tema 4.3-estructuras trianguladas

CONSTRUCCION III TEMA 4: ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN CONSTRUCCIÓN METÁLICA. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS.

CONSTRUCCIÓN III

TEMA 4: ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN CONSTRUCCIÓN METÁLICATEMA 4: ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN CONSTRUCCIÓN METÁLICA

4.3. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS(Guión Clases Teóricas)(Guión Clases Teóricas)

Bibliografía específica sobre perfiles tubulares:Bibliografía específica sobre perfiles tubulares:

• Guía de diseño para estructuras en celosía resueltas con perfiles tubulares de acero. Ed. ICT, 2004.acero. Ed. ICT, 2004.

• Guía de diseño para la fabricación, ensamble y montaje de estructuras de perfiles tubulares. Ed. TÜV-VERLAG. 1998.perfiles tubulares. Ed. TÜV VERLAG. 1998.

• Perfiles tubulares en aplicaciones estructurales. ICT. (Instituto para la Construcción Tubular)(2002): Madrid, España. Contiene soporte en Cd.Construcción Tubular)(2002): Madrid, España. Contiene soporte en Cd.

ESTRUCTURAS TRIANGULADAS: (elementos constituidos por triangulacionesd b ti l d (*) id f d l il d ióde barras articuladas(*), sometidas fundamentalmente a axiles de compresión otracción simples- sistema estructural de vector activo-)

• SISTEMAS PLANOS:SISTEMAS PLANOS:

• Vigas Trianguladas

C h• Cerchas

• Pórticos con celosías.

• SISTEMAS ESPACIALES

D t i• De proyecto propio.

• PatentadosMero-TskMero TskNuevo CorazónUnistrutSpace-DeckOtOtros…

SISTEMAS PLANOS

VIGAS TRIANGULADAS

• SISTEMAS PLANOS:

VIGAS TRIANGULADAS

• CERCHAS y CUCHILLOSy

• PORTICOS CON CELOSÍAS

SISTEMAS PLANOSSISTEMAS PLANOS:

• VIGAS TRIANGULADAS O EN CELOSÍA/ CERCHAS:

• Elementos estructurales constituidos en entramados, armaduras, armazones, etc. formandotriangulaciones de barras dentro de dos cordones paralelos (no en cerchas).

• Cada barra se comporta como una biela que si las cargas están en los nudos solamenteCada barra se comporta como una biela que, si las cargas están en los nudos solamenteaparecen esfuerzos axiales.

• Pueden aparecer flexiones en las barras por efecto de elementos no coincidentes con nudos,como correas viguetas etccomo correas, viguetas, etc.

• Son elementos estructurales de bajo peso en relación con la luz que salvan, aunquegeneralmente con mayor canto que los elementos constructivos de alma llena.

• En la construcción de edificios tienen aplicación, tanto como vigas a flexión para transmitircargas verticales o como arriostramientos, horizontales o verticales.

Puede ser la tipología estructural más económica para salvar luces medias y/o con poca• Puede ser la tipología estructural más económica para salvar luces medias y/o con pocacarga.

• Es habitual definirlas en edificios como: instalaciones deportivas, centros comerciales, edificios

industriales, oficinas, salas de exposición, etc.

SISTEMAS PLANOS:

• VIGAS TRIANGULADAS O EN CELOSÍA:

•Terminología

Las barras se denominan de la siguiente manera:

- CORDON SUPERIOR e INFERIOR: paralelos entre sí, no siempre, encierran las triangulaciones.

- MONTANTES: elementos verticales, generalmente comprimidos.

- DIAGONALES: elementos traccionados o comprimidos.

Clasificación por configuración geométrica.

WARREN

WARREN COMPUESTA

EN CELOSÍA

• VIGAS TRIANGULADAS:

Marquesina Viga Prat

8PORTICO EN CELOSÍA.Catálogo Schüco

Gran viga en CELOSÍA PESADA tipo WARREN.Ayto. Benidrom

SISTEMAS PLANOS:

• CERCHAS:• Formas trianguladas que poseen perfil

li l f d bi dpoligonal convexo, formando cubiertas a dos o más aguas.

• Pueden ser simétricas (faldones iguales) oasimétricas (faldones desiguales = dientesasimétricas (faldones desiguales dientesde sierra)

• Se utilizan para resolver cubiertas confaldones inclinados apoyándose en los

textremos.

• Constituyen una evolución de los sistemastradicionales de resolución de cubiertas conestructuras de madera.estructuras de madera.

