PROYECTO FIN DE CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL CÁLCULO Y DISEÑO DE LA MARQUESINA DE UNA ESTACIÓN DE SERVICIO ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA Autor: Jorge Ramón Portero DE ESTRUCTURAS Directora: Sonia Sánchez Sáez
ANTECEDENTES Qué es una marquesina? Cubierta cuya función es proteger de las adversidades climatológicas NO SOLO ES UNA SIMPLE CUBIERTA! SEÑAL DE IDENTIDAD Tipos de marquesinas:
ANTECEDENTES Gran evolución de la marquesinas a través de los años. Evolución Diseño rupturista de Repsol: la marquesina como señal de identidad (Norman Foster).
OBJETIVOS DEL PROYECTO Objetivo principal: calcular y diseñar una marquesina de una estación de servicio para proteger de las incidencias climatológicas y además convertir a la misma en la señal de identidad de nuestro negocio. Para ello: Diseño previo Cálculo de las cargas. Realizar y analizar la estructura con Metal 3D Localizar los problemas Obtener la marquesina deseada con informes de la misma.
DISEÑO PREVIO DESCRIPCIÓN: ST = 479,36m 2
DISEÑO PREVIO. ESTRUCTURA: DOBLE L SOLDADOS DOBLE L SOLDADOS PERFIL IPN PERFIL HEB DOBLE
DISEÑO PREVIO CIMENTACIÓN: Zapatas armadas y aisladas de hormigón armado, cuadradas y centradas respecto al pilar de la estructura. Hormigón de clase HA-25 (R=255 kp/cm 2.) Armado con redondos de acero corrugado B400S (R=4079 kp/cm 2 ). CUBIERTA: Parte inferior y laterales: chapas de acero de 1mm de espesor. Parte superior: chapa de acero galvanizado de 1.0 mm de espesor. Colores característicos del negocio.
CÁLCULO DE CARGAS. Para el cálculo de las cargas se seguirá el CTE en su apartado DB-SE-AE. Sólo se calcularán las cargas para las marquesinas de mayor altura Necesario transformar las cargas superficiales en cargas lineales:
CÁLCULO DE CARGAS. 21.84 Kg/m PESO PROPIO: Peso de la estructura calculado por el programa. Peso de la cubierta: Chapa acero de e=1 mm y d=7800kg/m 3 Ccub =7,8Kg/m 2 10.92 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS 280 Kg/m SOBRECARGA DE USO: Según la tabla 3.1 del DB-SE-AE: C sobrecarga uso =100 Kg/m 2 140 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS 168 Kg/m SOBRECARGA DE NIEVE: Según la tabla 3.8 del DB-SE-AE: C nieve =60 Kg/m 2 84 Kg/m
CÁLCULO DE CARGAS SOBRECARGA DE VIENTO:
CÁLCULO DE CARGAS Para el cp hay que diferenciar la dirección del viento. Cubierta superior CF= -153 Kg/m 2 CG= -102 Kg/m 2 CH= -59,5 Kg/m 2 CI= -17 Kg/m 2
CÁLCULO DE CARGAS Cubiertas laterales: CA= -102 Kg/m 2 CB= -60 Kg/m 2 CC= -42,5 Kg/m 2 CD= 59,5 Kg/m 2 CE= -25,5 Kg/m 2
CÁLCULO DE CARGAS Cubiertas inferiores: CF= -76,5 Kg/m 2 CG= -68 Kg/m 2 CH= -25,5 Kg/m 2 CI= 42,5 Kg/m 2 CJ= -25,5 Kg/m 2ç CL= -119 Kg/m 2 CM= -51 Kg/m 2
CÁLCULO DE CARGAS Ejemplo de transformación de cargas superficiales a lineales:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. ANÁLISIS DE LAS BARRAS: Cálculo de esfuerzos y desplazamientos en los nudos mediante un análisis matricial de la estructura. Comprobaciones de ELS: Deformaciones máximas: Desplazamientos horizontales totales:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. ANÁLISIS DE LAS BARRAS: Comprobaciones de ELU: Agotamiento de secciones por plastificación: Resistencia a tracción: Esbeltez máxima: Pandeo por flexión y compresión: Pandeo lateral: verificar que el máximo momento flector ponderado se mantenga por debajo del momento crítico de pandeo lateral (6.3.2 de la norma CTE-DB-SE-A)
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. RESULTADOS DE LAS ESTRUCTURA:
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: ENVOLVENTE DE LA ENVOLVENTE DEFORMADA DE TENSIONES
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. ANÁLASIS DE LA CIMENTACION. Resultante de las cargas en el centro de la zapata Se verifica: tensión media no supere la del terreno 1. Tensión sobre el terreno: tensión máxima en borde no supere en un % la media 2. Estados de equilibrio: la resultante queda dentro de la zapata. 0.5 ancho zapata 1 100 tan excentricidad resul te
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. ANÁLASIS DE LA CIMENTACION. 3. Estados del hormigón: flexión de la zapata y las tensiones tangenciales Placas de anclaje: placa rígida o hipótesis de Bernouilli. Debe ser simétrica Suficientemente rígida (espesor mínimo en función del lado).
CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA. RESULTADOS DE LA CIMENTACION:
RESÚMEN Y CONCLUSIONES Concepto de marquesina como algo más que una cubierta. Diseño de 4 marquesinas independientes de acero. Fuerzas actuantes sobre la marquesina. pilar principal: HEB-340 Doble Perfiles obtenidos: Estructuras en celosía: Perfiles en T (100x15 y 45x5) correas: perfiles IPN160 Cimentación obtenida: Zapata rectangular de 4,5x4,5x1,05 m con armado de redondos de acero de d=16 mm.
DESARROLLOS FUTUROS Cálculo de las uniones atornilladas Analizar el comportamiento dinámico Diseño de la instalación eléctrica Diseño de un sistema de evacuación de aguas Realizar las mismas comprobaciones para las marquesinas de 6 m de altura
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN