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20/02/2006 Álvaro Mora Navas Anejo I. Invernadero
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1. CONSIDERACIONES GENERALES DEL INVERNADERO.
1.1. DATOS GENERALES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL INVERNADERO
Tabla 1. Datos generales para el dimensionamiento del invernadero.
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1.2 ACOTADO
Figura 1. Pórtico Hastial de la nave central del invernadero.
Figura 2. Pórtico Intermedio de la nave central del invernadero.
Figura 3. Pórtico Intermedio de las naves adosadas del invernadero.
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Figura 4. Pórtico hastial de las naves adosadas del invernadero.
1.3 ARRIOSTRAMIENTOS PREVISTOS PARA NAVE CENTRAL DEL
INVERNADERO.
Dispondremos de arriostramientos tanto en el sentido longitudinal de la
nave como en el sentido transversal, con la finalidad de hacer la estructura mucho
más estable, más indesplazable y poder así reducir los perfiles.
Los arriostramientos serán tensores que unirán las cerchas en la nave
central, las cruces de San Andrés en cubierta y en los laterales de la nave central,
y las cruces de San Andrés en hastiales.
Detalle de los arriostramientos.
Figura 5. Nave Central Figura 6. Naves adosadas
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2. ACCIONES SOBRE LA ESTRUCTURA DEL INVERNADERO
2.1 CARGA DE NIEVE (SEGÚN LA NORMATIVA NTE (ESPAÑA)
NAVE CENTRAL
Tabla 2. Cargas de nieve en la nave central del invernadero.
NAVES ADOSADAS
Tabla 3. Cargas de nieve en las naves adosadas del invernadero.
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NOTA
La carga de nieve es gravitatoria, cuyo valor depende de la pendiente de la
cubierta sobre la que se deposita y de la zona en la que nos encontremos. En Metal
3D se ha de introducir como carga puntual en los puntos de apoyo de las correas
de cubierta, tanto en cerchas como en los dinteles de los hastiales.
Esta carga inicialmente está soportada por la cubierta que transmite la
carga a las correas, convirtiéndola en longitudinal. A su vez las correas
transmitirán la carga longitudinal a los pares de las cerchas, transformándola en
puntual.
La carga en los puntos de unión de los pares de las cerchas surge como
consecuencia del cálculo siguiente que pasa la carga aplicada sobre la cubierta a
cargas puntuales.
CARGA PUNTUAL = Carga en superficie de la cubierta (kg/m2) x
Separación entre correas (m) x (1.25 x longitud de las correas (m)).
Teniendo en cuenta que las correas son vigas continuas de dos vanos,
decisión que se justifica por las soldaduras y uniones en obra.
En el caso de las naves del invernadero la forma de actuar es la siguiente:
1- Convertimos el arco correspondiente a la forma de la cubierta a una
poligonal, donde los puntos de apoyo de las correas definirán el número de
lados de la poligonal.
2- Para una mayor seguridad en el cálculo tomamos para toda la cubierta la
carga que se le asignaría por normativa al tramo de la poligonal de menor
pendiente, ya que seria el que soporta mayor carga. Debido a que
hablamos de un arco, el tramo de mayor carga seria el más cercano a la
cumbrera por lo que su pendiente seria cercana a 0.
3- Las cargas puntuales, trasmitidas por las correas en los puntos de descanso
en los pórticos, se tomarán como lineales, distribuidas uniformemente
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sobre los pares en pórticos intermedios, y tramos de la poligonal en
hastiales. Con ello se aparecerán esfuerzos de flexión en estos tramos que
conllevarán un mayor dimensionamiento de estas barras. Se aceptará el
mayor coste en beneficio de obtener una estructura más estable.
PÓRTICO INTERMEDIO DE LA NAVE CENTRAL.
Tabla 4.
Figura 7. Representación de la carga de nieve en P.I.N.C.
PÓRTICO HASTIAL DE LA NAVE CENTRAL
Tabla 5.
Figura 8. Representación de la carga de nieve en P.H.N.C.
PÓRTICO INTERMEDIO DE LAS NAVES ADOSADAS.
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Tabla 6.
Figura 9. Representación de la carga de nieve en P.I.N.A.
PÓRTICO HASTIAL DE LAS NAVES ADOSADAS.
Tabla 7.
Figura 10. Representación de la carga de nieve en P.H.N.A.
En el caso de disponer cargas puntuales, como acciones de la nieve, los
datos serían expresados en T/m.
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NAVE CENTRAL
Tabla 8. Cargas puntuales de nieve en nave central.
