lunes, 26 de agosto de 2013

PILARES Y VIGAS - EDIFICIOS MODULARES

1. Pilares.

Los pilares o soportes son elementos que transmiten las cargas a la cimentación. La flexión, generalmente, es pequeña (excepto en los sistemas de nudos rigidos), pudiendo incluso ser prácticamente nula en los casos de nudos articulados.

El perfil más conveniente es la sección H (HEB, HEA, HEM), por requerir una menor cantidad de mano de obra y porque, debido a ser un perfil abierto, sus uniones son más sencillas. Su utilización como perfil simple es adecuada debido a que sus radios de giro son del mismo orden de magnitud en ambas direcciones. No obstante, en casos de compresión centrada, pueden existir perfiles tubulares simples con mayor aprovechamiento, pero la complejidad de las uniones en éstos, hace que los perfiles en H sean , en general, la mejor elección.

Otro sistema para el diseño de pilares consiste en la combinación de dos o más perfiles laminados 1 tipo UPN 6 IPE, formando lo que se denomina sección compuesta. Se realiza uniendo los perfiles directamente entre si por medio de un cordón de soldadura, (continuo para evitar oxidaciones en el interior) (Fig. 3.8.), o solidarizando los perfiles por medio de presillas (Fig. 3.9.) o elementos de celosía. En estos pilares compuestos puede conseguirse que las esbelteces sean las idóneas en las dos direcciones, obteniendo un óptimo resultado en el caso de compresión centrada.



Como en el caso de los perfiles tubulares, en estos perfiles compuestos las uniones son más complejas que en los perfiles simples.

Pueden utilizarse también secciones compuestas formadas por perfiles y chapas. Unicamente en los casos en los que las solicitaciones sean muy elevadas es recomendable su utilización.

Se insiste en el empleo de perfiles simples abiertos por la facilidad que presentan sus uniones, as como la menor aportación de mano de obra que conlleva su elaboración.

En el cálculo de un pilar inciden además de la solicitación, el tipo de acero, la longitud entre los nudos inicial y final, y las propias vinculaciones de sus extremos. Estos factores se analizan en el capitulo de cálculo de elementos.

2. Vigas.

Las vigas o jácenas o dinteles son elementos que reciben las cargas de los forjados y las transmiten a los pilares, trabajando principalmente a flexión.

El perfil ideal, trabajando a flexión, que proporciona el máximo rendimiento es aquel que tiene la masa material alejada del c.d.g. La materialización más apropiada de este ideal se produce en los perfiles laminados en doble T (Fig. 3.10). Por ello, se recomienda la utilización, siempre que sea posible, de  perfiles tipo IPE. En los casos en los que la reducción del canto es un gran condicionante pueden usarse perfiles en H, a pesar de su menor rendimiento.




En los casos de vigas de grandes luces y con cargas elevadas, cuando los perfiles laminados no proporcionen la resistencia y la rigidez requeridas, deben utilizarse vigas armadas, abiertas o en cajón (Fig. 3.11. y 3.12.).



En el cálculo de estas vigas, además de la comprobación de la resistencia y la rigidez necesaria de las mismas, deben hacerse, en algunos casos, las siguientes:

• Comprobación al pandeo lateral cuando este pueda producirse (en la mayoría de los casos no es necesario, ya que el forjado lo impide).
• Comprobación del aboflamiento del alma. No es necesaria, en general, en los perfiles laminados. Lo es en las vigas armadas, en las cuáles deben comprobarse también las soldaduras entre alas y alma.

En los puntos de aplicación de fuertes cargas puntuales deben colocarse rigidizadores verticales.

lunes, 19 de agosto de 2013

Arriostramiento General - Edificios Modulares

Como ya se ha indicado anteriormente, los sistemas estructurales de nudos articulados son inestables e incapaces de absorber por sí mismos esfuerzos horizontales. Para conseguirlo, es preciso complementarlos con otros elementos estabilizadores que hagan de arriostramiento.

Hay que tener en cuenta que los sistemas de arriostramiento deben establecerse en los dos planos perpendiculares de un edificio de planta rectangular, con el fin de poder resistir los esfuerzos horizontales cualquiera que sea su dirección, descomponiéndolos en sus componentes según los dos planos del edificio.

En ocasiones, la situación de las estructuras de arriostramiento viene determinada, por exclusión antes que por razones de idoneidad estructural.

En la elección de su número y distribución debe tenerse en cuenta:

• Deben situarse de manera que sean capaces de resistir fuerzas horizontales en cualquier dirección, lo que, en la práctica, supone poder absorber fuerzas en las dos direcciones principales del edificio. 

• Si en una dirección no puede disponerse más que una estructura de arriostramíento, en la otra deberán disponerse al menos dos, para poder resistir el momento de torsión que la excentricidad de las fuerzas horizontales actuantes pueda producir (fig. 3.5.).



• En el caso de dos estructuras paralelas, para la absorción de una fuerza horizontal centrada con las dos, la solicitación de cada una de ellas será directamente proporcional a sus rigideces relativas. Ello se justifica por la rigidez (prácticamente infinita) de los forjados.

• Análogas dificultades para la ubicación de las estructuras de arriostramiento en planta, pueden darse para su materialización vertical.

Para poder resolver esta cuestión debe tenerse en cuenta que, dada la rigidez de los forjados y su papel de diafragmas transmisores de los esfuerzos horizontales, una estructura de arriostramiento puede custribuirse entre varias plantas en distintas crujías, teniendo en cuenta, obviamente, las compresiones ó tracciones que ello origine en las vigas intermedias (fig.3.6. y 3.7.).



• Si, en algún edificio especial, en alguna planta no existiese forjado en algunos vanos o en este se abriesen huecos importantes, seria necesario un estudio especial, que podría consistir en el establecimiento de vigas horizontales, como arriostramiento en el plano del forjado en cuestión.




lunes, 12 de agosto de 2013

Estructuras con Nudos Rígidos y Nudos Articulados - Edificios Modulares

Cuando en un edificio, por su funcionalidad y disposición estructural, no es posible utilizar arriostramientos triangulares pueden substituirse éstos por porticos o marcos rigidos. Esta solución es valida tanto en plantas bajas como intermedias.

Lo distintoss sistemas estructurales descritos pueden aparecer combinados en un mismo edificio aprovechando,  la venlajas que cada uno de ellos puede ofrecer en diferentes zonas o plantas.

lunes, 5 de agosto de 2013

Estructuras De Nudos Rígidos - Edificios Modulares

Son aquellas en que las uniones entre vigas y pilares constituyen nudos rígidos, capaces de transmitir momentos entre si, constituyendo pórticos capaces de resistir esfuerzos horizontales, transmitiéndolos a la cimentación (Fig. 3.4.). El proyectista debe diseñar con detalle estos nudos para asegurarse de que en su realización son realmente rígidos y, por tanto, funcionan de acuerdo con las hipótesis de cálculo.

En este tipo no son necesarias estructuras triangulares de arriostramiento, lo que, en muchos casos, puede ser un condicionamiento decisivo. La estructura es más compleja de ejecución debido principalmente a los nudos, y su peso, es generalmente, más elevado.

En casos de terrenos con asientos previsibles, su alto grado de hiperestaticidad las hace menos adecuadas que las anteriores.