Calculo Estructural Para Un Muro Pantalla

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Ca lc ulo Estr uc tura l Pa ra Un Muro Pa nta lla - slide pdf.c om

DEPARTAMENTO DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Y TEORÍA DE ESTRUCTURAS

PROYECTO FIN DE CARRERA

CÁLCULO ESTRUCTURAL DE UN ARRIOSTRAMIENTO METÁLICO DE UN MURO PANTALLA

AUTOR: DIRECTORES:

ANTONIO SANTIAGO RAMOS DRA. SONIA SÁNCHEZFERNÁNDEZ SÁEZ DR. ÁNGEL ARIAS HERNÁNDEZ

Leganés, Junio de 2010

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Resumen En general, cuando se ejecutan dos o más sótanos, los muros perimetrales de contención no son autoportantes, es decir no están capacitados por sí solos para resistir los empujes originados por el terreno durante el proceso del vaciado total del recinto bien porque los esfuerzos resultantes superan la capacidad portante de estos muros de contención, o porque las flechas o desplazamientos horizontales en cabeza pueden poner en peligro la estabilidad de los edificios adyacentes próximos. Esta circunstancia obliga a efectuar el vaciado en dos o más fases siendo necesario colocar previamente unos apoyos provisionales que se eliminarán una vez ejecutados los forjados necesarios, con lo cual se favorece y controla la situación para este movimiento de los muros pantalla. En este proyecto vamos a profundizar en el estudio y el dimensionamiento de un apoyo provisional utilizado en estos casos y que no es otro que la colocación de una estructura metálica interior de contención. En este tipo de estructura, denominado arriostramiento metálico, se emplean perfiles metálicos simples y hasta complejas celosías según sea el caso por las cargas y luces elevadas que lo condicionen y funcionan trasmitiendo la carga de un punto a otro actuando como contención de los muros pantallas permitiendo el vaciado del recinto y que se eliminarán una vez ejecutados los forjados necesarios. El proyecto comprende todas las operaciones relacionadas con el diseño, cálculo, fabricación y montaje de este tipo de estructuras. Para ello constará de los siguientes documentos: -Memoria -Cálculo -Planos -Pliego de condiciones -Mediciones y Presupuesto El presente proyecto tiene como objetivo principal el análisis de los arriostramientos metálicos. Para ello, nuestro estudio ha girado en torno a un caso práctico concreto. En el estudio de este proyecto, la conclusión más inmediata que se deduce es que la idea del arriostramiento pantalla de mediante estructura metálica es unauna ideaestructura factible. Demuestra que este de tipomuros de estructura acero debe ser relacionada como rígida y fiable a pesar de que sea una estructura provisional. Palabras clave: Arriostramiento metálico Muro pantalla Perfiles simples Estructuras en celosía


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INDICE I. INTRODUCCIÓN

...............................................................................................................5 1.1. PRÓLOGO .............................................................................................................................6 1.2. MOTIVACIÓN ...................................................................................................................... 7 1.3. OBJETIVOS DEL PROYECTO........................................................................................10 1.4. ALCANCE DEL PROYECTO........................................................................................... 12 II. MEMORIA..........................................................................................................................14

2.1. ANTECEDENTES...............................................................................................................15 2.1.1. DESCRIPCIÓN DE LA PARCELA.................................................................................................. 15 2.1.2. ESTUDIO GEOTÉCNICO DEL TERRENO ...................................................................................... 17 2.1.3. EJECUCIÓN DEL MURO PANTALLA ........................................................................................... 20

2.2. METODOLOGÍA Y DISEÑO............................................................................................23 2.2.1. IDEAS GENERALES....................................................................................................................... 23 2.2.2. METODOLOGÍA Y DESARROLLO ............................................................................................... 24 2.2.3. DISEÑO DEL ARRIOSTRAMIENTO................................................................................................ 26 2.2.3.1. Planteamiento............................................................................................................... 26 2.2.3.2. Geometría...................................................................................................................... 27

III.CÁLCULO ...........................................................................................................................30

3.1. CONSIDERACIONES GENERALES...............................................................................31 3.2. CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA............................................................48 3.2.1. ZONA A ........................................................................................................................................ 50 3.2.2. ZONA B......................................................................................................................................... 58 3.2.3. ZONA C........................................................................................................................................ 80 3.2.4. ZONA D ........................................................................................................................................ 93 3.2.5. ZONA E....................................................................................................................................... 100

3.3. CÁLCULO DE LOS PERNOS Y PLACAS DE ANCLAJE ..........................................108 3.3.1. CÁLCULO PERNOS DE ANCLAJE............................................................................................. 109 3.3.2. CÁLCULOS PLACAS DE ANCLAJE........................................................................................... 121

3.4. CÁLCULO DE LAS UNIONES ATORNILLADAS ......................................................130 3.4.1. CÁLCULO UNIONES PERFILES HEB ........................................................................................... 134 3.4.2. CÁLCULO UNIONES ESTRUCTURAS EN CELOSÍA .................................................................... 139 Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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3.5. CÁLCULO DE LAS UNIONES SOLDADAS.................................................................141 IV. PLANOS

............................................................................................................................148 V. PLIEGOS DE CONDICIONES ...................................................................................150 5.1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................151 5.2. GENERALIDADES ...........................................................................................................152 5.3. FABRICACIÓN EN TALLER.......................................................................................... 153 5.3.1. RECOMENDACIONES GENERALES.......................................................................................... 153 5.3.2. CONTROL DE LA EJECUCIÓN EN TALLER................................................................................ 160

5.4. MONTAJE EN OBRA .......................................................................................................163 5.4.1. RECOMENDACIONES GENERALES.......................................................................................... 163 5.4.2. CONTROL DEL MONTAJE EN OBRA ........................................................................................ 166

5.5. IDONEIDAD DE MATERIALES ....................................................................................168 5.5.1. PERFILES Y PLACAS DE ACERO LAMINADO ........................................................................... 168 5.5.2. PERNOS DE ANCLAJE ............................................................................................................... 171 5.5.3. PINTURAS.................................................................................................................................... 174

5.6. PLAN ACOPIO DE MATERIALES ................................................................................178 5.7. MEDIOS HUMANOS Y MATERIALES ........................................................................180 5.8. UNIONES SOLDADAS .....................................................................................................183 5.8.1. CONSIDERACIONES GENERALES............................................................................................. 183 5.8.2. DISPOSICIONES DE LA SOLDADURA ....................................................................................... 189 5.8.3. EJECUCIÓN UNIONES SOLDADAS........................................................................................... 193 5.8.4. TIPOS DE ELECTRODOS............................................................................................................. 200 5.8.5. CONTROL E INSPECCIÓN SOLDADURAS................................................................................ 205 5.8.6. DEFECTOS DE LA SOLDADURA................................................................................................ 207 5.8.7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS...................................................................................................... 211

5.9. TOLERANCIAS................................................................................................................. 212 VI. MEDICIONES Y PRESUPUESTO ..........................................................................215

6.1. CONSIDERACIONES GENERALES.............................................................................216 6.2. MEDICIONES.................................................................................................................... 217 6.3. ANÁLISIS ECONÓMICO ................................................................................................223 Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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6.4. RESUMEN DE PRESUPUESTO......................................................................................224 VII. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS

....................................................225

7.1. CONCLUSIONES........................................................................................................................ 226 7.2. TRABAJOS FUTUROS.................................................................................................................. 228

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................... 231 ANEJOS ...................................................................................................................................232

ANEJO I: PLAN EJECUCIÓN DE TRABAJOS ..................................................................233 1.1. DESCRIPCIÓN DE TRABAJOS ................................................................................................... 233 1.2. PLANING.................................................................................................................................... 235

ANEJO II: PLAN GESTIÓN DE LA CALIDAD .................................................................. 236 2.1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 236 2.2. PLANIFICACIÓN DE LA CALIDAD............................................................................................ 238 2.3. CALIDAD EN LA FASE DE DISEÑO............................................................................................ 240 2.4. CALIDAD EN LA FASE DE GESTIÓN DE CONTRATACIÓN ...................................................... 241 2.5. CALIDAD EN LA FASE DE FABRICACIÓN Y MONTAJE........................................................... 242 2.6. ESTRUCTURA DE LA ORGANIZACIÓN DE CALIDAD .............................................................. 243 2.7. CONTROL DE CALIDAD............................................................................................................ 246 2.8. DOCUMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CALIDAD ..................................................................... 248 2.9. COMPROMISO.......................................................................................................................... 249 2.10. ANEXOS ...................................................................................................................................... 250

ANEJO III: PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD...................................................................251 3.1. MEMORIA .................................................................................................................................. 251 3.2. POLÍTICA SEGURIDAD Y SALUD ............................................................................................... 252 3.3. INSTALACIONES PROVISIONALES ............................................................................................ 254 3.4. PROTECCIONES Y RIESGOS. NORMAS DE SEGURIDAD......................................................... 262

3.4.1. Trabajos de soldadura eléctrica.................................................................................. 262 3.4.2. Trabajos de soldadura por gases................................................................................. 264 3.4.3. Resto de trabajos ........................................................................................................... 267 3.5. MEDIDAS DE PROTECCIÓN Y MEDIOS AUXILIARES................................................................ 269 3.6. RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS DE SEGURIDAD ................................................................ 271

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I. INTRODUCCIÓN


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1.1. PRÓLOGO Toda actividad al servicio de la sociedad debe ordenarse para garantizar el mejor cumplimiento de sus fines, en tanto mayor grado cuanto más importante sean los objetivos a alcanzar y más compleja su organización. Es natural, por tanto, que la sociedad se haya preocupado de establecer reglas tendentes a conseguir las mayores garantías de seguridad, calidad e idoneidad en los proyectos y construcción. En toda estructura metálica se debe aplicar el siguiente requisito esencial: “La estructura deberá proyectarse y construirse de forma que las cargas a que puedan verse sometidas durante su construcción y utilización no produzcan ninguno de los siguientes resultados:

- - - -

derrumbe de todo o parte; deformaciones importantes en grado inadmisible; deterioro de otras partes, de los accesorios o de otras instalaciones; daño por accidente de consecuencias desproporcionadas respecto a la causa original.”

Un objetivo primordial será garantizar una vida útil económicamente razonable. Ello supone tener en cuenta los siguientes aspectos pertinentes: - costes de proyecto, construcción y uso; - costes ocasionados por una imposibilidad de uso; - riesgos y consecuencias de un fallo de la estructura durante su vida útil y costes del seguro para cubrir estos riesgos; - costes de inspección, cuidado y reparación; - costes de funcionamiento y administración; - aspectos medioambientales.


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1.2. MOTIVACIÓN La ejecución de sótanos, tanto aislados (almacenes, aparcamientos, etc.) como formando parte integrante de un edificio, están generalmente condicionados por la proximidad de edificios existentes que pueden verse afectados si no se utilizan los medios de ejecución adecuados. En general, cuando se ejecutan dos o más sótanos, los muros perimetrales de contención no son autoportantes, es decir no están capacitados por sí solos para resistir los empujes originados por el terreno durante el proceso del vaciado total del recinto bien porque los esfuerzos resultantes superan la capacidad portante de estos muros de contención, o porque las flechas o desplazamientos horizontales en cabeza pueden poner en peligro la estabilidad de los edificios adyacentes próximos. Esta circunstancia obliga a efectuar el vaciado en dos o más fases siendo necesario colocar previamente unos apoyos provisionales que se eliminarán una vez ejecutados los forjados necesarios, con lo cual se favorece y controla la situación para este movimiento de los muros pantalla. Estos apoyos provisionales son fundamentalmente de dos tipos: 

Mediante la colocación de una estructura metálica interior de contención (arriostramiento metálico). Se emplean perfiles metálicos simples y hasta complejas celosías segúnla sea el caso las acargas trasmitiendo carga de unpor punto otro. y luces elevadas que lo condicionen y funcionan



Mediante anclajes al terreno. Los anclajes al terreno son elementos diseñados para transmitir cargas de tracción desde la superficie del terreno hasta zonas interiores del mismo.

Figura 1.2.1. Sección tipos apoyo


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Figura 1.2.2. Anclajes sobre vigas metálicas de reparto

Figura 1.2.4. Estructuras en celosía y perfiles simples

Figura 1.2.6. Detalle placa y pernos de anclaje


Figura 1.2.3. Anclajes en varios niveles

Figura 1.2.5. Arriostramiento en dos niveles

Figura 1.2.7. Detalle cabeza anclaje

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Su utilización permite resolver de forma sencilla y práctica numerosos problemas constructivos tales como la contención de tierras, el arriostrado temporal o permanente de estructuras y la estabilizacióndado deque terrenos. una solución y económica muy competitiva facilitanAdemás y reducenconstituyen el plazo de ejecución de lastécnica obras, aportando un elevado nivel de seguridad gracias al gran desarrollo tecnológico que han experimentado en las últimas décadas. La elección de un sistema u otro viene condicionada bien por factores económicos bien por la imposibilidad de ejecutar anclajes debido a lo inadecuado del terreno cuando éste no sea lo suficientemente consistente (presencia de lodos, nivel freático, etc.). Es también muy frecuente en muchas ciudades la prohibición de ejecutar anclajes al terreno ya que inevitablemente estos pasarían bajo los edificios adyacentes, pudiendo las comunidades de propietarios afectada llegar a paralizar las obras al entender que estos anclajes invadirían terrenos de su propiedad e incluso correr el riesgoquedepueden que atravesaran los sótanos existentesal del edificio. otros condicionantes impedir la ejecución de anclajes terreno, comoExisten puede ser la proximidad de túneles de tren o metro, la existencia de colectores, instalaciones de abastecimiento de agua y electricidad, etc. Ante los condicionantes anteriormente descritos, no queda otra elección que el empleo de estructuras metálicas interiores de contención. Esta situación nos impulsa a búsqueda y dimensión de un tipo de estructura que satisfaga nuestra necesidad. El motivo de este proyecto es dar un paso hacia una nueva forma de diseñar, calcular y fabricar este tipo de estructura metálica, viable y segura, que se adapte a los factores más destacados de la demanda actual como son la rapidez, calidad, seguridad y flexibilidad En la actualidad, debido a la gran demanda de este tipo de estructuras, muchas veces se busca que su fabricación sea lo más rápida posible, pero parece que hay que elegir entre hacerlo deprisa y mal, o bien, pero despacio y caro.