NAVE ADOSADA
Tabla 9. Cargas puntuales de nieve en naves adosadas.
La semicarga corresponde a la carga puntual en los hastiales, ya que éstos
soportan la mitad de la carga que los pórticos centrales.
2.2. CARGA DE VIENTO EN CUBIERTA
HIPÓTESIS A
NAVE CENTRAL
PÓRTICO INTERMEDIO
Figura 11. Representación de viento en cubierta (Hipótesis A) y lateral en
P.I.N.C.
Tabla 10. Cagas de viento lateral en nave central.
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Cargas de Cubierta
Tramo 1 0,086 T/m Tramo 8 -0,046 T/m
Tramo 2 0,081 T/m Trano 9 -0,056 T/m
Tramo 3 0,048 T/m
Tramo 4 0,028 T/m
Tramo 5 0,012 T/m
Tramo 6 -0,01 T/m
Tramo 7 -0,026 T/m
PÓRTICO HASTIAL
Figura 12. Representación de viento en cubierta (Hipótesis A) y lateral en
P.H.N.C.
NAVES ADOSADAS
PÓRTICO INTERMEDIO
Figura 13. Representación de viento en cubierta (Hipótesis A) y lateral en P.I.N.A.
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Tabla 11. Cargas de viento lateral en naves adosadas.
Cargas de Cubierta
Tramo 1 0,096 T/m
Tramo 2 0,064 T/m
Tramo 3 0,03 T/m
Tramo 4 -0,004 T/m
Tramo 5 -0,032 T/m
Tramo 6 -0,05 T/m
PÓRTICO HASTIAL
Figura 14. Representación de viento en cubierta (Hipótesis A) y lateral en
P.H.N.A.
HIPÓTESIS B
NAVE CENTRAL
PÓRTICO INTERMEDIO
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Figura 15. Representación de viento en cubierta (Hipótesis B) y lateral en
P.I.N.C.
Tabla 12. Cagas de viento lateral en nave central.
Cargas de Cubierta
Tramo 1 0,072 T/m
Tramo 2 0,094 T/m
Tramo 3 0,104 T/m
Tramo 4 0,134 T/m
Tramo 5 0,140 T/m
Tramo 6 0,174 T/m
Tramo 7 0,190 T/m
Tramo 8 0,212 T/m
Tramo 9 0,222 tn/m
PÓRTICO HASTIAL
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Figura 16. Representación de viento en cubierta (Hipótesis B) y lateral en
P.I.N.C.
NAVES ADOSADAS
PÓRTICO INTERMEDIO
Figura 17. Representación de viento en cubierta (Hipótesis B) y lateral en
P.I.N.A.
Tabla 13. Cargas de viento lateral en naves adosadas.
PÓRTICO HASTIAL
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Figura 18. Representación de viento en cubierta (Hipótesis B) y lateral en
P.H.N.A.
(Las cargas en los hastiales tienen la mitad de valor que las cargas en pórticos
intermedios).
Los datos obtenidos para las cargas de viento se adecúan a la normativa
vigente, NTE (España). Esta normativa presenta dos hipótesis de viento, por cada
lateral del invernadero, dependiendo del sentido y dirección del viento, cuando
sopla, las denominadas hipótesis A y B, separando en cada una de ellas el viento
en cubierta situado a barlovento y el viento en cubierta situado a sotavento. Estas
dos hipótesis de carga tendrán unos valores que dependerán de: la altura de
cumbrera, la situación eólica y topográfica, el ángulo de inclinación de la cubierta
y el porcentaje de huecos de la pared o elemento sobre la que actúan.
(Para la realización de cálculos). El programa Metal 3D contempla,
únicamente cuatro hipótesis de viento (hipótesis A y B por la derecha y por la
izquierda del invernadero tanto en cubierta como en pared lateral). Pero además
de estas hipótesis, se debe introducir cargas de viento frontal en los hastiales, con
lo que para poder generar esta nueva hipótesis de carga, se borran las hipótesis A
y B en un sentido, y se agrupa barras, de tal manera que las barras que soporten la
mayor carga sean las que queden como elemento dimensionado.
Asimilamos la cubierta en forma de arco, en una cubierta poligonal, donde
los tramos de esta poligonal son aquellos que se encuentran definidos por los
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puntos de apoyo de las correas de cubierta. Cada tramo de la poligonal tiene una
carga de viento distinta, debido a que tiene una altura distinta y una pendiente
distinta.
El valor negativo de las cargas se debe a que son cargas de succión
mientras que el valor positivo nos indica un valor de presión.