Denominación de sus elementos:

• Similar a vigas trianguladas:

C d•Cordones

•Montantes

•Diagonales

CERCHAS:CERCHAS:

Tipos de cerchas:

INGLESA o BELGA

WARREN PERALTADAWARREN PERALTADA

CUCHILLO o DIENTE DE SIERRA

DE SIERRA

CONSTRUCCION III TEMA 4: ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN CONSTRUCCIÓN METÁLICA. ESTRUCTURAS TRIANGULADAS. *

CUCHILLO o DIENTE DE SIERRA:

Habitualmente relacionado con tipos constructivos industriales

POLONCEAU

POLONCEAU COMPUESTA

WARREN COMPUESTA

POLONCEAU COMPUESTA

• ELEMENTOS TRIANGULADOS. AMBITO USUAL DE APLICACIÓN:ELEMENTOS TRIANGULADOS. AMBITO USUAL DE APLICACIÓN:

• ELEMENTOS TRIANGULADOS. AMBITO USUAL DE APLICACIÓN:

SISTEMAS PLANOS: VIGAS TRIANGULADAS O EN CELOSÍA:

CLASIFICACIÓN POR EL TIPO DE PERFIL EMPLEADO.

• Cordones y diagonales de perfil laminadoCordones y diagonales de perfil laminado

• Cordones y diagonales de perfiles tubulares.

Híb id• Híbridos

CLASIFICACIÓN POR SU CONSTITUCIÓN:

Se trata de una clasificación útil pero imprecisa.

- Ligeras- Tradicionales o semipesadas- Pesadas

19Fte. Atlas de la C. Metálica

- Ligeras: engloba diversas configuraciones para cargas ligeras y luces reducidas- Ligeras: engloba diversas configuraciones, para cargas ligeras y luces reducidas.

Esquemas de celosías ligeras con perfiles y diagonales con redondos y con tubulares con extremo aplastado.

Fte. Atlas de la C. Metálica

- Ligeras: Diversos sistemas- Ligeras: Diversos sistemas

Ejemplo de configuración de cercha ligera TECTUM, compuesta por perfiles conformados “U”, “C” y “omega” (20 a 50 mm)*omega (20 a 50 mm)

Ámbito, rehabilitación y cubiertas ligeras.

- Pesadas: compuestas por perfiles en I o incluso- Pesadas: compuestas por perfiles en I o inclusoen H tanto para cordones como celosía, en los casos más grades se usan secciones armadas. Pueden no disponer cartelas de unión, pero sí rigidizadores.

SISTEMAS PLANOS: CELOSÍAS PESADAS:

Ejemplos de configuración constructiva

- Tradicionales y semipesadas: Aunque el sistema tradicional está conformado por:- cordones 2 angulares o 2 perfiles en U, - cartelas en los nudos- celosía con angulares simples o doblescelosía con angulares simples o dobles.

Caben otras configuracionesLos sistemas con perfiles tubulares suelen considerarse también en este apartado.

Celosías tradicionales:

Ejemplos de configuración de nudos con cartelas en sistemas tradicionales con perfilesEjemplos de configuración de nudos con cartelas en sistemas tradicionales con perfiles abiertos y cartela:

Configuración tradicional, ejemplo de apoyo de correas

Ejemplo con empleo de

cartela extrema

-Coincidencia de ejes

U d i idi d- Uso de rigidizadores

- Conexión con apoyo

Configuración tradicional, ejemplos de apoyo de correas

Ejemplo con excentricidad, con cargas

menores

CRITERIOS BÁSICOS DE DISEÑO PARA TRIANGULADAS CON TUBULARES:

Tipología: Warren suele ser la más eficiente sobre todo para perfiles tubulares.

Canto: h entre L/10 a L/15.

Angulo de diagonales: - > 30º por dificultad de soldadura.- Optimo cercano a 45º

Entre 30º y 60º según norma- Entre 30º y 60º según norma

Perfiles en general: Relación ix / iy cercano a 1.En tubulares, se recomienda RHS con h / t < 37.2 (canto/espesor)S l l id d i i ti l d lid dSe calculan considerando siempre uniones articuladas, aunque en realidad se rigidizan (uniones a tope). ¿por qué?.

Cordones: RHS con bo / to entre 15 y 25 (anchura/espesor)

Barras de relleno: Menor espesor que cordones.

Geometría: Procurar estandarización. Igualdad de ángulos y longitudes.

L b ió d l t ió l b t ió l- Las barras a compresión, por pandeo, suelen tener mayor sección que las barras a tracción con lamisma carga. Puede convenir un entramado de barras con las más largas sometidas a tracción.

- Debe procurarse que los ejes de las barras coincidan en un punto, procurando anularexcentricidades

excentricidades.

- La sencillez de fabricación exige, en ocasiones, un valor de excentricidad, que, según cálculo,podremos o no admitir.

CRITERIOS BÁSICOS DE DISEÑO.

• EJECUCIÓN de NUDOS:

• Máxima prefabricación posible.p p

• Minimizar soldaduras en obra.

• Optimizar longitud de transporte.

• Evaluar proceso de montaje.

• Preferibles nudos K con espaciamiento o “separación".

• Soldadura continua perimetral.

• En nudos con recubrimiento “solape” primero soldar barra traccionada.

C b d ll d i l ld i l d diá t• Con barras de relleno desiguales soldar primero la de mayor diámetro o espesor y solapar la menor.