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1.3. OBJETIVOS DEL PROYECTO Debido al interés en profundizar en las asignaturas de teoría de estructuras y construcciones industriales a lo largo de la carrera y con la intención de impulsar esta materia dentro del ámbito profesional se pretende realizar el cálculo estructural de un arriostramiento metálico aplicado a un muro pantalla continuo. Los arriostramientos son estructuras metálicas constituidas por perfiles simples y/o compuestos de tal forma que su fabricación implique que su montaje en obra sea lo más rápida y sencilla posible. La idea es tener una estructura básica en stock, que sea estándar, y a partir de aquí, bajo pedido y una vez diseñado el arriostramiento a montar, adaptarla y modificarla según convenga a las características del muro de contención a arriostrar. Uno de los objetivos en el mundo de los arriostramientos metálicos es la de minimizar el tiempo de la fabricación, suministro, montaje y posterior desmontaje para disminuir el coste, sin dejar de lado puntos tan importantes como son la calidad de la ejecución. El objetivo del proyecto es aprender a distribuir y a proporcionar las partes de las estructuras de manera que tengan suficiente resistencia, su montaje sea práctico y sean económicas. Se tendrá en cuenta los siguientes conceptos: • Constructibilidad

Es importante asegurar que lo que se diseña es construible, dentro de unos límites establecidos de riesgos que pueden incrementar el plazo y/o coste. Se debe siempre procurar abaratar los costes de construcción y ejecución sin reducir la resistencia. • Seguridad

Las estructuras no solo deben soportar las cargas impuestas, sino que además deben soportar las deformaciones y vibraciones resultantes no sean excesivas. •

Factibilidad Las estructuras diseñadas deben fabricarse y montarse sin problemas, por lo que deben adecuarse al equipo e instalaciones disponibles debiendo aprender como se realiza la fabricación y el montaje de las estructuras para poder detallarlas adecuadamente, debiendo aprender tolerancias de montaje, dimensiones máximas de transporte, especificaciones sobre instalaciones; de tal manera que seamos capaces de fabricar y montar la estructura que se está diseñando.

• Ingeniería de Valor

Proporcionar toda la información que se disponga y apoyar en la toma de decisiones que se requieran para la selección de sistemas, materiales, calidad de acabados, etc. Proponer cuantas soluciones y medidas fueran necesarias en materia de costes, compras, Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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suministros, plazos, maquinarias, calidades técnicas y procedimientos de ejecución, para lograr y cumplir los objetivos de plazos, precios y calidades de ejecución. Vista la importancia de todos los detalles cuando se calcula una estructura metálica se ha llevado el presente Proyecto con el máximo rigor posible, pensando siempre en su desarrollo, y teniendo muy en cuenta los riesgos que los errores u omisiones de información relevante podrían producir.


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1.4. ALCANCE DEL PROYECTO El trabajo comprendido en el presente proyecto consiste en el suministro de toda la mano de obra, instalación de equipos, accesorios y materiales, así como en la ejecución de todas las operaciones relacionadas con el diseño, fabricación y montaje de acero para estructuras destinadas como arriostramiento metálico. El proyecto no pretende dar una única solución sino ser una guía de desarrollo. Se pretende establecer un mecanismo a seguir para poder calcular este tipo de estructuras. Este proyecto también incluye un plan de seguridad y salud, un modelo de gestión de calidad, un pliego de prescripciones técnicas y un estudio económico para tener una idea de lo que costaría. Con esta idea se realizará el Proyecto así como el seguimiento económico y planificación, con el fin de conseguir los objetivos marcados teniendo en cuenta los siguientes datos: o o o o

Confirmación del programa de necesidades. Análisis de la solución presentada. Revisión del coste. Información relativa a las condiciones de la parcela.

El Proyecto constará de los siguientes documentos: Memoria 

Información básica. Descripción de la solución.  Memoria de cálculo. 

Planos 

Emplazamiento. Plantas, alzados, acotados.  Detalles 

Presupuesto Estimación del presupuesto. Planificación Programa de trabajo que reflejará las actuaciones previstas de ejecución. Proyecto de Actividades  Actividades a realizar.  Materiales a utilizar. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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  

Maquinaria. Personal.

Medidasde delaseguridad, Gestión calidad. evacuación, etc. Medidas correctoras para minimizar ruidos, contaminaciones y efectos que sean nocivos, insalubres ó peligrosos.  Justificación de cumplimiento de la Normativa aplicable.  

Todos los procedimientos de diseño, cálculo y resultados se exponen en la memoria, planos y los correspondientes anexos. Todos los trabajos relacionados con este tipo de estructuras metálicas, tendrán que atenerse obligatoriamente a lo especificado.


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II. MEMORIA


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2.1. ANTECEDENTES 2.1.1-DESCRIPCIÓN DE LA PARCELAIRS - SITUACIÓN La parcela a arriostrar se encuentra situada en la Calle Bélgica del municipio de Fuenlabrada (Madrid), en un área consolidada y rodeada de bloques de viviendas colectivas y edificios públicos. La situación actual de la parcela queda recogida en el plano PLN-01 del presente proyecto -SUPERFICIE La parcela tiene una superficie de ochocientos noventa y dos con sesenta y tres (892,63) metros cuadrados. -LINDEROS Norte

En una longitud de 36,490 metros, con la finca nº 16 de la Calle Austria y con las fincas números 18 y 16 de la calle Viena. Dichas fincas son edificios de planta baja más cuatro alturas.

Oeste Sur

En una longitud de 23,611 metros, con la calle Austria. En una longitud de 34,669 metros con la calle Bélgica.

Este

En una longitud de 24,468 metros, con la calle Viena.

- SITUACIÓN URBANÍSTICA La parcela está clasificada como suelo urbano y está calificada por el vigente Plan General de Ordenación Urbana como Red Viaria Local, siendo compatible el uso de garaje-aparcamiento subterráneo bajo la misma, según lo recogido en el vigente Plan General de Ordenación Urbana. -TOPOGRAFIA Tal como se desprende del levantamiento topográfico realizado y del perfil longitudinal del eje de la ocupación en planta de la parcela, la calle Bélgica en el tramo que nos ocupa, una pendiente media del 1,27 % y en sentido ascendente de Suroeste a Noreste.


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Figura 2.1.1.1.Estado de la parcela a arriostrar


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2.1.2-ESTUDIO GEOTÉCNICO DEL TERRENOIRS Para la caracterización terreno en el cualcolumna se va a estratigráfica: situar la obra, se aporta el reconocimiento geotécnico efectuado. Sedel obtiene la siguiente - Nivel 1, Rellenos antrópicos: Dado que los sondeos se han efectuado directamente en la calzada, el primer nivel que encontramos de forma superficial está compuesto por la capa asfáltica y la base y subbase granular. Éstas apoyan sobre un terreno arenoso con aspecto de relleno hasta una profundidad máxima de −1,50 m. Estos rellenos se componen principalmente de tosco arenoso, pero la presencia de restos antrópicos (escombros), gravas y arcillas le confieren todo el aspecto de ser un relleno reciente para la ejecución de la calzada. - Nivel 2, Arenas tosquitas y tosco arenoso Por debajo de los rellenos encontramos una serie de niveles de arena tosquiza y tosco arenoso con finos de plasticidad media en proporciones comprendidas, en general, entre el 25 y 50%. Engloban tramos de naturaleza más arenosa (arenas de miga), en ocasiones con finos no plásticos, y también intercalaciones de arcillas arenosas del tipo tosco y tosco arcilloso de espesor inferior a 1 m. que se han diferenciado en las columnas de los sondeos y en el perfil estratigráfico. La densidad seca es bastante alta (1,76 a 2,00 t/m3) lo cual da idea de su compacidad, como así también lo ponen de manifiesto los ensayos SPT efectuados, con resultados N comprendidos entre 30 y 57 golpes, a los que corresponde un valor medio de 40. En estos materiales de carácter marcadamente arenoso los ensayos de rotura a compresión simple aportan resultados no representativos, puesto que se dan roturas frágiles de las probetas. Las resistencias obtenidas de 1,2 y 1,5 kp/cm 2 no deben, por tanto, tenerse en cuenta en esta caracterización resistente. Con los resultados de los ensayos de campo y de laboratorio, se puede caracterizar este nivel con los siguientes parámetros geotécnicos: Ensayos SPT Densidad seca

N = 40 gd = 18,5 kN/m3 = 1,85 g/cm3

Densidad aparente

g’ = 21 kN/m3 = 2,10 g/cm3

Cohesión efectiva

c’ = 10 kPa = 0,1 kp/cm2

Ángulo de rozamiento efectivo Ø’ = 32º


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-Nivel 3, Tosco y tosco arcilloso, con niveles intercalados de arenas: A continuación unarcilloso, espesor total 8 a 10 m.,deencontramos unaaunque alternancia métrica de niveles de toscoyycon tosco con de abundancia finos plásticos, engloban algunos niveles intercalados de tosco arenoso y de arenas de espesor decimétrico. Como comentábamos se trata de niveles, en general, de plasticidad media, con límites líquidos de 45-50%, índices de plasticidad en el entorno de 30% y contenido en finos del 80-95% en los tramos de tosco arcilloso y superiores al 50% en el tosco. Se trata de niveles densos y compactos, como así se deduce de los índices resistentes obtenidos tanto “in situ” a partir de los SPT, como en laboratorio. Los valores de los ensayos SPT se sitúan, en general, entre los 40 y 60 golpes, con un valor medio del orden de 50, mientras que los 2

compresión simple han aportado resistencias qu 2

ensayos de rotura valor medio de 5,2a kp/cm .

de 2,8 a 7,7 kp/cm , con un

Con los resultados de los ensayos de campo y de laboratorio, se puede caracterizar este nivel con los siguientes parámetros geotécnicos: Ensayos SPT Densidad seca

N = 50 gd = 18 kN/m3 = 1,80 g/cm3

Densidad aparente

g’ = 21 kN/m3 = 2,10 g/cm3

Cohesión efectiva

c’ = 20 kPa = 0,2 kp/cm2

Ángulo de rozamiento efectivo Ø’ = 32º Este potente nivel de tosco y tosco arcilloso presenta, como se ha indicado, un espesor total de 8 a 10 m., extendiéndose hasta profundidades de 19 a 23 m. Por debajo, vuelven a detectarse niveles más arenosos de tosco arenoso y arenas tosquizas. Por tanto, la columna estratigráfica supuesta en el cálculo de las pantallas, teniendo en cuenta además que en nivel freático se ha detectado a una profundidad mínima de 7.2 metros, ha sido la siguiente:


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Figura 2.1.2.1. Sección terreno

Se ha detectado la presente de agua freática a distintas profundidades, desde la -7.2 m hasta la -15.45 m, coincidente con el paquete de arenas de mayor permeabilidad. En todos los casos, dicho nivel freático afecta a la excavación a realizar, siendo necesario ejecutar la misma al abrigo de un muro pantalla continuo de hormigón armado, junto con el agotamiento del vaso mediante bombas de achique durante la misma y el cierre del vaso mediante losa de fondo (losa de cimentación). Para el agotamiento del nivel freático, necesario para garantizar la estabilidad de la excavación, los pozos deberán situarse en el estrato de TOSCO ARENOSO ya que dicho rebajamiento del nivel freático no sería posible si se ubican los pozos en niveles más impermeables como el TOSCO ARCILLOSO.


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2.1.3-EJECUCIÓN DEL MURO PANTALLAIRS Dadas las características geológicas terreno descritas apartadoy anterior, se procederá la ejecución de un muro pantalla del de cimentación paraenelelvaciado se estudiará el procesoa constructivo idóneo teniendo en cuenta el estudio geotécnico del terreno y las cargas transmitidas por el terreno. El proceso constructivo característico se describe a continuación: Muro Pantalla

Consiste en ejecutar una zanja profunda sin entibación de las paredes. Para ello, en primer lugar, se construye una zanja de poca profundidad en todo el perímetro de la excavación, cuyas dimensiones corresponden generalmente a unos 80 cm de profundidad y un ancho del orden del espesor de la pantalla más 50 cm. Conteniendo el terreno a ambos lados de la zanja se construyen unos pequeños muros guías de unos 25 cm de espesor y una altura de 80 cm, con una separación entre ellos ligeramente superior al espesor teórico de la pantalla. Estos muros tienen como misión guiar la herramienta de perforación y, también, que el nivel del lodo dentro de la zanja se sitúe dentro de la altura de los muros guías, impidiendo la inestabilidad del terreno por culpa del chapoteo y oleaje que produce la cuchara de perforación al introducirse en la excavación.

Figura 2.1.3.1. Proceso ejecución muro pantalla


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Para la excavación de los paneles se emplean cucharas bivalvas, cuyo accionamiento de apertura y cierre es por medio de cables estas cucharas son muy pesadas (5 y 12 ton), de modo que el efecto plomada es el que garantiza la verticalidad de la excavación.