Las cargas de viento deberían ponerse como cargas puntuales aplicadas en
los puntos de apoyo de las correas de cubierta pero, para una mayor simplificación
de los cálculos, se ha optado por disponer cargas uniformemente repartidas en las
barras de distinto valor en función de la hipótesis tomada ( A o B ), de la altura
máxima a la que se encuentra la barra, de su pendiente y del porcentaje de huecos
de la superficie sobre la que se aplica la carga. En dichas barras aparecerán
esfuerzos de flexión que implicarán un mayor dimensionamiento.
Las cargas se obtienen multiplicando la carga superficial dada por
normativa en una superficie, por la separación entre pórticos, para que la carga
quede como lineal en la barra en el plano del pórtico. En los pórticos hastiales el
valor de las cargas es la mitad del que tienen pórticos intermedios debido a que la
superficie de actuación es la mitad.
2.3. VIENTO EN LATERAL
Dependiendo del sentido del viento aparecen cargas de barlovento y de
sotavento en uno u otro lateral de la estructura, siendo las cargas de barlovento las
dos terceras partes de la carga indicada por la normativa y las de sotavento la
tercera parte de la carga indicada por normativa. Esta carga es soportada por los
pilares laterales y depende de la altura de la pared, zona eólica y situación
topográfica de la zona donde se encuentra la estructura. (Cargas representadas en
Figuras 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 y 18.).
CARGA LINEAL = Carga en superficie de la pared (kg/m2) x Separación
entre pilares (m).
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En el caso de los pilares de esquina la separación entre pilares será la
mitad, con lo que las cargas de viento lateral tendrán un valor mitad del que toman
las correspondientes a pilares interiores.
2.4. VIENTO FRONTAL (SEGÚN LA NTE ESPAÑA)
Figura 19. Viento frontal nave central.
Figura 20. Viento frontal naves adosadas.
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El viento frontal es una carga inicialmente superficial que afecta a los
hastiales de la estructura y cuyo valor depende de la altura de la pared sobre la
cual esta carga está actuando, además de la zona eólica y situación topográfica.
Dependiendo del sentido del viento aparecerán cargas de barlovento y de
sotavento en uno u otro hastial de la estructura, siendo las cargas de barlovento
las dos terceras partes de la carga indicada por la normativa y las de sotavento la
tercera parte de la carga indicada por normativa.
En metal 3D se introduce dos hipótesis de viento frontal dependiendo del
sentido del viento; así se ahorra el agrupamiento de barras en sentido longitudinal
del invernadero por omisión de hipótesis de viento, como ocurría con el viento
lateral y en cubierta de la estructura.
Nota
Esta carga inicialmente superficial será soportada por las barras del
hastial de la estructura por lo que la carga será transformada en lineal.
CARGA LINEAL = Carga en superficie de la pared (kg/m2) x Separación
entre pilares (m).
En el caso de los pilares de esquina la separación entre pilares será la
mitad.
2.5. PESO PROPIO
El peso propio de la estructura es una carga gravitatoria que va a depender
del perfil elegido para cada uno de los elementos de la estructura. Esta carga es
una carga lineal repartida a lo largo de la longitud de cada uno de los perfiles de la
estructura. En el caso de elementos en situación vertical como son los pilares esta
carga se dispondrá como una carga triangular donde en cabeza su valor es cero
siendo en la base del pilar la carga máxima, pero a efectos de cálculo se toma
como una carga puntual en cabeza de pilares.
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CARGA DEBIDA A LAS CORREAS DE CUBIERTA PREVIAMENTE
DIMENSIONADAS. El peso de las correas de cubierta además de la propia cubierta y
accesorios de montaje es soportado por cerchas en pórticos intermedios y dinteles
en pórticos hastiales. Estas cargas son cargas puntuales aplicadas en los puntos de
apoyo de estas correas y cuyo valor es el siguiente:
CARGA PUNTUAL = (Carga lineal debida al peso del perfil (kg/m) x
1.25 x longitud del vano de la correa (m)).
Se considera las correas como vigas continuas de dos vanos y con carga
lineal uniformemente repartida.
Para el dimensionamiento de las correas de cubierta se ha generado dos
archivos en Metal 3D, uno para la nave central y otro para las naves adosadas, en
el que se representan las correas y se dimensionan con las cargas que soportarán.
Debido a la diferente altura y pendiente de la parte de cubierta que soportan,
cargas de viento y nieve serán distintas en cada una de las correas, por lo que los
perfiles dimensionados serán distintos. Se toma el mayor de los perfiles obtenidos
para correas de cubierta tanto en la nave central como en las naves adosadas.