• Uniones de continuidad de cordones fuera del nudo.

• CRITERIOS BÁSICOS DE EJECUCIÓNCRITERIOS BÁSICOS DE EJECUCIÓNY DISEÑO DE NUDOS:

•Tipos de nudos: pX, T, Y, N, K o KT.

•Concepto de:

• Espaciamiento (con separación)

• Recubrimiento(con solape)

• Se prefieren los nudos con separación frente a los de solape, p p ,por facilidad de fabricación.

• La separación será ≥ que (t1+t2) a la suma de espesores para p ppoder realizar las soladuras correctamente.

• El solape no será nunca < 25%.

ICT – Perfiles Tubulares en aplicaciones estructurales

• CRITERIOS BÁSICOS DE EJECUCIÓNY DISEÑO DE NUDOS:Y DISEÑO DE NUDOS:

UNIONES SOLDADAS A TOPE:

Sistema actualSistema actual.Mayor economíaMayores prestaciones formalesComplejidad de cálculo

UNIONES CON DIAFRAGMAUNIONES CON DIAFRAGMA

Sólo en casos excepcionales

UNIONES CON CARTELASUNIONES CON CARTELAS

Sistema obsoletoCálculo simple

UNIONES SOLDADAS CON CARTELAS: costosas y obsoletasICT – Perfiles Tubulares en aplicaciones estructurales

Uniones atornilladas para apoyos de vigas de celosía

Uniones articuladas entre columna de CHS y viga con sección en I

Uniones articuladas entre columna de CHS y viga con sección en I.

Uniones de corras. ICT – Perfiles Tubulares en aplicaciones estructurales

Uniones atornilladas de barras con piezas aplicadas en los extremos

ICT Perfiles Tubulares en aplicaciones estructuralesICT – Perfiles Tubulares en aplicaciones estructurales

Espesor de garganta mínimo para las soldaduras a tope de perfiles tubulares

SISTEMAS ESPACIALESSISTEMAS ESPACIALES

• De proyecto propio.

P t t d• PatentadosMero-TskNuevo CorazónUnistrutU st utSpace-DeckOtros…

http://www.spaceframe.org/links/index.html

Tipos de malla según las NTE-EAE (obsoletas)ESTRUCTURAS ESTÉREAS (MALLAS):

ESTRUCTURAS ESTÉREAS: sistema MERO

Patente:-Sistemas SEO-ORTZ

http://www.novumstructures.com

http://www.mero-tsk.de

-Space DAL, etc.

ESTRUCTURAS ESTÉREAS: sistema MERO

Cubierta con estructura espacialCobertura pistas de tenisCobertura pistas de tenis Copa Davis Sevilla - 2004

ESTRUCTURAS ESTÉREAS: sistema UNISTRUTESTRUCTURAS ESTÉREAS: sistema UNISTRUT

49Variante de la Patente:

- Sistemas BEMO Varitec

ESTRUCTURAS ESTÉREAS:ESTRUCTURAS ESTÉREAS:

- Diferentes diseños de varias patentes

Patente:- Sistemas NUEVO CORAZON: detalle de unión con apoyosdetalle de unión con apoyos

http://www.ideasenmetal.com

EstructuraEstructura cubiertaNave en Almeria

ESTRUCTURAS ESTÉREAS:

Sistema NUEVO CORAZON

Patente:Sistemas NUEVO CORAZON- Sistemas NUEVO CORAZON

Estructura cubierta

Nave en Asturias

Sistema SPACE DECK

SISTEMAS DE MONTAJE DE ESTRUCTURAS.

Necesidad de analizar el sistema de transporte y montaje:

• Limitaciones de transporte: •Sin necesidad de transporte especial:

-Ancho: 2.55 m

- Longitud: 12.00 mg

•Con autorización especial, pero sin excesivos problemas: 16.5 m.

•En soportes:En soportes:

•Son preferibles los sistemas de ejecución en taller de dos (o 3) plantas sucesivas.

•En Vigas:

• Si L < 12-16 m: ejecución completa en taller

• Si L > 12-16 m: analizar y determinar en proyecto puntos de unión en obra.

• En conjunto de la estructura:

•Montajes en suelo e izado:

• De elementos individuales

• De elementos individuales• De estructuras completas

ESTRUCTURAS ESTÉREAS: Proceso de montaje en obraESTRUCTURAS ESTÉREAS: Proceso de montaje en obra

Pabellones industrialesVitoria

Montaje parcial en suelo para posterior izado: Proceso de izadoj p p p

Montaje completo en suelo para posterior izado: Proceso de izadoj p p p

Proceso de izado de una estructura espacial, mediante control computarizadocontrol computarizado

http://www.lanik.com

Montaje completo en suelo para posterior izado: Proceso de montaje e izadoj p p p j

Definición de sectores de montajej

tema 4.3-estructuras trianguladas

elementos constituidos

elementos constructivos

efecto de elementos

construccin tubular2002

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vigas trianguladas cerchas

construccin iiitema

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