La excavación se realiza por entrepaños de longitud limitada, dependiendo de las herramientas de perforación y la posibilidad de aprovechar el efecto arco que se pudiera formar en las paredes de la excavación. Pudiéndose realizar paneles una longitud de 2,60Los a 4,20 m parapueden los paneles primarios o de comienzo y de 5 a 7,20 m paradelos paneles sucesivos. espesores variar entre 0,45 a 1,20 m como máximo. A medida que se progresa en la excavación, se va añadiendo lodo bentonítico, manteniendo la precaución de que su nivel dentro del panel este siempre próximo a la superficie. El lodo bentonítico, es una mezcla de agua y bentonita, el cual suele tener una dosificación del 5% en peso de esta última, con una viscosidad mayor a 32 segundos en el cono de Marsh, un Ph entre 8,5 y 11 y densidades del orden de 1,03 a 1,10 t/m3. Terminada la perforación, se procede a la limpieza del fondo de la excavación de todo aquel material por el medio de aire insuflado. objetivo de estaalimpieza la densidad sedimentado, del lodo y que posible contenido de El arena sea menor un 3% es concomprobar respecto al volumen del lodo. A continuación se introduce el elemento junta, en cada extremo del panel. Este elemento suele ser generalmente un tubo de diámetro igual o sensiblemente menor que el espesor Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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del muro, o, un elemento prefabricado el cual queda en forma definitiva dentro del muro. Una vez introducidos estos tubos juntas, se procede a la colocación de la armadura y su posterior hormigonado.


Cuando el hormigón haya endurecido lo suficiente como para mantener su forma, se procede al retiro de los tubos junta, que van dotados de un desencofrante. Una vez retirados los tubos, el hormigón del panel ya construido queda con sus extremos de forma semicircular. Enseguida se procede a la excavación del panel contiguo. Realizada la excavación del segundo panel, se coloca de nuevo el tubo en su extremo no contiguo al panel anterior, se introduce la armadura, se hormigona el panel y una vez endurecido el hormigón, se retira el tubo junta, y así sucesivamente. De este modo, quedan unas juntas semicirculares que tienen la ventaja de dar un mayor recorrido posible del agua de filtración. Una vez completado el hormigonado de todos los paneles y el retiro de los elementos junta, se procede a la demolición de 20 cm. en la parte superior del muro. De esta forma quedan al descubierto las armaduras del panel, las que se integran con los demás paneles por medio de una viga de amarre o viga de coronación que corre a lo largo de todo el muro pantalla. La altura mínima de esta viga es de 40 cm. y depende de la estabilidad del muro y del sistema de anclaje que se utilice, si corresponde su utilización, su ancho es igual al del muro ya realizado. Una vez que los paneles están construidos, se procede a excavar en función de la proximidad de estructuras, de las características del suelo, la presencia y profundidad del nivel freático hasta la cota prevista de colocación del arriostramiento metálico de contención.


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2.2. METODOLOGÍA Y DISEÑO 2.2.1-IDEAS GENERALES La Resistencia de Materiales estudia los efectos que las fuerzas aplicadas ejercen sobre los cuerpos. De estos efectos, los más importantes son los esfuerzos, o fuerzas por unidad de superficie, y las deformaciones o desplazamientos por unidad de longitud. El Cálculo de Estructuras tiene por objeto el estudio de la estabilidad y resistencia de las construcciones de manera que bajo las acciones que aquellas soportan tanto las fuerzas internas, denominadas tensiones o esfuerzos, como las deformaciones que se presentan han de quedar dentro de ciertos límites establecidos. Límites que se determinan ensayando los materiales de diversas maneras como tracción, compresión, fatiga, choque, etc…, y observando el comportamiento de estructuras ya conocidas.

Figura 2.2.1.1. Ejemplo de abolladura de un perfil sometido a compresión por agotamiento

La imposibilidad existente de la determinación exacta de tensiones y deformaciones se resuelve eligiendo formas estructurales y materiales de comportamiento conocido, o equiparando dichas formas, siempre que se compruebe la admisibilidad de esta idealización, a otras más sencillas e incluso realizando ensayos previos en modelos.


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2.2.2-METODOLOGÍA Y DESARROLLO El proceso diseño, cálculo, servicio de de unadefinición, estructura evaluación, son las que se recogen en el detalles, siguientefabricación esquema: y montaje o puesta en

FASE INICIAL -----------------------------------------------------------ENCARGO Y ESTUDIO DE NECESIDADES -----------------------------------------------------------FASE CONCEPTUAL Y DE DISEÑO

FASE DE CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO (ver esquema anexo)

SOLUCIÓN FINAL ---------------------------------------------------------------ANÁLISIS Y CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS ---------------------------------------------------------------ESTUDIO DE DETALLES

MONTAJE DEL PROYECTO

VISADO FORMAL Y TÉCNICO

FASE DE FABRICACIÓN IRS

FASE DE MONTAJE

El objeto de estudio del capítulo que nos ocupa del presente proyecto concierne las fases de diseño y cálculo de la estructura metálica a fabricar y montar posteriormente. Para estos apartados necesitamos definir las pautas a seguir para diseñar y calcular un elemento estructural que dependerán como es lógico del material con que esté construido y del método empleado.


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Mostramos un esquema de cómo es generalmente este proceso:

FASE DE CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO BOCETOS DISEÑO PREVIO

ANÁLISIS DE CARGAS SEGÚN NORMA EA-95

PREDIMENSIONADO DISEÑO EXISTENTE --------------------------------------ELECCIÓN DE MATERIALES

CALCULO ESTRUCTURAL PARA CADA HIPOTESIS DE CARGA SEGÚN NORMA ----------------------------------------COMBINACIÓN DE HIPÓTESIS AFECTADAS POR LOS COEFICIENTES DE SEGURIDAD ----------------------------------------OBTENCIÓN DE ESFUERZOS

NO CUMPLEN SOBREDIMENSIONADOS

COMPROBACIÓN DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES

Nuestra pretensión será la de dar a conocer como se calculan algunos elementos estructurales simples y compuestos que forman parte del proyecto. Para ello establecemos las siguientes consideraciones que deberán tenerse en cuenta al dimensionar las estructuras formadas revisando las Normas Básicas de obligado cumplimiento, según el caso. Los criterios a seguir para dimensionar serán los recogidos en la Norma Básica EA-95. En la mayoría de los casos el cálculo se reduce a comprobar que los valores de las tensiones a que está sometida la sección es inferior a la tensión admisible (límite de fluencia) y que las deformaciones (flecha) están dentro de lo admisible por norma.


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2.2.3-DISEÑO DEL ARRIOSTRAMIENTO 2.2.3.1-PLANTEAMIENTO Los datos de partida son los siguientes: - Geometría del muro pantalla a arriostrar descrito en capítulo anterior. - Empuje que transmite el terreno y la cota a la que se colocará el arriostramiento dimensionado. Se trata de arriostrar una parcela de geometría rectangular cuya superficie es de 892’63 metros cuadrados. El empuje en elcomo cálculo ha0’00 sido la departe 10 Tn/ml y la de cota colocar el arriostramiento diseñar seráconsiderado -2’50 tomando cota superior la aviga de coronación del muroa pantalla a arriostrar. Ambos datos quedan recogidos en el plano PLN-03 del presente proyecto. Por tanto, previamente a la colocación del arriostramiento se debe rebajar el terreno como máximo a un metro por debajo de la cota marcada como eje del arriostramiento. Igualmente deben prepararse las zonas de la superficie del muro donde vayan a colocarse las placas de anclaje y deben estar acondicionados los accesos a la obra de forma que permitan la entrada de camiones y grúas de montaje. La elección del acero dependerá según las características del proyecto y las posibilidades de compra en cada momento. Según la norma EA-95, se definen las clases de acero por su tipo y calidad según la siguiente tabla de dicha norma. TIPO A37 A42 A52

b A37b A42b A52b

GRADO c A37c A42c A52c

d A37d A42d A52d

b utilizable en construcciones remachadas o soldadas y es la más habitual. c utilizable para construcciones con alta exigencia de soldabilidad. d utilizable para construcciones soldadas con exigencias especiales de resistencia. Para el cálculo de la estructura metálica a dimensionar el acero a utilizar será de calidad A42 o S275 JR. La razón de la elección de este tipo de acero no es otra que ser el más habitual y comercial.


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PARÁMETROS DE PROYECTO ACTUALES PARA EL ACERO ESTRUCTURAL Tipo de acero A 42 b (soldabilidad ordinaria) 2

σe límite

elástico mm) σe límite elástico ≤ 40 (16(e≤≤e16 mm) Módulo Elástico (E) Módulo Transversal (G) Densidad Coeficiente de Poisson Coeficiente de dilatación térmica Resistencia a la cortadura pura Coeficiente de seguridad

260 250 Mpa (2.600 (2.500 Kp/cm2) 210.000 Mpa (2.100.000 Kp/cm2) 81.000 Mpa (810.000 Kp/cm2) 3 ρ = 7.850 Kp/m ) µ = 0’30 α = 0’000012 150 Mpa (1.500 Kp/cm2) γs = 1

2.2.3.2-GEOMETRÍA RS Para el diseño de la geometría del arriostramiento se ha de tener en cuenta los siguientes factores: - La estructura a proyectar debe situarse de tal forma que dificulte lo mínimo posible el posterior vaciado del solar una vez esté montada. Una vez montado el arriostramiento se procederá a retirar todas las tierras existentes hasta la cota de excavación definida. Para ello se debe intentar dejar el máximo espacio libre que permita la operatividad de la maquinaria destinada a tal fin. Para las excavaciones en tierra se procederá a su ejecución trabajando con excavadoras; éstas se sitúan en un plano superior al de los camiones, si esto es posible. El trabajo lo realiza arrancando el material y cargando en una única operación con un giro de 90º o menor si es posible. Un camión esperará mientras carga otro durante toda la fase de vaciado.

Figura 2.2.3.2.1. Vaciado del solar


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- Se ha de diseñar una estructura que deje lo más diáfana posible la parcela. Una vez ejecutado el vaciado del solar se procederá a ejecutar la cimentación y a levantar la estructura de hormigón edificio. Se en ha ladeestructura proyectardeleledificio. arriostramiento de forma que evite los pilaresarmado que se del hayan dispuesto

Figura 2.2.3.2.2. Levantamiento edificación

- Se ha de diseñar una estructura que sea lo más funcional y económica posible, es decir, debemos tratar de proyectar el menor número de perfiles simples y compuestos posibles, fáciles de transportar y montar, cuyo dimensionamiento sea tal que repercute el menor coste posible y que puedan ser reutilizables una vez desmontados en próximas obras. Teniendo en cuenta que los dos principales factores de dimensionamiento son el esfuerzo a soportar y la deformación debida a la compresión ejercida por el empuje del terreno convendrá utilizar el empleo de perfiles compuestos en celosía, es decir, unidos entre sí mediante elementos de atado tanto en el plano horizontal como el vertical según interese en función de las longitudes de la estructura a proyectar. Ello implicará el empleo de una estructura más ligera.

Figura 2.2.3.2.3. Tipología estructura


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Teniendo en cuenta los factores anteriormente descritos y que el muro pantalla, cuyo arriostramiento es objeto del proyecto que nos ocupa, presenta una forma geométrica rectangular, la geometría arriostramiento a proyectar ha resueltoestos mediante la se colocación de codales en las esquinas. del Atendiendo a la forma de estar se constituidos codales clasificarán en perfiles simples, compuestos o atados entre sí y estructuras en celosía según queda reflejado en el plano PLN-04 del presente proyecto. Como se puede observar, la estructura metálica de contención no interfiere en ningún momento con los pilares propios de la estructura del aparcamiento. Además se deja un hueco libre entre codales superior a 4 m. de anchura como rampa de acceso a obra que facilite la entrada y salida de camiones así como la operativa de las excavadoras.


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III. CÁLCULO


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3.1. CONSIDERACIONES GENERALES El objeto del arriostramiento metálico no es otro que soportar los empujes transmitidos del terreno a los muros de contención garantizando el vaciado de la parcela definida por los mismos. Para ello se emplean perfiles metálicos simples, compuestos y hasta complejas celosías según sea el caso por las cargas y luces elevadas que lo condicionen y que absorberán el empuje transmitido por el terreno y trabajarán a compresión. Las piezas sometidas a compresión se distinguen de las sometidas a tracción por lo siguiente: - Las cargas de tracción tienden a mantener rectos a las piezas mientras que las cargas de compresión tienden a flexionarlas. - La presencia de agujeros en la sección transversal de las piezas reducen el área efectiva de tracción, mientras que en el caso de compresión, los tornillos, remaches y pernos llenan al agujero apoyándose en ellos a pesar de la holgura que existe considerando las áreas totales disponibles para soportar la compresión. Según la norma EA-95; las piezas comprimidas de directriz recta se clasifican en dos clases de piezas: simples y compuestas. Para luces y cargas moderadas se utilizan vigas constituidas por perfiles laminados sencillos o múltiples. Para mayores luces o cargas, normalmente se utilizan vigas de celosía. Por motivos económicos; se suele preferir el empleo en primer lugar de los perfiles laminados en lugar de utilizar vigas armadas. Así mismo, por economía del material se utilizan las vigas de celosía en lugar de las armadas aunque su ejecución requiera una mayor mano de obra. PIEZAS SIMPLES 1.- Las de un solo perfil. 2.- Perfiles o chapas yuxtapuestas unidas por: -tornillos: su separación cumplirá s ≤ 8 ⋅ a s ≤ 15 ⋅ e

donde a es el diámetro del agujero y e es el espesor mínimo de las piezas unidas. -soldadura: su separación cumplirá s ≤ 15 ⋅ e s ≤ 300mm

donde e es el espesor mínimo de las piezas unidas.


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3.-Perfiles con forros discontinuos de chapa; enlazados mediante tornillos o soldaduras, a distancias que cumplen s ≤ 15 ⋅ i

donde i es el radio de giro mínimo del perfil. Un perfil tendrá dos radios de giro; uno con respecto a cada eje; entonces se toma el mínimo.

Figura 3.1.1. Esquemas de piezas simples constituidas por perfiles o chapas yuxtapuestas

Figura 3.1.2. Esquema de una pieza simple constituida por perfiles y forro discontinuo de chapa

PIEZAS COMPUESTAS También existe el caso de piezas compuestas que son la clase de piezas constituidas por dos o más piezas simples, perfiles o cordones longitudinales enlazados entre sí. Los elementos de enlace pueden ser: - Presillas, que son chapas o perfiles resistentes a flexión y unidas rígidamente a las piezas simples. - Celosías, consistente en una red triangular formada por diagonales o montantes y diagonales.