CARGA DEBIDA A LAS VIGAS DE ATADO EN CABEZA DE PILARES.
Las vigas de atado en cabeza de pilares de las naves del invernadero en
sentido longitudinal, son soportadas por los pilares laterales y de esquina, por lo
que cada uno soporta una carga adicional de peso propio, de valor:
CARGA PUNTUAL en cabeza de pilares = (Carga lineal debida al peso
del perfil (kg/m) x longitud de la barra (m))/2.
Las vigas de atado son consideradas como vigas biapoyadas con carga
uniformemente repartida.
Las correas laterales, al igual que pasa con las de atado en cabeza de
pilares se sustentan sobre los pilares laterales y de esquina de la estructura, por lo
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que su peso se añade como carga puntual en el punto de inserción de éstas en el
pilar. Su valor se calcula de igual manera que en vigas de atado.
Para una simplificación en el cálculo, en vez de tomar cargas puntuales en
puntos de apoyo de correas de cubierta en cerchas y dinteles, se toma cargas
uniformemente repartidas en pares y dinteles hastiales provocadas por el peso de
cubierta, correas de cubierta y peso de los accesorios.
CARGA DEBIDA A CUBIERTA
La cubierta del invernadero es de plástico rígido, se tomará una carga
superficial de 10 kg/m2 como peso, que se convertirá en lineal aplicada a lo largo
de toda la longitud de los pares de las cerchas y dinteles en hastiales de la
estructura.
Al igual que la cubierta, se toma por seguridad una carga de 2 kg/m2
debido a accesorios de montaje de la propia cubierta como son las pinzas.
Un dato a tener en cuenta es el peso de las ventanas en cubierta que
suponemos parte de la estructura. Es importante su peso, por el sistema de
cremalleras el motor etc.
NAVE CENTRAL
Tabla 14. Carga soportada por correas de cubierta en la nave central..
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Dimensionamiento de las correas de la nave central.
Figura 21. Correas de la nave central.
Cargas
1-Nieve 0.134 T /m
2-Hipótesis A de Viento Derecha
Correa 1 0.018 T /m
Correa 2 0,027 T /m
Correa 3 0,02 T /m
Correa 4 0,012 T /m
Correa 5 0,005 T /m
Correa 6 -0,004 T /m
Correa 7 -0,011 T /m
Correa 8 -0,02 T /m
Correa 9 -0,022 T /m
Correa 10 -0,022 T /m y siguientes.
3-Hipótesis B de Viento Derecha
Correa 1 -0,015 T /m
Correa 2 -0,039 T /m
Correa 3 -0,047 T /m
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Correa 4 -0,055 T /m
Correa 5 -0,063 T /m
Correa 6 -0,072 T /m
Correa 7 -0,079 T /m
Correa 8 -0,087 T /m
Correa 9 -0,091 T /m
Correa 10 -0,091 T /m y siguientes.
4-Peso Propio 0,025 T /m
NAVE ADOSADA
Tabla 15. Carga soportada por correas de cubierta en naves adosadas..
Dimensionamiento de las correas de la nave central
Figura 22. Correas de las naves adosadas.
Cargas
1-Nieve 0.134 T /m
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2-Hipótesis A de Viento Derecha
Correa 1 0,028 T /m
Correa 2 0,018 T /m
Correa 3 0,009 T /m
Correa 4 0,001 T /m
Correa 5 0,009 T /m
Correa 6 0,014 T /m
Correa 7 0,014 T /m y siguientes.
3-Hipótesis B de Viento Derecha
Correa 1 0,014 T /m
Correa 2 0,024 T /m
Correa 3 0,033 T /m
Correa 4 0,044 T /m
Correa 5 0,052 T /m
Correa 6 0,057 T /m
Correa 7 0,057 T /m y siguientes.
4-Peso Propio 0,0068 T /m
2.6. Cargas de Sismo (NTE (España)).
Debido a que no nos encontramos en una zona sísmica se puede omitir sin
ningún problema en cuanto a la normativa las cargas de sismo.
2.7. Sobrecarga de uso.
No se considera sobrecarga de uso debido a que la estructura ya esta
suficientemente dimensionada.
Nota
La sobrecarga de uso en cubierta es una carga superficial gravitatoria y al
igual que se hace con la carga de nieve, también es soportada por las correas. Que
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puntualmente transmiten ésta a cerchas en pórticos intermedios y a dinteles en
pórticos hastiales.
CARGA PUNTUAL = Carga en superficie de la cubierta (kg/m2) x
Separación entre correas (m) x (1.25 x longitud de las correas (m)).
