de la estructura. En consecuencia, las ecuaciones del momento responderán a una ley parabólica cúbica, mientras que el cortante se puede deducir por derivación respecto de las anteriores. Las expresiones resultantes ilustran el efecto de redondeo de las leyes de esfuerzos sobre los apoyos, respaldado ampliamente por los estudios de autores como Branson, F. Regalado, A. Fuentes, J. Montoya, G. Meseguer y F. Morán, e incluso por las prescripciones del Eurocódigo EC-2.
1.3.7.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES, NIVELES DE CONTROL Y COEFICIENTES DE SEGURIDAD Los materiales que se emplearán en la estructura, y sus características más importantes, así como los niveles de control previstos y sus coeficientes de seguridad correspondientes, son los que se expresan en el siguiente listado: 1.3.7.3.1. ACEROS LAMINADOS Y CONFORMADOS CTE SE-A, art. 4.2. Designación S275 JR CTE SE-A, art. 4.2. Límite elástico 275 N/mm 2 CTE SE-A, art. 2.3.3. Coeficiente de minoración Según articulo 2.3.3. CTE SE-A, art. 4.2 Modulo de elasticidad 210.000 N/mm2. CTE SE-A, art. 4.2 Modulo de rigidez 81.000 N/mm 2 CTE SE-A, art. 4.2 Coeficiente de Poisson 0.3 CTE SE-A, art. 4.2 Coeficiente de dilatación térmica 1.2x10-5 ( ºC) -1 1.3.7.3.2. UNIONES CTE SE-A Designación Soldadas CTE SE-A Tensión de rotura 438.30 N/mm 2 EJECUCIÓN Nivel de control Normal Coeficiente de mayoración de acciones permanentes desfavorables 1,35 Coeficiente de mayoración de acciones variables desfavorables 1,50 1.3.7.3.3. 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 ( ) Favorable Desfavorable Coeficientes de combinación ( ) Principal ( p ) Acompañamiento ( a ) Carga permanente (G) 0.80 1.35 1.00 1.00 Sobrecarga (Q) 0.00 1.50 1.00 0.70 Viento (Q) 0.00 1.50 1.00 0.60 Nieve (Q) 0.00 1.50 1.00 0.50 Sismo (A)
Situación 2: Sísmica Coeficientes parciales de seguridad ( ) Coeficientes de combinación ( ) Favorable Desfavorable Principal ( p ) Acompañamiento ( a ) Carga permanente (G) 1.00 1.00 1.00 1.00 Sobrecarga (Q) 0.00 1.00 0.30 0.30 Viento (Q) 0.00 1.00 0.00 0.00 Nieve (Q) 0.00 1.00 0.00 0.00 Sismo (A) -1.00 1.00 1.00 0.30(*) (*) 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. 1.3.8. ESTRUCTURAS DE FABRICA No es el caso 1.3.9. ESTRUCTURAS DE MADERA No es el caso