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Figura 3.1.3. Esquemas de piezas compuestas con presillas

Figura 3.1.4. Esquemas de piezas compuestas en celosía

CONDICIONES DE LOS ELEMENTOS DE ENLACE EN UNA PIEZA COMPUESTA.

a) Siempre El número tramos enlaque se divide piezauno compuesta será será igualconstante o mayor aque tres. l 1 delacada quedesea posible longitud de los tramos lo largo de toda la pieza.


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b) La longitud de todo tramo cumplirá la condición siguiente l 1 ≤ 50 ⋅ i siendo i el radio de giro mínimo del cordón. c) pieza. La disposición y las dimensiones de los enlaces se mantendrán constantes en toda la d) En las piezas con celosía, el ángulo que forman las diagonales con el eje de la pieza está usualmente comprendido entre 30º y 60º. e) En los extremos de toda pieza compuesta con presilla o con celosía se dispondrá presillas o cartelas de nudo, unidas a cada cordón rígidamente, con no menos de tres roblones, o tornillos del mínimo diámetro autorizado o con soldadura de resistencia equivalente. PIEZAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN Una vez definidas las características de las piezas a utilizar pasamos a definir cómo será el comportamiento del trabajo a compresión.

Figura 3.1.5. Ejes a considerar

La compresión suele venir a veces acompañada de flexión, que equivale a un esfuerzo normal actuando excéntricamente. En piezas de simetría sencilla o doble; solicitada por una compresión excéntrica contenida en el plano de simetría en al que puede producirse pandeo en dicho plano y estar impedido en el plano normal a este, se verificará que la tensión de trabajo de un elemento *

*

metálico sometido a un esfuerzo de compresión N y otro de flexión debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , viene dada por la expresión: *

*

σ = N ⋅

ω

A

+

M * W c

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

(1)

Siendo: E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 N * Esfuerzo de compresión ponderado en valor absoluto


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ω Coeficiente de pandeo correspondiente a la esbeltez mecánica

Area total de la sección recta *

Momento flector máximo ponderado en valor absoluto

En la flexión de piezas; el cordón o ala sometido a compresión puede verse afectado por el fenómeno de pandeo; según sea su esbeltez mecánica, dicho pandeo tendrá lugar en el plano perpendicular a la pieza, ya que en el propio plano de la pieza o viga el alma de la misma lo impedirá. Por lo tanto deberá comprobarse la seguridad de una viga o pieza flectada al pandeo lateral. Si la viga es de celosía, se comprobará el pandeo del cordón comprimido.

Figura 3.1.6. Pandeo estructura

En la sección de por ejemplo una viga perfil HEB, los diagramas de tensiones:

Figura 3.1.7. Diagrama de tensiones


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Todo dependerá del sentido de los momentos flectores.

Figura 3.1.8. Momento flector

En cada caso vemos como se deforma la viga, ello se nos da a conocer por la ley de flectores.

Figura 3.1.9. Ley momentos flectores

El cálculo de la pieza se hará considerando el máximo esfuerzo normal ponderado que actúa sobre ella, para que sea aplicable este procedimiento es necesario que el esfuerzo normal conserve invariable su dirección durante el pandeo. Tenemos que la ley de Momentos flectores en la viga, a una distancia x será igual a M f ( x ) =

P

2

⋅ ( L ⋅ x − x 2 )

(2)

Siendo P su propio peso.


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Figura 3.1.10. Ley momentos flectores

W c Módulo resistente de la sección relativo al borde de compresión. α Coeficiente de dilatación térmica lineal (0’000012 m/ mºC)

∆T * Gradiente de temperatura ponderado en valor absoluto (ºC) Los efectos globales de la acción térmica pueden obtenerse a partir de la variación de temperatura media yde elementos estructurales, diferenciando los efectos de verano, dilatación, de los invierno, contracción, a partiren de general, una temperatura de referencia, cuando se construyó el elemento y que puede tomarse como la media anual del emplazamiento. Teniendo en cuenta esto, se toma como gradiente de temperatura el valor de 20 ºC ya que la estructura metálica en cuestión se encontrará a la intemperie y expuesta a la radiación solar directa pero no debemos olvidar que se trata de una estructura temporal ya que una vez se ejecuten los forjados de los sótanos se procederá a retirar dicha estructura de contención y el periodo transcurrido desde el montaje al posterior desmontaje rara vez excederá de seis meses. Al gradiente de temperatura definido habrá que aplicarle el coeficiente de seguridad que definiremos en el siguiente apartado. σ u Resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm2


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TIPOS DE ACCIONES En general en las estructuras suelen diferenciarse los siguientes tipos de acciones:  Acción gravitatoria. Es la producida por el peso de los elementos constructivos, de los objetos que pueden actuar por razón de uso. Son cargas siempre verticales. Pueden ser de los siguientes tipos: • Con carga. Es la carga cuya magnitud y posición es constante a lo largo del tiempo.

Se descompone en:

- Peso propio. Es la carga debida al elemento resistente. - Carga permanente. Es la carga debida a los pesos de todos los elementos constructivos, instalaciones fijas, etc. que soporta la estructura. • Sobrecarga. Es la carga cuya magnitud y/o posición puede ser variable a lo largo del

tiempo. Pueden ser:

- De uso. Es la sobrecarga debida al peso de todos los objetos que pueden gravitar por el uso, incluso durante la ejecución. - De nieve. Es la sobrecarga debida al peso de la nieve, sobre las superficies de cubierta.  



 

Acción del viento. Es la producida por las presiones y succiones que el viento origina sobre las superficies en las que incide. Acción térmica. Es la producida por las deformaciones debidas a los cambios de temperatura. Tiene muy poca influencia en estructuras de poca longitud. En estructuras muy largas es recomendable disponer juntas de dilatación a una distancia adecuada (entre 30 y 50 m). Acción reológica. Es la producida por las deformaciones que experimentan los materiales en el transcurso del tiempo por retracción, fluencia bajo las cargas u otras causas. Son despreciables en los materiales metálicos, debiendo considerarse en el hormigón. Acción sísmica. Es la producida por las aceleraciones de las sacudidas sísmicas. Acción del terreno. Es la producida por el empuje activo o el empuje pasivo del terreno

sobre las partes del edificio en contacto con él. De acuerdo con la norma NBE EA-95 los coeficientes parciales de seguridad para las acciones más habituales son los recogidos en la siguiente tabla:


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CASO I : Acciones constantes y combinación de dos acciones variables independientes. CASO II: Acciones constantes y combinación de tres acciones variables independientes. CASO III: Acciones constantes y combinación de acciones variables independientes, incluso las acciones sísmicas. Para el caso que nos ocupa al tratarse de un tipo de estructura cuya instalación es temporal y sometida a las cargas debidas al empuje del terreno y a su propio peso sin tener en cuenta otras posibles sobrecargas debidas a demás factores externos, el coeficiente de ponderación o seguridad para la situación más desfavorable siempre será de γ S = 1'33


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LONGITUD DE PANDEO l k Se denominadelongitud de pandeo una pieza biarticulada sometida a un esfuerzoen normal de compresión la longitud otra pieza ideal rectadeprismática, y cargada sus extremos, tal quea tenga la misma carga crítica que la pieza real considerada.

La longitud de pandeo es lo primero que debemos analizar y viene dada por la siguiente expresión: l k = β ⋅ l

(3)

siendo l la longitud real de la pieza y β un coeficiente cuyo valor está normalizado y que responde por coeficiente de esbeltez. Distinguiremos dos situaciones en nuestro proyecto de estudio. a) A la hora de dimensionar las estructuras de arriostramiento encontramos en la práctica piezas de sección constante sometidas a compresión centrada y uniforme siendo el caso de pieza biarticulada en la que cada sección extrema tiene impedido el corrimiento de su baricentro con componente normal a la directriz pero no el giro sin rozamiento de dicha sección alrededor de cualquier recta de ella que pase por su baricentro, es decir, la articulación se puede mover al estar fijados sobre una placa de anclaje al muro.

Figura 3.1.11.Pieza biarticulada

De acuerdo con la norma NBE EA-95 y según el caso que nos ocupa, el coeficiente de esbeltez tomará el siguiente valor β = 1 b) Otro caso especial ocurrirá cuando utilicemos diagonales como elementos de enlace o atado al formar piezas compuestas o estructuras en celosía tanto en el plano vertical como horizontal. Estos elementos de atado o enlace estarán soldados en todo su perímetro a los perfiles o piezas a unir, por lo que pueden considerarse como piezas biempotradas.


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Figura 3.1.12. Pieza biempotrada

De acuerdo con la norma NBE EA-95, el coeficiente de esbeltez tomará el valor de β = 0'5 ESBELTEZ MECÁNCIA DE UNA PIEZA SIMPLE DE SECCIÓN CONSTANTE La esbeltez mecánica λ de una pieza simple de sección constante, en un plano perpendicular a un eje de inercia de la sección, es el valor: l λ = ik

(4)

siendo l k la longitud de pandeo en el plano considerado e i el radio de giro de la sección bruta de la pieza respecto al eje de inercia considerado.

i=

I AT

(5)

donde AT es el área total de la sección considerada e I el momento de inercia de la sección bruta de la pieza respecto al eje de inercia considerado. Solo tendrá que considerarse que una pieza puede pandear en un plano si no dispone de arriostramiento, suficiente rigidez, contenido en dicho plano de posible pandeo que impida el pandeo en toda la altura. Para estudiar la posibilidad de pandeo supondremos el perfil empotrado en la base y con una carga P aplicada en su centro de gravedad. Queremos saber como se comporta el perfil y para ello definimos unos ejes.


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Figura 3.1.13.

Puede pandear, desplazándose con respecto a uno de sus ejes o respecto a los dos.

Figura 3.1.14.

En toda pieza que se considere tendremos que conocer el área (A), los momentos de inercia (Ix e Iy) y los radios de giro (i x e iy). ESBELTEZ MECÁNCIA DE UNA PIEZA COMPUESTA DE SECCIÓN CONSTANTE En piezas compuestas, se denomina eje de inercia material (EM) al que pasa por el baricentro de las secciones de todos los perfiles simples que forman la pieza; al eje que no cumple esta condición se le denomina eje de inercia libre (EL). Tendremos un perfil compuesto:


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Figura 3.1.15. Ejes de inercia material y libre

Vamos a hallar la esbeltez mecánica de una pieza compuesta en un plano perpendicular a un eje de inercia material; consideramos el pandeo como el giro alrededor del eje material. GIRO ALREDEDOR EM (PANDEO EN PLANO PERPENDICULAR A EJE DE INERCIA MATERIAL). Tendremos que K λ = l k = l EM i i EM

(6)

La esbeltez mecánica ideal de una pieza compuesta a un plano perpendicular a un eje de inercia libre. GIRO ALREDEDOR EL (PANDEO EN PLANO PERPENDICULAR A EJE DE INERCIA LIBRE). Tendremos que 2

 l  m λ =  K  + ⋅ λ 12 2  i 

(7)

En este caso l k

es la longitud de pandeo;

i es el radio de giro (EL);

m es el número de perfiles simples cortados por el plano de pandeo considerado; λ 1 es la esbeltez complementaria y se define como la esbeltez aportada por las piezas de

unión de cordones. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Vamos a particularizar para el caso más representativo que emplearemos para el presente proyecto, estructuras en celosía formadas por piezas compuestas unidas entre sí mediante diagonales iguales.

Figura 3.1.16. Estructura en celosía formada por piezas unidas mediante diagonales iguales

En este caso la esbeltez complementaria se calcula mediante la siguiente expresión λ 1 = π ⋅

2 ⋅ A

⋅

d 3

n ⋅ A D L1 ⋅ s 2

(8)

Sección bruta de todos los cordones; A D sección bruta de una diagonal;

separación entre ejes de dos perfiles principales consecutivos; d longitud de una diagonal; n número de planos de diagonales iguales; L1 máxima luz libre del cordón.

Todo lo anterior se refiere al dimensionamiento de una celosía vertical. Lógicamente esta celosía debemos arriostrarla con la contigua, y dimensionar estas diagonales que sirven de elementos de enlace o atado. En la práctica para el presente proyecto, aplicaremos estos elementos de enlace tanto para unir perfiles simples como estructuras en celosía. Encontraremos el caso de perfiles y estructuras en celosía unidas en parejas de dos, es decir, estructuras en celosía arriostradas o atadas con la Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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contigua en la plano horizontal por lo que debemos dimensionar estos elementos de atado o enlace. En este caso el esquema sería:

Figura 3.1.17. Esquema disposición unión celosías iguales

Los enlaces de las piezas compuestas sometidas a compresión centrada se dimensionarán para resistir las solicitaciones que en ellos provoca un esfuerzo cortante ideal ponderado. En el caso que nos ocupa, estudiaremos piezas compuestas con enlace de celosía cuyas diagonales son iguales por lo que este esfuerzo cortante T i * viene dado por T i * =

A ⋅ σ u

(9)

80

De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que produce este esfuerzo cortante en las barras de la celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor: T * N *

i

A ⋅ σ u

= n ⋅ senα = n ⋅ 80 ⋅ senα

(10)

Siendo: área de la sección bruta de la pieza

A σ u

resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm2

α

ángulo de la diagonal con los cordones principales, en nuestro caso α = 60º

n

es el número de planos paralelos con triangulaciones iguales, en nuestro caso n=1


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COMPROBACIÓN DE LA FLECHA. CÁLCULO DE DEFORMACIONES Las limitaciones de flecha vienen impuestas en la Norma Básica en la que se dice que las flechas serán compatibles con las necesidades específicas en cada caso. A menos que se establezcan exigencias especiales, se adoptarán los siguientes valores máximos de la relación flechas/luz bajo la acción de la carga característica. Los valores máximos de la relación flecha-luz que se pueden adoptar son los siguientes. -vigas o viguetas de cubierta ……………………….. luz/250 -vigas de hasta 5 metros de luz y viguetas de forjado que no soporten muros de fábrica ……………..………………………………………. -vigas de más de 5 metros de luz; que no soporten muros de fábrica -vigas y viguetas de forjado; que soporten muros de fábrica -ménsulas con la flecha medida en el extremo libre

luz/300 luz/400 luz/500 luz/300

En cualquier otro elemento solicitado a flexión, y no mencionado anteriormente, la relación flecha/luz no excederá de luz/500, a menos que se justifique debidamente que superarla no acarree consecuencias perjudiciales para el servicio o buen aspecto de la construcción. luz

Tomaremos este valor límite para nuestros cálculos

500

(11)

Para los casos más frecuentes la expresión que nos permite calcular la flecha se encuentra en cualquier formulario de resistencia de materiales. En general, el valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula Kg σ   f (mm ) ≅ α ⋅ 

2

 ⋅ l 2 (m 2 )

mm  h(cm)

(12)

σ es la máxima tensión producida por el máximo momento flector sin ponderar. α es un coeficiente que depende del tipo de apoyo de la viga y del tipo de carga.

En nuestro estudio, la situación presente será la de la siguiente figura


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Figura 3.1.18. Flecha viga biapoyada debido a su propio peso

Carga linealmente repartida en una viga biapoyada, donde el valor del coeficiente será la unidad, α = 1. En este caso, el valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse también mediante la siguiente expresión suponiendo el caso de pieza biarticulada. f (mm) ≅

5 ⋅ q ⋅ l 4 384 ⋅ E ⋅ I

(13)

siendo: E el Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 ; I el Momento de inercia de la sección y q el peso por unidad de longitud de la sección.


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3.2. CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA Definidas las consideraciones generales de cálculo en los apartados anteriores procederemos al cálculo y dimensionamiento de la estructura metálica solicitada. Su principal componente de solicitación es generalmente el esfuerzo normal de compresión combinado con la flexión debido al propio peso de la pieza, son por tanto piezas comprimidas en las que los distintos fenómenos de pandeo adquieren gran importancia. Los pasos a seguir generalmente son los siguientes: -- - - -

Análisis de esbeltez la longitud de pandeo. Cálculo de mecánica. Búsqueda en la tabla normalizada del coeficiente de pandeo. Cálculo a pandeo según el tipo de solicitación, en nuestro caso compresión centrada. Cálculo de la deformación.

Previamente debemos calcular el esfuerzo de compresión al que estará sometido cada pieza debido al empuje del terreno. La situación general será como la que describe la siguiente figura

Figura 3.2.1. Cálculo esfuerzo de compresión


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Es deducible dos posibles situaciones de las cuales habrá que considerar la más desfavorable que será la que ejerza mayor esfuerzo de compresión, bien N 1 bien N 2 N 1 =

d (m ) ⋅ Q( Kg / m )

2 ⋅ sen(a )

N 2 =

D(m ) ⋅ Q( Kg / m )

2 ⋅ sen(b )

(14)

siendo Q

empuje transmitido por el terreno

y D la suma de las distancias de separación respecto al puntal o pieza anterior y posterior al de estudio según cada caso. d

a

y b los ángulos de inclinación de la pieza respecto al terreno según cada caso.

Vamos a aplicar a continuación lo anterior a las distintas estructuras que componen el arriostramiento, comprobando en cada apartado la situación más desfavorable a partir del plano PLN-05 definido como geometría del arriostramiento.


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3.2.1- ZONA AIR Se dispone una esquina cuyo arriostramiento queda resuelto por una pieza compuesta constituida por dos perfiles simples unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado de forma diagonal en el plano horizontal. Dado que las longitudes no son elevadas dimensionaremos ambos perfiles como tipo HEB unidos mediante diagonales iguales formadas por tubos cuadrados 80x80x3. La situación que se describe es tal y como refleja la siguiente imagen.

Figura 3.2.1.1. Perfiles simples HEB unidos entre sí mediante diagonales iguales

Al tratarse de una pieza compuesta constituida por dos perfiles simples unidos mediante diagonales, habrá que calcular los radios de giro totales de la sección respecto cada eje. Supongamos el caso de ambos perfiles iguales tal y como refleja la siguiente figura

Figura 3.2.1.2. Cálculo radio de giro perfiles simples HEB unidos entre sí.


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Los radios de giro totales serían, i xtotal = I xtotal = Atotal

i ytotal =

I ytotal Atotal

2 ⋅ I x = i x 2 ⋅ A

2 ⋅ ( I y + A ⋅ d 2 ) aplicando Teorema de Steiner. = 2 ⋅ A

(15)

(16)

Siendo A el área de la sección del perfil e I los momentos de inercia de inercia respecto los ejes x e y. Por tantoaliytotal ixtotal por loalque será de másserdesfavorable radio de la sección respecto eje >>> X que respecto ejesiempre Y, además el radio de elgiro de de la giro propia sección a considerar i x = i xtotal . Este será nuestro criterio a considerar a la hora de calcular la esbeltez mecánica para cada perfil a estudiar. PERFIL DE MENOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones según expresión (14), veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 63.844'28( Kg ) 2 ⋅ sen(44'20º )

N 2 =

(4'251 + 4'249)(m) ⋅10.000( Kg / m ) = 58.206'24( Kg ) 2 ⋅ sen(46'90º )

1 Tomaremos el valor de N es: al ser más desfavorable. Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante

N * = N 1 ⋅ 1'33 = 84.912'89( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 6'096(m ) Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 200. Comprobemos si cumple:


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- Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamosalelejevalor del radio de giro de la sección respecto aleleje X de poruna ser pieza más desfavorable respecto Y. Como vimos anteriormente, se considera caso biarticulada, que por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 . Aplicando (6): λ x =

l k i x

=

l ⋅ β i x

=

609'6(cm) ⋅ 1 = 71'38 ≈ 72 8'54(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'37 Cálculo del momento flector debido a su propio peso 2 2 P ⋅ l 2 61'3( Kg / m ) ⋅ (6'096) (m ) M = = = 284'75( Kg ⋅ m) 8 8 Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 378'72( Kg ⋅ m ) = 37.872( Kg ⋅ cm )

Así pues, para el perfil dispuesto HEB 200 se debe verificar que la tensión de trabajo del * y otro de flexión * debido a su elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2. Aplicando (1):

*

*

σ = N ⋅

σ * = 84.912'89( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'37 37.872( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 78'1(cm ) 570(cm )

)

)

σ * = 2.226'27 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

El perfil dispuesto HEB 200 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 200. Aplicando (13):


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f (mm) ≅ α ⋅

Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m )  mm  h(cm)

≤

luz

500

σ es la máxima tensión producida por el máximo momento flector y como vimos anteriormente α = 1

M = σ =

P ⋅ l 2

=

8 M

=

61'3( Kg / m ) ⋅ (6'096)2 (m )2 = 284'75( Kg ⋅ m ) = 284'75 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

284'75 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm)

W x

f (mm ) = 1 ⋅

3

570 ⋅ 10 (mm

3

= 0'5( Kg / mm 2 )

)

0'5( Kg / mm 2 )⋅ (6'096)2 (m 2 ) luz 6.096(mm ) = 0'93(mm) ≤ = = 12'2(mm) 20(cm) 500 500

El perfil dispuesto HEB 200 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 200. PERFIL DE MAYOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 63.844'28( Kg ) 2 ⋅ sen(44'20º )

N 2 =

(1'461 + 4'249)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m) = 39.100'9( Kg ) 2 ⋅ sen(46'90º )

Tomaremos el valor de N 1 al ser más desfavorable. Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N 1 ⋅ 1'33 = 84.912'89( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 12'189(m) Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 260. Comprobemos si cumple: Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamosalelejevalor radio de de un giroperfil de launido sección respecto eje X anteriormente, por ser más desfavorable respecto Y aldel tratarse a otro. Comoalvimos se consideraque el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 . Aplicando (6): λ x =

l k i x

=

l ⋅ β i x

=

1.218'9(cm) ⋅ 1 = 108'83 ≈ 109 11'20(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 2'29 Cálculo del momento flector debido a su propio peso M =

P ⋅ l 2

8

93( Kg / m) ⋅ (12'189)2 (m)2 = = 1.727'15( Kg ⋅ m ) 8

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 2.297'1( Kg ⋅ m ) = 229.710( Kg ⋅ cm)

Así pues, para el perfil dispuesto HEB 260 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2. Aplicando (1): σ * = N * ⋅

σ * = 84.912'89 Kg ⋅

(

2'29

) 118'4(

cm 2

+

ω

A

+

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

229.710( Kg ⋅ cm)

)

1.150(

cm 3

(

+ 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 ⋅ 0'000012 m / mº C ⋅ 20 º C ⋅ 1'33

)

)

( (

σ * = 2.512'4 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

(

)

( )

)

El perfil dispuesto HEB 260 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 260. Aplicando (13):


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f (mm) ≅ α ⋅

Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m )  mm  h(cm)

≤

luz

500


M =

σ =

P ⋅ l 2

8

=

93( Kg / m) ⋅ (12'189)2 (m )2 = 1.727'15( Kg ⋅ m ) = 1.727'15 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

M 1.727'15 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm ) = = 1'5( Kg / mm 2 ) 3 3 W x 1.150 ⋅ 10 (mm )

1'5( Kg / mm 2 )⋅ (12'189)2 (m 2 ) luz 12.189(mm) f (mm ) = 1 ⋅ = 8'57(mm) ≤ = = 24'37(mm) 26(cm) 500 500 El perfil dispuesto HEB 260 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 260. CÁLCULO ELEMENTOS DE ATADO Según lo expuesto al comienzo de este capítulo, dimensionaremos a continuación los tubos de atado horizontales que unen los dos perfiles anteriormente definidos. Estos elementos de atado o enlace se disponen de tal modo que cumplen todas las condiciones necesarias como elementos de enlace de una pieza compuesta tal y como exige la Norma y hemos reflejado en apartados anteriores. De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que se produce sobre las barras de celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor según (10): N =

A ⋅ σ u n ⋅ 80 ⋅ senα

Siendo: A σ u

área de la sección bruta de la pieza resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm2


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α


es el número de planos paralelos con triangulaciones iguales, en nuestro caso n=1 En nuestro caso, el conjunto está constituido por un perfil HEB 260 y otro perfil HEB 200 n

HEB 260 => A = 118’4 cm2 HEB 200 => A = 78’1 cm2 ATOTAL = 196’5 cm2 Por tanto N =

2 2 A ⋅ σ u = 196'5(cm )⋅ 2.600( Kg / cm ) = 7.374'20( Kg ) n ⋅ 80 ⋅ senα 1 ⋅ 80 ⋅ sen(60º )

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N ⋅ 1'33 = 9.807'7( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 3'447(m) Vamos a dimensionar estos elementos de atado como tubos cuadrados 80x80x3. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Estos tubos de atado estarán soldados en todo su perímetro a los perfiles a unir, por lo que pueden considerarse como piezas biempotradas, esto es, β = 0' 5 λ =

l k i

=

l ⋅ β i

=

344'7(cm) ⋅ 0'5 = 55'42 ≈ 56 3'11(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'18 Cálculo del momento flector debido a su propio peso 7'01( Kg / m ) ⋅ (3'447)2 (m)2 M = = = 10'42( Kg ⋅ m) 8 8 P ⋅ l 2

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 13'85( Kg ⋅ m ) = 1.385( Kg ⋅ cm )

Así pues, para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

σ * = 9.807'7( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'18 1.385( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 8'93(cm ) 21'7(cm )

)

σ * = 2.030'12 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ 500 h(cm)


M =

σ =

P ⋅ l 2

=

8 M

W x

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (3'447 )2 (m )2 = 10'42( Kg ⋅ m ) = 10'42 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

10'42 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'48( Kg / mm 2 ) 3 3 21'70 ⋅ 10 (mm )

f (mm ) = 1 ⋅


El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a flecha como era de preveer debido a su corta longitud. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar como elemento de enlace un perfil tubo cuadrado 80x80x3. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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3.2.2.- ZONA BIR Se dispone una esquina cuyo arriostramiento queda resuelto por una pieza simple y otras dos piezas compuestas unidas entre sí mediante elementos de enlace o atado de forma diagonal en el plano horizontal. Dado que la longitud de la pieza simple no es elevada se dimensionará como un perfil tipo HEB. Todo lo contrario ocurrirá con las otras dos piezas unidas entre sí debido a las longitudes que presentan. Ello nos obligará a dimensionarlas como estructuras en celosía constituidas por dos perfiles UPN dobles en cajón y a su vez unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado tanto en el plano horizontal como en el vertical formados por diagonales iguales dimensionadas como tubos cuadrados 80x80x3. PERFIL SIMPLE La situación a estudiar será la reflejada en la siguiente imagen.

Figura 3.2.2.1. Perfil simple HEB

Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Volvemos a tener dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable según (14): N 1 = N 2 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 65.081'6( Kg ) 2 ⋅ sen(43'15º ) (4'250 + 4'250)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 59.332'52( Kg ) 2 ⋅ sen(45'75º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 6'213(m)


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Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 240. Comprobemos si cumple:

- Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamos el valor del radio de giro de la sección respecto al eje Y ya que es menor que el radio de giro de la sección respecto al eje X y por tanto la esbeltez será mayor y más desfavorable. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 λ y =

l k i y

=

l ⋅ β i y

=

621'3(cm) ⋅ 1 = 102'2 ≈ 103 6'08(cm)

Según la norma NBE-EA valor anteriormente calculada para95 un el acero A42deles coeficiente = 2'09 de pandeo en función de la esbeltez Cálculo del momento flector debido a su propio peso M =

P ⋅ l 2

8

=

83'2( Kg / m ) ⋅ (6'213)2 (m )2 = 401'46( Kg ⋅ m) 8

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: *

M = M ⋅ 1'33 = 533'94( Kg ⋅ m ) = 53.394( Kg ⋅ cm )

Así pues, para el perfil dispuesto HEB 240 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2. Aplicando (1): *

*

σ = N ⋅

σ * = 86.558'53( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

2'09 53.394( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 106(cm ) 938(cm )

(

)

(

σ * = 2.433'92 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto HEB 240 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 240.


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Aplicando (13): σ   Kg mm 2   ⋅ l 2 (m 2 ) luz  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500


M =

σ =

P ⋅ l 2

8 M

W x

=

=

83'2( Kg / m ) ⋅ (6'213)2 (m)2 = 401'46( Kg ⋅ m) = 401'46 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

401'46 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'43( Kg / mm 2 ) 3 3 938 ⋅ 10 (mm )

0'43( Kg / mm 2 ) ⋅ (6'213)2 (m 2 ) luz 6.213(mm ) f (mm ) = 1 ⋅ = 0'69(mm) ≤ = = 12'43(mm) 24(cm) 500 500 El perfil dispuesto HEB 240 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 240. ESTRUCTURAS EN CELOSÍA Dispondremos para finalizar el arriostramiento de esta esquina dos cerchas en estructura en celosía constituidas por dos perfiles UPN dobles en cajón y a su vez unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado tanto en el plano horizontal como en el vertical. Cada cercha o estructura estará constituida por dos cordones principales, uno superior y otro inferior. Cada cordón estará formado por dos perfiles UPN unidos mediante soldadura. A su vez cada cordón quedará enlazado con el otro mediante diagonales iguales de forma triangular a soldadura siendo estos elementos de enlace tubos cuadrados que posteriormente dimensionaremos como tubos 80x80x3 tal y como refleja la siguiente figura


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Figura 3.2.2.2. Estructura en celosía

Como se ha comentado, la esquina correspondiente a esta zona quedará resuelta mediante dos estructuras en celosía unidas entre sí de mediante elementos de atadopandeos tanto endeellacordón superior como en el inferior de cada estructura cara a facilitar los posibles estructura tal y como recoge la siguiente figura


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Figura 3.2.2.3. Estructuras en celosía unidas entre sí en el plano horizontal y vertical

A continuación analizaremos la estructura anteriormente definida. Si damos un corte transversal a esta pareja de cerchas en estructura en celosía tendríamos la siguiente representación


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Figura 3.2.2.4. Sección transversal estructuras en celosía unidas entre sí en el plano horizontal y vertical

El primer paso será calcular los radios de giro totales de la sección respecto cada eje dando por hecho que ambas cerchas son iguales. Los radios de giro totales aplicando Teorema de Steiner, según expresiones (15) y (16), serán: i xtotal =

I xtotal Atotal

2 ⋅ ( I x + A ⋅ d 2 ) = 2 ⋅ A

i ytotal =

I ytotal Atotal

2 ⋅ ( I y + A ⋅ D 2 ) = 2 ⋅ A

Siendo A el área de la sección de cada cercha e I los momentos de inercia de inercia respecto los ejes x e y. En el caso que nos ocupa D >>> d; y por tanto iytotal >>> ixtotal por lo que siempre será más desfavorable el radio de giro de la sección respecto al eje X que respecto al eje Y. Calculemos entonces el radio de giro i xtotal para cada estructura en celosía particularizada


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Figura 3.2.2.5. Sección transversal estructura en celosía

Según la definición de radio de giro itotal =

I total Atotal

Dado que tenemos dos cordones iguales definidos por dos perfiles 2 UPN cada uno de ellos el momento de inercia total aplicando Steiner será 2   d    I total = 2 ⋅ I + A ⋅   siendo el área total Atotal = 2 ⋅ A   2   

Siendo A el área de la sección e I el momento de inercia de cada cordón definido como 2 UPN . Es notorio que el término

porgiro tanto si despreciamos este segundo término frente al primero tenemos que el valor del radio de resultante es


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2

I total i

total

= Atotal =

d  2 ⋅ A ⋅    d  2  = 2 2 ⋅ A

Este será el valor del radio de giro a considerar a la hora de calcular la esbeltez mecánica. Vamos a aplicar todo lo anterior al dimensionamiento de estas estructuras en celosía CELOSÍA DE MENOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 65.081'6( Kg ) 2 ⋅ sen(43'15º )

N 2 =

(4'250 + 4'250)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 59.332'52( Kg ) 2 ⋅ sen(45'75º )


N * = N 1 ⋅ 1'33 = 86.558'53( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 12'427(m ) Vamos a presuponer que la pieza a dimensionar es una estructura en celosía constituida por dos elementos/cordones formados por 2 perfiles UPN 120 soldados en cajón y unidos entre sí mediante diagonales iguales formados por tubos cuadrados 80x80x3. Volviendo a la figura anterior,


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Para el caso de perfiles UPN 120, nuestros datos de partida son h = 12(cm) y b = 5'5(cm) . Respetando en todo momento los criterios que definen la construcción de este tipo de piezas compuestas en celosía definido en apartados anteriores, estableceremos como canto de la celosía a = 85(cm) . Partimos en principio de una celosía con el menor canto posible y constituida por perfiles UPN pequeños. Los cálculos posteriores nos dirán si necesitaremos definir celosías de mayor perfil y de mayor canto. De la figura anterior podemos deducir que d = a − 2 ⋅ b = 85 − 2 ⋅ 5'5 = 74 cm

( ) y el valor del radio de giro será i=

d

2

=

74 = 37(cm) 2

- Cálculo de la esbeltez mecánica. Se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1


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Las dimensiones de diseño definidas son las de la figura 3.2.2.6.


Según expresión (7), tendremos que 2

 l  m λ =  K  + ⋅ λ 12  i 

En este caso l k

2

es la longitud de pandeo l k = β ⋅ l = 1 ⋅ 1.242'7(cm) = 1.242'7(cm) ;

i es el radio de giro i = 37 ;

m es el número de perfiles simples cortados por el plano de pandeo considerado m = 4 ; λ 1 es la esbeltez complementaria y se define como la esbeltez aportada por las piezas de

unión de cordones. El caso que nos ocupa son estructuras en celosía formadas por piezas compuestas unidas entre sí mediante diagonales iguales formadas por tubos cuadrados 80x80x3.



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En este caso la esbeltez complementaria se calcula mediante la expresión (8) λ 1 = π ⋅

2 ⋅ A ⋅ d D 3 2

n ⋅ A D L1 ⋅ s

Sección bruta de todos los cordones A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 ); A D sección bruta de una diagonal A D = Atubo80 x80 x 3 = 8'93(cm 2 ) ;

separación entre ejes de dos perfiles principales consecutivos s = d = 74(cm) ; d D longitud de una diagonal d D = 632 + 70 2 = 95(cm) n número de planos de diagonales iguales n = 1 ; L1 máxima luz libre del cordón L1 = 140(cm) .

Aplicando los valores anteriormente definidos obtenemos como esbeltez mecánica λ 1 = 12'96 λ = 38'27 ≈ 39

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'07 Cálculo del momento flector debido a su propio peso. P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m ) M =

P ⋅ l 2

8

=

65( Kg / m) ⋅ (12'427 )2 (m)2 = 1.254'75( Kg ⋅ m ) 8

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 1.668'81( Kg ⋅ m ) = 166.881( Kg ⋅ cm )

Calculemos previamente los valores del área y módulo resistente de nuestra sección de estudio. El área de la sección de estudio es A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 )


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Calculemos el módulo resistente de la sección de estudio.


Por definición, el módulo resistente de la sección se define como 2 ⋅ I x

W x =

d

Ahora bien, por definición de radio de giro i=

I x A

⇒ I x = A ⋅ i 2

Como vimos anteriormente i=

d

2

⇒ d = 2 ⋅ i

Por tanto, W x =

2 ⋅ I x d

=

2 ⋅ A ⋅ i 2 = A ⋅ i 2⋅i

W x = A ⋅ i = 68 cm 2 ⋅ 37(cm) = 2.516 cm 3


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Así pues, para la celosía dispuesta 2 UPN 120 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 Aplicando (1): *

*

σ = N ⋅

1'07

σ * = 86.558'53( Kg ) ⋅

+

68(cm 2 )

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

166.881( Kg ⋅ cm)

+ 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33

2.516(cm 3 )

σ * = 2.098'68( Kg / cm 2 ) ≤ σ u = 2.600( Kg / cm 2 )

La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse mediante la expresión (13) suponiendo el caso de pieza biarticulada. f (mm) ≅

5 ⋅ q ⋅ l 4 luz ≤ 384 ⋅ E ⋅ I 500

siendo E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 = 2'1 ⋅ 10 4 Kg / mm 2 I Momento de inercia de la sección, I = A ⋅ i 2 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) ⋅ (37(cm ))2 = 93.092(cm 4 ) = 93.092 ⋅ 10 4 (mm 4 )

q Peso por unidad de longitud de la sección, −3 q = P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m ) = 65 ⋅ 10 ( Kg / mm )

El valor de la flecha f en el centro de la pieza será f (mm ) =

5 ⋅ 65 ⋅ 10 −3 ( Kg / mm) ⋅ (12.427(mm))4 384 ⋅ 2'1 ⋅ 10

(

/ mm 2 )⋅ 93.092 ⋅ 10 4 (mm 4 )

4 Kg


= 1'03(mm) ≤

luz

500

=

12.427(mm)

= 24'86(mm)

500

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La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a flecha. Realizadas las120. dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar una celosía 2 UPN A continuación comprobaremos los cordones de la celosía principales considerándolos de forma aislada con una luz libre de 3 metros que será la distancia dispuesta para la colocación de los elementos diagonales de atado tanto en el cordón superior como en el inferior en el plano horizontal.

Figura 3.2.2.8. Planta estructuras en celosía

Según hemos diseñados estas estructuras en celosía, éstas están constituidas por dos cordones principales, uno superior y otro inferior visto en el plano vertical, formados por dos perfiles UPN 120 unidos en cajón y enlazados ambos cordones mediante diagonales tal y como refleja la siguiente figura,

Figura 3.2.2.2.


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Tal y como hemos visto, el esfuerzo o trabajo al que estará sometido la estructura en celosía es N * = N 1 ⋅ 1'33 = 86.558'53( Kg )

Este esfuerzo se repartirá de igual modo por ambos cordones principales por lo que el trabajo a soportar por cada cordón será N c * =

N *

2

= 43.279'27( Kg )

Tomando como longitud libre del cordón l = 3(m) que es la distancia libre resultante del atado de los cordones en el plano horizontal - Cálculo de la esbeltez mecánica. λ = l k = l ⋅ β = i i

300(cm) ⋅ 1 = 71'26 ≈ 72 4'21(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'37 - Cálculo del momento flector debido a su propio peso. M =

P ⋅ l 2

8

26'8( Kg / m ) ⋅ (3)2 (m )2 = = 30'15( Kg ⋅ m) 8

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 40'1( Kg ⋅ m ) = 4.010( Kg ⋅ cm)

Así pues, para el cordón formado por dos perfiles UPN 120 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

σ * =

43.279'27( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u


(

)

(

σ * = 2.449'47 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

Los cordones constituidos por doscon perfiles UPN 120 queaforman estructura en celosíademostrar cumplen a resistencia. Igualmente ocurre la comprobación flecha laque no es necesaria debido a su corta longitud.


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CELOSÍA DE MAYOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de.000 compresión transmite el terreno son 10 ( Kg ⋅ m ) al que estará sometido recordando que el empuje que Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 65.081'6( Kg ) 2 ⋅ sen(43'15º )

N 2 =

(4'250 + 1'461)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m) = 39.864'48( Kg ) 2 ⋅ sen(45'75º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 18'640(m ) Vamos a presuponer que la pieza a dimensionar es una estructura en celosía constituida por dos elementos/cordones formados por 2 perfiles UPN 120 soldados en cajón y unidos entre sí mediante diagonales iguales formados por tubos cuadrados 80x80x3, es decir, una estructura exactamente igual a la descrita en el apartado anterior correspondiente al cálculo de la celosía de menor longitud. A partir de los datos definidos en el apartado anterior, comprobamos las solicitaciones requeridas. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 Para este caso, la longitud de pandeo resulta l k = β ⋅ l = 1 ⋅ 1.864(cm) = 1.864(cm) ;

El resto de características de diseño son las mismas que las definidas en el apartado correspondiente a la celosía de menor longitud, por tanto el valor de la esbeltez complementaria resulta ser λ 1 = 12'96


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Obtenemos como esbeltez mecánica =

≈

λ

53'6 54 Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'07 λ y =

l k i y

=

l ⋅ β i y

=

1.864(cm) ⋅ 1 = 50'4 ≈ 51 37(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'16 Cálculo del momento flector debido a su propio peso P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m )

65( Kg / m ) ⋅ (18'64)2 (m )2 M = = = 2.823'03( Kg ⋅ m ) 8 8 P ⋅ l 2


M = M ⋅ 1'33 = 3.754'63( Kg ⋅ m ) = 375.463( Kg ⋅ cm)

Recordamos del apartado anterior los valores del área y módulo resistente de nuestra sección de estudio. A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17 cm 2 = 68 cm 2

W x = A ⋅ i = 68 cm 2 ⋅ 37(cm) = 2.516 cm 3

Así pues, para la celosía dispuesta 2 UPN 120 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 σ * = N * ⋅

σ * = 86.558'53( Kg ) ⋅

ω

A

+

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'16 375.463( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 68 cm 2.516 cm

(

)

(

σ * = 2.296'14( Kg / cm

)

2

) ≤ σ


u

= 2.600( Kg / cm 2 )

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La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a resistencia.

- Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse mediante la siguiente expresión suponiendo el caso de pieza biarticulada.