Suponemos que las correas son vigas continuas de dos vanos. Este dato
estará justificado por soldaduras y uniones en obra.
3. COLOCACION DE LOS PERFILES.
Debido a las características de los perfiles (de sección circular) la
colocación de los perfiles no es relevante.
4. DESCRIPCIÓN DE LOS NUDOS.
Todos los nudos del invernadero están articulados excepto las base
de los pilares que son empotramientos perfectos.
Los arcos, que para simplificación de cálculos se han entendido
como poligonales de un número determinado de lados, están
formados por barras unidas rígidamente.
Las cruces de San Andrés, vigas de atado, correas laterales y
correas en cubierta están unidas a pilares, cerchas y dinteles
mediante articulaciones, que en el caso de correas de cubierta son
apoyos.
En aquellos pilares a cuya base se suelde una barra procedente de
una cruz de San Andrés, ésta se encuentra articulada con el pilar en
la misma base.
Por exigencias de la aplicación informática Metal 3D, para
posteriormente poder definir y generar zapatas y placas de anclaje
en pilares, las barras de arriostramientos no se articulan en la base
de los pilares, pero sí más arriba si no, el programa es incapaz de
generar esas placas y zapatas.
Las barras que forman las cerchas están unidas entre ellas como
articulaciones, aunque en realidad son semiempotramientos.
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5. AGRUPACION DE LOS PLANOS.
Los planos quedan agrupados para facilitar su manipulación en el proceso
de introducción de las cargas, descripción de nudos de la estructura, barras y en el
proceso de cálculo para poder dimensionar con mayor facilidad, debido a que
planos agrupados tienen todas sus características iguales. Los pórticos intermedios
de la nave central y de las naves adosadas quedan agrupados debido a que sus
cargas y estructura son iguales. Los pórticos hastiales, al igual que los
intermedios, quedan agrupados también debido a que en ellos las cargas se
reducen a la mitad en relación a los intermedios. Las agrupaciones son según
plano YZ, plano del pórtico correspondiente.
6. AGRUPACIÓN DE BARRAS
El agrupamiento de barras se utiliza para facilitar la introducción de datos
Las barras agrupadas tendrán las mismas características físicas, aunque pueden
tener distinta flecha, distinto coeficiente de pandeo, distintas cargas, etc...
PÓRTICO HASTIAL
Quedan agrupadas:
Barras que conforman el dintel de la nave central.
Pilares de esquina de la nave central.
Pilares interiores del hastial.
PÓRTICO INTERMEDIO
Quedan agrupadas:
Pilares laterales de la nave central.
Pares de la cercha de la nave central.
Tirantes de la cercha de la nave central.
Diagonales ce la cercha de la nave central.
Montantes de la cercha de la nave central.
LATERALES DE LA ESTRUCTURA
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Quedan agrupadas:
Vigas de atado en cabeza de pilares.
Correas laterales.
El agrupado de las barras de la estructura da mucha agilidad a la
hora del dimensionamiento de la estructura.
El mismo agrupamiento de barras que se ha realizado en la nave central
será el que siga para en las naves adosadas del invernadero.
7. PANDEO DE LA ESTRUCTURA
El dintel de la nave central es una única barra arqueada con una serie de
apoyos intermedios que la arriostran en el plano del pórtico hastial. Además
soporta a las correas de cubierta que arriostran la barra en sentido perpendicular al
pórtico hastial; para poder realizar el cálculo con Metal 3D hemos asimilado la
barra arqueada a una línea poligonal donde las barras que la forman quedan
delimitadas por los nudos de apoyo de las correas de cubierta sobre el dintel.
HASTIAL DE LA NAVE CENTRAL
XY
Dintel: El coeficiente de pandeo en el plano de estudio se debe a la
separación de las correas de cubierta, ya que arriostran el dintel en el plano de la
cubierta. La longitud de pandeo del dintel será por tanto igual a la de una barra
que une correas de coeficiente de pandeo 1, por ser biarticulada, considerando
como coacciones externas de los nudos los apoyos con las correas.
Pilares de esquina: Se consideran en toda su longitud, como empotrados en
la base y articulados en cabeza utilizando como coacción externa las vigas de
atado, por lo que se tiene un coeficiente de pandeo de 0.7. Debido a que los pilares
están arriostrados por las correas laterales de la nave central, dichos coeficientes
de pandeo varían según tramos del pilar definidos por los arriostramientos.
Pilares interiores del hastial: Se consideran empotrados en la base y
articulados en cabeza, utilizando como coacción externa el arriostramiento con
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las cruces de San Andrés de cubierta y correas. Los coeficientes de pandeo varían
del valor de 0.7 debido al arriostramiento producido por las correas laterales.
Correas laterales: Son barras que unen pilares y entre sí, están unidas
mediante uniones rígidas perfectas. En el plano de estudio tienen un valor de
coeficiente de pandeo 1 por considerarse barras biarticuladas, aunque las
coacciones externas que definen las articulaciones no existan.
Figura 23. Coeficientes de pandeo del hastial de Nave Central (Plano XY)
XZ
Dintel: En este plano el dintel es considerado como una barra arqueada
arriostrada por los pilares interiores del hastial, pero para simplificación de
cálculos se toma esta barra arqueada por una poligonal donde las barras que la
forman unen pilares, por lo que son barras biapoyadas cuyas coacciones externas
son los pilares interiores y de esquina del hastial.
Pilares de esquina: Se consideran en toda su longitud, como empotrados en
la base y articulados en cabeza, utilizando como coacción externa las correas
laterales del hastial, por lo que tendremos un coeficiente de pandeo de 0.7. Debido
a que los pilares están arriostrados por estas correas laterales de la nave central los
coeficientes de pandeo varían según tramos del pilar definidos por los
arriostramientos.
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Pilares interiores del hastial: Se consideran empotrados en la base y
articulados en cabeza utilizando como coacción externa la unión con el dintel. Los
coeficientes de pandeo varían del valor de 0.7 debido al arriostramiento producido
por las correas laterales.
Correas laterales: Son barras que unen pilares y entre sí están unidas
mediante uniones rígidas perfectas. En el plano de estudio tienen un valor de
coeficiente de pandeo 1 por considerarse barras biarticuladas, aunque las
coacciones externas que definen las articulaciones no existen.
Figura 24. Coeficientes de pandeo del hastial de Nave Central (Plano XZ)
INTERMEDIO DE LA NAVE CENTRAL.
Nota: Los pares forman una única barra arqueada, pero para poder trabajar
con Metal 3D, se ha convertido en una poligonal formada por pares que unen
correas de cubierta. Los tirantes al igual que los pares forman una sola barra.
XY
Pares: Debido a las correas de cubierta que los arriostran en este plano, se
consideran como barras articuladas en sus extremos, tomando como coacciones
externas los apoyos de las correas de cubierta por lo que su coeficiente de pandeo
es 1.
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Tirantes: El tirante es una barra biarticulada (entendiendo para el programa
como coacción externa de los nudos las vigas de atado), que pandea en toda su
longitud en este plano. La variación del coeficiente 1 para barras biarticuladas, es
debido a la generación en el tirante de los nudos correspondientes a la inserción en
éste de montantes y diagonales.
Montantes: Según normativa NBE EA-95 el coeficiente de pandeo es 0,8
en el plano del pórtico.
Diagonales: Según normativa NBE EA-95 el coeficiente de pandeo es 1 en
el plano perpendicular al pórtico.
Pilares Laterales: Los pilares son en toda su longitud empotrados en la
base y libres en cabeza, por lo que su coeficiente de pandeo será de 2. La
variación de este coeficiente es debido a que estos pilares están arriostrados en el
plano perpendicular al pórtico por correas laterales que generarán nudos en el
pilar.
Figura 25. Coeficientes de pandeo del intermedio de la Nave Central (Plano XY)
ZX
Pares: Debido a montantes y diagonales que los arriostran en este plano, se
considerarán como barras articuladas en sus extremos, entendiendo como
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coacciones externas las uniones con montantes y diagonales, por lo que su
coeficiente de pandeo es 1.
Tirantes: Los tirantes quedan arriostrados en este plano por diagonales y
montantes, por lo que quedarán definidos como barras biarticuladas con
coeficiente de pandeo 1.
Montantes: Según normativa NBE EA-95 el coeficiente de pandeo es 1 en
el plano perpendicular al pórtico
Diagonales: Según normativa NBE EA9-95 el coeficiente de pandeo es 0.8
en el plano del pórtico.
Pilares Laterales: Los pilares son en toda su longitud empotrados en la
base y articulados en cabeza tomando como coacción externa de esta articulación
la unión del pilar con las vigas de atado, por lo que su coeficiente de pandeo será
de 0.7. La variación de este coeficiente es debido a que estos pilares están
arriostrados en este plano por correas laterales que generarán nudos en el pilar.
Figura 26. Coeficientes de pandeo del intermedio de la Nave Central (Plano XZ)
8. PANDEO LATERAL DE EL CONJUNTO NAVE PORCHE.
No se considera pandeo lateral debido a la naturaleza de los perfiles
(redondos y perfiles armados).