5 ⋅ q ⋅ l 4 luz f (mm) ≅ ≤ 384 ⋅ E ⋅ I 500 siendo 6

2

4

2

E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 Kg / cm = 2'1 ⋅ 10 Kg / mm I Momento de inercia de la sección, I = A ⋅ i 2 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) ⋅ (37(cm )) = 93.092(cm 4 ) = 93.092 ⋅ 10 4 (mm 4 ) 2



5 ⋅ 65 ⋅ 10 −3 ( Kg / mm) ⋅ (18.640(mm))4 luz 18.640(mm ) = 5'23(mm) ≤ = = 37'28(mm) 4 2 4 4 500 500 384 ⋅ 2'1 ⋅ 10 ( Kg / mm )⋅ 93.092 ⋅ 10 (mm )

La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar una celosía 2 UPN 120. De idéntico modo que en el apartado anterior, comprobaremos los cordones de la celosía principales considerándolos de forma aislada con una luz libre de 3 metros que será la distancia dispuesta para la colocación de los elementos diagonales de atado tanto en el cordón superior como en el inferior en el plano horizontal. Según hemos diseñados estas estructuras en celosía, éstas están constituidas por dos cordones principales, uno superior y otro inferior visto en el plano vertical, formados por dos perfiles UPN 120 unidos en cajón y enlazados ambos cordones mediante diagonales. Tal y como hemos visto, el esfuerzo o trabajo al que estará sometido la estructura en celosía es N * = N 1 ⋅ 1'33 = 86.558'53( Kg ) Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Este esfuerzo se repartirá de igual modo por ambos cordones principales por lo que el trabajo a *

soportar por cada cordón será N c =

N *

= 43.279'27( Kg )

2 Tomamos como longitud libre del cordón l = 3(m ) que es la distancia libre resultante del atado de los cordones en el plano horizontal. La situación es exactamente la misma que la anteriormente estudiada para la celosía de menor longitud por lo que podemos afirmar nuevamente que los cordones constituidos por dos perfiles UPN 120 que forman la estructura en celosía cumplen a resistencia y flecha. CÁLCULO ELEMENTOS DE ATADO Según lo expuesto al comienzo de este capítulo, dimensionaremos a continuación los tubos de atado horizontales que unen las dos estructuras en celosía anteriormente definidas.


Realizamos esta comprobación correspondiente al plano horizontal al ser más desfavorable que la correspondiente al plano vertical debida a la mayor longitud que presentan estos elementos de atado diagonales. Estos elementos de atado o enlace se disponen de tal modo que cumplen todas las condiciones necesarias como elementos de enlace de una pieza compuesta tal y como exige la Norma y hemos reflejado en apartados anteriores. De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que se produce sobre las barras de celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor según expresión (10):


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N =

A ⋅ σ u n ⋅ 80 ⋅ senα

Siendo: área de la sección bruta de la pieza

A σ u

resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm2

α


n


Como hemos venido viendo ATOTAL = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 )

Por tanto N =

A ⋅ σ u n ⋅ 80 ⋅ senα

=

68(cm 2 )⋅ 2.600( Kg / cm 2 ) = 1.275'95( Kg ) 1 ⋅ 80 ⋅ sen(60º )

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N ⋅ 1'33 = 1.697( Kg ) La longitud del perfil a dimensionar es l = 3'394(m ) Vamos a dimensionar estos elementos de atado como tubos cuadrados 80x80x3. - Cálculo de la esbeltez mecánica. tubos de atadocomo estarán soldados en todo esto su perímetro Estos pueden considerarse piezas biempotradas, es, β = 0' a5 los perfiles a unir, por lo que λ =

l k i

=

l ⋅ β i

=

339'4(cm) ⋅ 0'5 = 54'6 ≈ 55 3'11(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'17 Cálculo del momento flector debido a su propio peso 7'01( Kg / m ) ⋅ (3'394)2 (m)2 M = = = 10'09( Kg ⋅ m) 8 8 P ⋅ l 2


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M = M ⋅ 1'33 = 13'42( Kg ⋅ m ) = 1.342( Kg ⋅ cm)

Así pues, para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

σ * = 1.697( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u


(

)

(

σ * = 955 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500


M =

σ =

P ⋅ l 2

=

8 M

W x

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (3'394)2 (m )2 = 10'09( Kg ⋅ m ) = 10'09 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

10'09 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'47( Kg / mm 2 ) 3 3 21'70 ⋅10 (mm )

f (mm ) = 1 ⋅



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El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a flecha como era de preveer debido a su corta longitud. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar como elemento de enlace diagonal un perfil tubo cuadrado 80x80x3.


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3.2.3.- ZONA CIR La situación objeto de estudio es exactamente igual que la correspondiente a la ZONA B. Se dispone una esquina cuyo arriostramiento queda resuelto por una pieza simple y otras dos piezas compuestas unidas entre sí mediante elementos de enlace o atado de forma diagonal en el plano horizontal. Dado que la longitud de la pieza simple no es elevada se dimensionará como un perfil tipo HEB. Todo lo contrario ocurrirá con las otras dos piezas unidas entre sí debido a las longitudes que presentan. Ello nos obligará a dimensionarlas como estructuras en celosía constituidas por dos perfiles UPN dobles en cajón y a su vez unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado tanto en el plano horizontal como en el vertical formados por diagonales iguales dimensionadas como tubos cuadrados 80x80x3. PERFIL SIMPLE Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'450)(m ) ⋅10.000( Kg / m ) = 66.640'96( Kg ) 2 ⋅ sen(41'90º )

N 2 =

(4'250 + 4'250)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 60.765'16( Kg ) 2 ⋅ sen(44'38º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 6'350(m) Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 240. Comprobemos si cumple: - Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamos el valor del radio de giro de la sección respecto al eje Y ya que es menor que el radio de giro de la sección respecto al eje X y por tanto la esbeltez será mayor y más desfavorable. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 l l ⋅ β λ y = i k = i = y y

635(cm) ⋅ 1 6'08(cm) = 104'4 ≈ 105


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Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 2'16 Cálculo del momento flector debido a su propio peso 83'2( Kg / m ) ⋅ (6'350)2 (m )2 M = = = 419'36( Kg ⋅ m ) 8 8 P ⋅ l 2


Así pues, para el perfil dispuesto HEB 240 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 σ * = N * ⋅

σ * = 88.632'48( Kg ) ⋅

2'16 106(

cm 2

+

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

55.774( Kg ⋅ cm)

)

938(

cm 3

+ 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 ⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33

)

(

)

σ * = 2.535'88( Kg / cm 2 ) ≤ σ u = 2.600( Kg / cm 2 )

El perfil dispuesto HEB 240 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 240 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500


⋅

2

M = P l = 8

⋅

2

2

83'2( Kg / m ) 8(6'350) (m) = 419'36( Kg ⋅ m ) = 419'36 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm)


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σ =

M W x

=

419'36 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'45( Kg / mm 2 ) 938 ⋅ 10 3 (mm 3 )

f (mm ) = 1 ⋅


El perfil dispuesto HEB 240 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 240 ESTRUCTURAS EN CELOSÍA Dispondremos para finalizar el arriostramiento de esta esquina dos cerchas en estructura en celosía constituidas por dos perfiles UPN dobles en cajón y a su vez unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado tanto en el plano horizontal como en el vertical. Cada cercha o estructura estará constituida por dos cordones principales, uno superior y otro inferior. Cada cordón estará formado por dos perfiles UPN unidos mediante soldadura. A su vez cada cordón quedará enlazado con el otro mediante diagonales iguales de forma triangular a soldadura siendo estos elementos de enlace tubos cuadrados que posteriormente dimensionaremos como tubos 80x80x3. Por tanto, el diseño de la estructura dispuesta es exactamente igual a la estudiada en este mismo apartado correspondiente a la ZONA B. Aplicaremos los mismos criterios de cálculo establecidos en el apartado anteriormente descrito atendiendo a las características que nos ocupa el presente caso. CELOSÍA DE MENOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 66.648'44( Kg ) 2 ⋅ sen(41'90º )

N 2 =

(4'250 + 4'250)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 60.765'16( Kg ) 2 ⋅ sen(44'38º )



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N * = N 1 ⋅ 1'33 = 88.642'43( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 12'7(m) Vamos a presuponer que la pieza a dimensionar es una estructura en celosía constituida por dos elementos/cordones formados por 2 perfiles UPN 120 soldados en cajón y unidos entre sí mediante diagonales iguales formados por tubos cuadrados 80x80x3, exactamente igual a la definida en este mismo apartado correspondiente a la ZONA B. Como pudimos comprobar, el radio de giro a considerar es i=

d

=

74

= 37(cm)

2 2 - Cálculo de la esbeltez mecánica. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 Para este caso, la longitud de pandeo resulta l k = β ⋅ l = 1 ⋅ 1.270(cm) = 1.270(cm) ;

El resto de características de diseño son las mismas que las definidas en este mismo apartado correspondiente a la zona B, por tanto el valor de la esbeltez complementaria resulta ser λ 1 = 12'96

Obtenemos como esbeltez mecánica λ = 38'9 ≈ 39

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'07 Cálculo del momento flector debido a su propio peso. P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m )

65( Kg / m ) ⋅ (12'7 )2 (m )2 M = = = 1.310'48( Kg ⋅ m ) 8 8 P ⋅ l 2



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Recordamos del apartado referenciado al estudio de la ZONA B los valores del área y módulo resistente de nuestra sección de estudio. A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 ) W x = A ⋅ i = 68(cm 2 )⋅ 37(cm) = 2.516(cm 3 )

Así pues, para la celosía dispuesta 2 UPN 120 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

σ * = 88.642'43( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'07 174.295( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 68(cm ) 2.516(cm )

(

)

(

σ * = 2.134'41 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse mediante la siguiente expresión suponiendo el caso de pieza biarticulada. f (mm) ≅

5 ⋅ q ⋅ l 4 luz ≤ 384 ⋅ E ⋅ I 500

siendo E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 = 2'1 ⋅ 10 4 Kg / mm 2 I Momento de inercia de la sección, I = A ⋅ i 2 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) ⋅ (37(cm )) = 93.092(cm 4 ) = 93.092 ⋅ 10 4 (mm 4 ) 2

q Peso por unidad de longitud de la sección, −3 D 80 X 80 X 3 q = P = 4 ⋅ P YPN 120 + P ≈ 65( Kg / m) = 65 ⋅ 10 ( Kg / mm )

El valor de la flecha f en el centro de la pieza será Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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f (mm ) =


La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar una celosía 2 UPN 120. A continuación comprobaremos los cordones de la celosía principales considerándolos de forma aislada con una luz libre de 3 metros que será la distancia dispuesta para la colocación de los elementos diagonales de atado tanto en el cordón superior como en el inferior en el plano horizontal.


Según hemos diseñados estas estructuras en celosía, éstas están constituidas por dos cordones principales, uno superior y otro inferior visto en el plano vertical, formados por dos perfiles UPN 120 unidos en cajón y enlazados ambos cordones mediante diagonales. Tal y como hemos visto, el esfuerzo o trabajo al que estará sometido la estructura en celosía es N * = N 1 ⋅ 1'33 = 88.642'43( Kg )


N *

2

= 44.321'26( Kg )

Tomando como longitud libre del cordón l = 3(m) que es la distancia libre resultante del atado de los cordones en el plano horizontal


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- Cálculo de la esbeltez mecánica. λ = l k = l ⋅ β = i i

300 (cm 4'21 (cm) ⋅)1 = 71'26 ≈ 72

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'37 - Cálculo del momento flector debido a su propio peso. M =

P ⋅ l 2

8

26'8( Kg / m ) ⋅ (3)2 (m )2 = = 30'15( Kg ⋅ m) 8



*

σ = N ⋅

σ * = 44.321'26( Kg ) ⋅

ω

A

+

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'37 4.010( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 34(cm ) 110(cm ) σ * = 2.493'66( Kg / cm 2 ) ≤ σ u = 2.600( Kg / cm 2 )

cordones constituidos por dos perfiles UPN 120 que forman la estructura en celosía cumplen aLos resistencia. Igualmente ocurre con la comprobación a flecha que no es necesaria demostrar debido a su corta longitud. CELOSÍA DE MAYOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable.


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N 1 =

(4'451 + 4'397)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 66.244'15( Kg ) 2 ⋅ sen(41'90º )

N 2 =

(4'250 + 1'017)(m ) ⋅10.000( Kg / m ) = 37.652'96( Kg ) 2 ⋅ sen(44'38º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 19'051(m ) Vamos a presuponer que la pieza a dimensionar es una estructura en celosía constituida por dos elementos/cordones formados por 2 perfiles UPN 120 soldados en cajón y unidos entre sí mediante diagonales iguales formados por tubos cuadrados 80x80x3, es decir, una estructura exactamente igual a la descrita en el apartado anterior correspondiente al cálculo de la celosía de menor longitud. A partir de los datos definidos en el apartado anterior, comprobamos las solicitaciones requeridas. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 Para este caso, la longitud de pandeo resulta l k = β ⋅ l = 1 ⋅ 1.905'1(cm ) = 1.905'1(cm) ;

El resto de características de diseño son las mismas que las definidas en el apartado correspondiente a la celosía de menor longitud, por tanto el valor de la esbeltez complementaria resulta ser λ 1 = 12'96


Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'17 Cálculo del momento flector debido a su propio peso


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P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m ) M = P ⋅ l = 2

8

65( Kg / m ) ⋅ (19'051)2 (m )2 = 2.948'89( Kg ⋅ m) 8


Recordamos del apartado anterior los valores del área y módulo resistente de nuestra sección de estudio. A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 ) W x = A ⋅ i = 68(cm 2 )⋅ 37(cm) = 2.516(cm 3 )


σ * = 88.104'72( Kg ) ⋅

ω M * + + E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u A W x

1'17 392.203( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 68(cm ) 2.516(cm )

(

)

(

σ * = 2.342'12 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a resistencia - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse mediante la siguiente expresión suponiendo el caso de pieza biarticulada. f (mm) ≅

5 ⋅ q ⋅ l 4 luz ≤ 384 ⋅ E ⋅ I 500

siendo E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 = 2'1 ⋅ 10 4 Kg / mm 2


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I Momento de inercia de la sección, 2

2

2

4

I = A ⋅ i = 4 ⋅ 17(cm ) ⋅ (37(cm )) = 93.092(cm

4

) = 93.092 ⋅10

4

(mm

)



5 ⋅ 65 ⋅ 10 −3 ( Kg / mm) ⋅ (19.051(mm))4 4

2

4

384 ⋅ 2'1 ⋅ 10 ( Kg / mm )⋅ 93.092 ⋅ 10 (mm La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a flecha.