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9. ARRIOSTRAMIENTOS
El proceso de cálculo seguido es el siguiente:
Para realizar el dimensionamiento de los arriostramientos en el sentido
longitudinal de la nave central del invernadero y de las naves adosadas, se ha
creado dos archivos en los cuales se han dispuesto únicamente los pórticos a los
que estos arrostramientos afectan de forma directa, es decir, el hastial y el pórtico
que interiormente le sigue. De las barras que arriostran se han colocado las que
trabajan a tracción, disponiendo únicamente cargas que actúan según el sentido
longitudinal, es decir, viento frontal, eliminando las demás Estas barras, definidas
como perfiles de sección circular, tendrán un coeficiente de pandeo en ambos
planos de 0, los nudos de la cercha donde apoyan las correas de cubierta tienen
ligado su desplazamiento según dirección de correas, para ello se han creado
nudos en el dintel del hastial definidos por los apoyos de las correas de cubierta.
Con todo esto se dimensionarán las barras de arriostramientos que actúan en
sentido longitudinal al conjunto nave-porche.
Para realizar el dimensionamiento de los arriostramientos en el sentido
transversal de la nave central del invernadero y de las naves adosadas, se ha
creado dos archivos en los cuales se han dispuesto únicamente los pórticos a los
que estos arrostramientos afectan de forma directa, es decir, el hastial y el pórtico
que interiormente le sigue, de las barras que arriostran se han colocado las que
trabajan a tracción, disponiendo únicamente cargas que actúan según el sentido
transversal, es decir, viento lateral, eliminando las demás, estas barras definidas
como perfiles de sección circular tendrán un coeficiente de pandeo en ambos
planos de 0, los nudos de la cercha donde apoyan las correas de cubierta tienen
ligado su desplazamiento según dirección de correas, para ello se han creado
nudos en el dintel del hastial definidos por los apoyos de las correas de cubierta.
Con todo esto se dimensionarán las barras de arriostramientos que actúan en
sentido longitudinal al conjunto nave-porche.
Para reducir el pandeo de las barras que conforman las cerchas se ha
optado por colocar una serie de tensores en sentido transversal a la nave central,
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tensores que unirán las cerchas y causarán una mayor estabilidad de la estructura.
Debido a que estos estarán sometidos a esfuerzos de tracción o compresión se
dimensiona estos con el perfil mínimo de la serie. En Metal 3D no se
dimensionarán para evitar problemas en el cálculo. Los tensores unirán pares de la
cercha y tirantes entrecruzándose en la mitad de la separación entre pórticos.
Figura 27. Arriostramientos frontales (nave central).
Figura 28. Arriostramientos laterales (nave central).
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Figura 29. Arriostramientos frontales (naves adosadas).
10. DIMENSIONAMIENTO
NAVE CENTRAL DEL INVERNADERO
HASTIAL
PILARES DE ESQUINA DE LA NAVE CHS 88.9x6
PILARES INTERIORES DEL HASTIAL 1 CHS 139.7x8
PILARES INTERIORES DEL HASTIAL 1 CHS 168.3x10
PILARES DE LA PUERTA CHS 76.1x2.5
DINTELES CHS 76.1x6
INTERMEDIO
PILAR LATERAL CHS 193.7x12
PARES CHS 76.1x6
DIAGONALES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 60.3x2
MONTANTES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 48.3x2
TIRANTES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 76.1x6
ARRIOSTRAMIENTOS
CRUCES DE SAN ANDRÉS EN CUBIERTA CHS 21.3x2
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CRUCES DE SAN ANDRES EN LATERALES CHS 21.3x2
VIGAS DE ATADO CHS 60.3x2
CORREAS LATERALES CHS 60.3x2
CORREAS FRONTALES CHS 88.9x2
CORREAS DE LA NAVE CENTRAL CHS 76.1x6.3
NAVES ADOSADAS
HASTIAL
PILARES DE ESQUINA CHS 60.3x5
PILARES INTERIORES CHS 139.7x8
DINTELES CHS 60.3x3
CORREAS LATERALES CHS 60.3x2
INTERMEDIO
PILARES LATERALES CHS 139.7x8
PARES DE LA CERCHA CHS 60.3x3
DIAGONALES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 26.9x2
MONTANTES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 26.9x2
TIRANTES DE LA CERCHA DE LA NAVE CHS 60.3x3
ARRIOSTRAMIENTOS
CRUCES DE SAN ANDRÉS EN CUBIERTA CHS 42.4x2
VIGAS DE ATADO CHS 60.3x2
CORREAS LATERALES CHS 60.3x2
CORREAS DE LA NAVE CHS 76.1x4
11. CIMENTACIÓN
Para calcular la cimentación del invernadero se recurre al programa
Zapatas donde únicamente consideraremos una cimentación de zapatas aisladas,
mientras que las placas de anclaje quedarán calculadas por el programa Metal 3D.
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No recurrimos al programa de Cypecad para el cálculo de las zapatas,
debido a que este programa las sobredimensiona, porque fue pensado para
edificios en los que las cargas más importantes que soporta una zapata son las
axiales.
Figura 30. Detalle de zapatas de la nave central del invernadero.
Figura 31. Detalle de zapatas de las naves adosadas del invernadero.
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11.1 DATOS GENERALES
MATERIALES
Tabla 15. Datos generales de materiales de zapatas
TERRENO
Tabla 16. Datos generales del terreno.
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Tabla 17. Datos generales del terreno.
11.2 ZAPATAS Y PLACAS DE ANCLAJE.
Éstas serán de hormigón armado aunque algunas pueden construirse en
hormigón en masa, centradas por el poco peso que transmitirá el invernadero a su
cimentación, y cuadradas en los pilares de esquina e interiores de los hastiales
tanto de la nave central como de las naves adosadas, debido a que están sometidos
a cargas en los dos planos.
En los pilares laterales de las naves, debido a que están sometidos a cargas
en el plano transversal y axial, se dispondrá por ahorro de elementos metálicos de
armado y hormigón zapatas de hormigón armado rectangulares centradas, pero
para simplificación de cálculos y trabajo he tomado como mejor opción zapatas
cuadradas.
La armadura de las zapatas se realizará con redondos de diámetro entre 10
y 20 mm de acero corrugado B-400S.
Las placas de anclaje se generarán con pernos de acero corrugado B-400S
de diámetros comprendidos entre 10 y 20 mm, con tuerca como unión con la placa
de anclaje y terminación en patilla con gancho de 90º y separación del borde 50
mm.
Para garantizar una soldabilidad con el pilar se ha limitado el espesor de
las placas a 20 mm, con lo que en caso de que se necesiten con mayor espesor se
dispondrán de cartelas de bisel de 45º y espesor no superior a 20 mm.
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ZAPATA 1
Tabla 18. Zapatas de los pilares de esquina del hastial de la nave central de
invernadero.
Tabla 19. Armado de las zapatas de los pilares de esquina del hastial de la nave
central de invernadero.
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Figura 32. Placa de anclaje 1.
Nota: Esta zapata es posible disponerla en hormigón en masa.
ZAPATA 2
Tabla 20. Zapata del primer pilar interior, empezando por la izquierda, del hastial
de la nave central del invernadero.
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Tabla 21. Armado de la zapata del primer pilar interior, empezando por la
izquierda, del hastial de la nave central del invernadero.
Figura 33. Placa de anclaje 2.
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ZAPATA 3
Tabla 22. Zapata del segundo pilar interior, empezando por la izquierda, del
hastial de la nave central.
Tabla 22. Armado de la zapata del segundo pilar interior, empezando por la
izquierda, del hastial de la nave central.
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Figura 34. Placa de anclaje 3.
ZAPATA 4
Tabla 23. Zapata de los pilares de la puerta de entrada de la nave central.
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Tabla 24. Armado de la zapata del pilar de la puerta de entrada a la nave central.
Figura 35. Placa de anclaje 4.
Nota: Esta zapata se puede construir en hormigón en masa.
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ZAPATA 5
Tabla 25. Zapata de los pilares laterales de la nave central del invernadero
Tabla 26. Armado de las zapatas de los pilares laterales de la nave central del
invernadero.
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Figura 36. Placa de anclaje 5.
ZAPATA 6
Tabla 27. Zapata de pilares laterales del hastial de las naves adosadas.
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Tabla 28. Armado de las zapatas de pilares laterales del hastial de las naves
adosadas.
Figura 37. Placa de anclaje 6.
Nota: Esta zapata es posible disponerla en hormigón en masa.
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ZAPATA 7
Tabla 29. Zapata del pilar interior del hastial de las naves adosadas.
Tabla 30. Armado de la zapata del pilar interior del hastial de las naves adosadas
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Figura 38. Placa de anclaje 7.
Nota: Esta zapata es posible disponerla en hormigón en masa.
ZAPATA 8
Tabla 31. Zapata de los pilares laterales de las naves adosadas