= 5'7(mm) ≤

4

)

luz

500

=

19051(mm)

= 38'1(mm)

500

Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar una celosía 2 UPN 120. De idéntico modo que en el apartado anterior, comprobaremos los cordones de la celosía principales considerándolos de forma aislada con una luz libre de 3 metros que será la distancia dispuesta para la colocación de los elementos diagonales de atado tanto en el cordón superior como en el inferior en el plano horizontal. Según hemos diseñados estas estructuras en celosía, éstas están constituidas por dos cordones principales, uno superior y otro inferior visto en el plano vertical, formados por dos perfiles UPN 120 unidos en cajón y enlazados ambos cordones mediante diagonales. Tal y como hemos visto, el esfuerzo o trabajo al que estará sometido la estructura en celosía es N * = N 1 ⋅ 1'33 = 88.642'43( Kg )

Este esfuerzo se repartirá de igual modo por ambos cordones principales por lo que el trabajo a soportar por cada cordón será N c * = N * = 44.321'26( Kg ) 2 Tomando como longitud libre del cordón l = 3(m) que es la distancia libre resultante del atado de los cordones en el plano horizontal. La situación es exactamente la misma que la anteriormente estudiada para la celosía de menor longitud por lo que podemos afirmar nuevamente que los cordones constituidos por dos perfiles UPN 120 que forman la estructura en celosía cumplen a resistencia y flecha. CÁLCULO ELEMENTOS DE ATADO Según lo expuesto al comienzo de este capítulo, dimensionaremos a continuación los tubos de atado horizontales que unen las dos estructuras en celosía anteriormente definidas. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Realizamos esta comprobación correspondiente al plano horizontal al ser más desfavorable que la correspondiente al plano vertical debida a la mayor longitud que presentan estos elementos de atado diagonales. Estos elementos de atado o enlace se disponen de tal modo que cumplen todas las condiciones necesarias como elementos de enlace de una pieza compuesta tal y como exige la Norma y hemos reflejado en apartados anteriores. De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que se produce sobre las barras de celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor: A ⋅ σ u

= N

n ⋅ 80 ⋅ senα

Siendo: área de la sección bruta de la pieza σ u α

resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm2 ángulo de la diagonal con los cordones principales, en nuestro caso α = 60º

n

es el número de planos paralelos con triangulaciones iguales, en nuestro caso n=2 Como hemos venido viendo ATOTAL = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 )

Por tanto 68(cm 2 )⋅ 2.600( Kg / cm 2 ) N = = = 1.275'95( Kg ) n ⋅ 80 ⋅ senα 1 ⋅ 80 ⋅ sen(60º ) A ⋅ σ u

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N ⋅ 1'33 = 1.697( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 3'330(m ) Vamos a dimensionar estos elementos de atado como tubos cuadrados 80x80x3. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Estos tubos de atado estarán soldados en todo su perímetro a los perfiles a unir, por lo que pueden considerarse como piezas biempotradas, esto es, β = 0' 5


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λ =

l k i

l ⋅ β

=

i

=

333(cm) ⋅ 0'5 = 53'6 ≈ 54 3'11(cm)




=

σ σ * = 1.697( Kg ) ⋅

*

⋅

ω

+

N A

M *

+

W x

⋅ ⋅∆

E α

*

≤ σ u

T


(

)

(

σ * = 951 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a resistencia.

- Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500

σ es la máxima tensión producida por el máximo momento flector y como vimos anteriormente α = 1 Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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M =

σ =

P ⋅ l 2

8 M

W x

=

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (3'33)2 (m )2 = 9'72( Kg ⋅ m ) = 9'72 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

9'72 ⋅10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'45( Kg / mm 2 ) 3 3 21'70 ⋅10 (mm )

0'45( Kg / mm 2 )⋅ (3'33)2 (m 2 ) luz 3.330(mm ) f (mm ) = 1 ⋅ = 0'62(mm) ≤ = = 6'7(mm) 8(cm) 500 500 El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a flecha como era de preveer debido a su corta longitud. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar como elemento de enlace diagonal un perfil tubo cuadrado 80x80x3.


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3.2.4.- ZONA DIR La situación objeto de estudio es exactamente igual que la correspondiente a la ZONA A. Se dispone una esquina cuyo arriostramiento queda resuelto por una pieza compuesta constituida por dos perfiles simples unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado de forma diagonal en el plano horizontal. Dado que las longitudes no son elevadas dimensionaremos ambos perfiles como tipo HEB. Al tratarse de una pieza compuesta constituida por dos perfiles simples unidos mediante diagonales, habrá que calcular los radios de giro totales de la sección respecto cada eje. Suponiendo que ambos perfiles sean iguales tendremos el mismo caso que el estudiado en el apartado correspondiente a la ZONA A, y como vimos anteriormente iytotal >>> ixtotal por lo que siempre será más desfavorable el radio de giro de la sección respecto al eje X que respecto al eje Y, además de ser el radio de giro de la propia sección a considerar. Este será nuestro criterio a considerar a la hora de calcular la esbeltez mecánica para cada perfil a estudiar. PERFIL DE MENOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 2'875)(m) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 53.729'92( Kg ) 2 ⋅ sen(42'98º )

N 2 =

(2'225 + 3'919)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 39.669'8( Kg ) 2 ⋅ sen(50'75º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 7'054(m ) Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 200. Comprobemos si cumple: - Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamos el valor del radio de giro de la sección respecto al eje X por ser más desfavorable que respecto al eje Y al tratarse de un perfil unido a otro. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1


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λ x =

l k i x

=

l ⋅ β i x

=

705'4(cm) ⋅ 1 = 82'6 ≈ 83 8'54(cm)


P ⋅ l 2

8

=

61'3( Kg / m ) ⋅ (7'054)2 (m )2 = 381'28( Kg ⋅ m) 8


Así pues, para el perfil dispuesto HEB 200 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

ω

+

A σ * = 71.460'79( Kg ) ⋅

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'57 50.710( Kg ⋅ cm) + + 2'1 ⋅ 10 6 ( Kg / cm 2 )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33 2 3 78'1(cm ) 570(cm )

)

σ * = 2.195'82 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto HEB 200 cumple a resistencia. Si hiciéramos los cálculos para el perfil seguidamente inferior, esto es, HEB 180 obtendríamos σ * ≥ σ u que no cumple la condición exigida. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 200 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500


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61'3( Kg / m ) ⋅ (7'054)2 (m)2 M = = = 381'28( Kg ⋅ m ) = 381'28 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8 8 P ⋅ l 2

σ =

M W x

=

381'28 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'67( Kg / mm 2 ) 570 ⋅ 10 3 (mm 3 )

0'67( Kg / mm 2 )⋅ (7'054)2 (m 2 ) luz 7.054(mm ) f (mm ) = 1 ⋅ 20(cm) 500 = 1'67(mm) ≤ 500 = = 14'1(mm) El perfil dispuesto HEB 200 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 200 PERFIL DE MAYOR LONGITUD Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) Tenemos dos posibles situaciones, veamos cuál es la más desfavorable. N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 65.288'53( Kg ) 2 ⋅ sen(42'98º )

N 2 =

(3'919 + 1'017)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m) = 31.870'14( Kg ) 2 ⋅ sen(50'75º )


La longitud del perfil a dimensionar es l = 12'79(m ) Vamos a presuponer que el perfil a dimensionar es un HEB 280. Comprobemos si cumple:


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- Cálculo de la esbeltez mecánica. Tomamosalelejevalor radio de de un giroperfil de launido sección respecto eje X anteriormente, por ser más desfavorable respecto Y aldel tratarse a otro. Comoalvimos se consideraque el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 l k

λ x =

i x

=

l ⋅ β i x

=

1.279(cm) ⋅ 1 = 105'7 ≈ 106 12'10(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 2'19 Cálculo del momento flector debido a su propio peso 2 2 P ⋅ l 2 103( Kg / m ) ⋅ (12'79) (m ) M = = = 2.106'15( Kg ⋅ m) 8 8 Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: M * = M ⋅ 1'33 = 2.801'17( Kg ⋅ m ) = 280.117( Kg ⋅ cm )

Así pues, para el perfil dispuesto HEB 280 se debe verificar que la tensión de trabajo del * y otro de flexión * debido a su elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2

*

*

σ = N ⋅

σ * = 86.833'75( Kg ) ⋅

2'19 131'4(

cm 2

+

)

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

280.117( Kg ⋅ cm) 1.380(

cm 3

(

)

)

+ 2'1 ⋅ 10 6 Kg / cm 2 ⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅ 1'33

(

(

σ * = 2.320'5 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

)

El perfil dispuesto HEB 280 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto HEB 280


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f (mm) ≅ α ⋅

Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m )  mm  h(cm)

≤

luz

500


M =

σ =

P ⋅ l 2

8

M = W x

=

103( Kg / m ) ⋅ (12'79)2 (m )2 = 2.106'15( Kg ⋅ m) = 2.106'15 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

2.106'15 ⋅10 3 ( Kg ⋅ mm) = 1'53( Kg / mm 2 ) 1.380 ⋅ 10 3 (mm 3 )

1'53( Kg / mm 2 )⋅ (12'79)2 (m 2 ) luz 12.790(mm ) f (mm ) = 1 ⋅ = 8'92(mm) ≤ = = 25'58(mm) 28(cm) 500 500 El perfil dispuesto HEB 280 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar un perfil HEB 280 CÁLCULO ELEMENTOS DE ATADO Según lo expuesto al comienzo de este capítulo, dimensionaremos a continuación los tubos de atado horizontales que unen los dos perfiles anteriormente definidos. Estos elementos de atado o enlace se disponen de tal modo que cumplen todas las condiciones necesarias como elementos de enlace de una pieza compuesta tal y como exige la Norma y hemos reflejado en apartados anteriores. De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que se produce sobre las barras de celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor: N =

A ⋅ σ u n ⋅ 80 ⋅ senα

Siendo: A σ u

área de la sección bruta de la pieza resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm2


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α


es el número de planos paralelos con triangulaciones iguales, en nuestro caso n=1 En nuestro caso, el conjunto está constituido por un perfil HEB 280 y otro perfil HEB 200 n

HEB 280 => A = 131’4 cm2 HEB 200 => A = 78’1 cm2 ATOTAL = 209’5 cm2 Por tanto N =

A ⋅ σ u = n ⋅ 80 ⋅ senα

209'5(cm 2 )⋅ 2.600( Kg / cm 2 ) = 7.862'07( Kg ) 1 ⋅ 80 ⋅ sen(60º )

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N ⋅ 1'33 = 10.456'55( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 3'385(m) Vamos a dimensionar estos elementos de atado como tubos cuadrados 80x80x3. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Estos tubos de atado estarán soldados en todo su perímetro a los perfiles a unir, por lo que pueden considerarse como piezas biempotradas, esto es, β = 0' 5 λ =

l k i

=

l ⋅ β i

=

338'5(cm) ⋅ 0'5 = 54'42 ≈ 55 3'11(cm)



Así pues, para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 se debe verificar que la tensión de trabajo del elemento metálico sometido a un esfuerzo de compresión N * y otro de flexión * Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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debido a su propio peso, así como a un incremento de temperatura ∆T * , sea igual o inferior al valor σ u que es el valor de resistencia de cálculo del acero A42 = 2.600 Kg/cm 2 *

*

σ = N ⋅

σ * = 10.456'55( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u


)

σ * = 2.101'85 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ 500 h(cm)


M =

σ =

P ⋅ l 2

=

8 M

W x

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (3'385)2 (m )2 = 10'04( Kg ⋅ m) = 10'04 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

10'04 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'46( Kg / mm 2 ) 3 3 21'70 ⋅10 (mm )

f (mm ) = 1 ⋅


El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a flecha como era de preveer debido a su corta longitud. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar como elemento de enlace un perfil tubo cuadrado 80x80x3. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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3.2.5.- ZONA EIR Se trata de la zona centra del muro pantalla a arriostrar y queda resuelto por dos cerchas centrales como estructuras en celosía constituidas por dos perfiles UPN dobles en cajón y a su vez unidos entre sí mediante elementos de enlace o atado tanto en el plano horizontal como en el vertical. Debido a su elevada longitud conviene dimensionar estas cerchas centrales como celosías para que la flecha producida cumpla bajo lo límites. El diseño de partida para estas estructuras en celosía será el mismo que el considerado para las ZONAS B y C. CERCHA CENTRAL EN CELOSÍA Calculamos el esfuerzo de compresión al que estará sometido recordando que el empuje que transmite el terreno son 10.000( Kg ⋅ m ) La situación que produce el esfuerzo más desfavorable es la que se corresponde con N 1 =

(4'451 + 4'451)(m ) ⋅ 10.000( Kg / m ) = 45.529'88( Kg ) 2 ⋅ sen(77'85º )

Tomaremos el valor de N 1 al ser más desfavorable. Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N 1 ⋅ 1'33 = 60.554'73( Kg ) Esta misma situación se corresponde con la cercha de mayor longitud a dimensionar y que es l = 23'227(m ) Vamos a presuponer que la pieza a dimensionar es una estructura en celosía constituida por dos elementos/cordones formados por 2 perfiles UPN 120 soldados en cajón y unidos entre sí mediante diagonales iguales formados por tubos cuadrados 80x80x3, exactamente igual a las estructuras definidas en el estudio de las ZONAS B y C. Como pudimos comprobar, el radio de giro a considerar es i=

d

2

=

74 = 37(cm) 2

- Cálculo de la esbeltez mecánica. Como vimos anteriormente, se considera el caso de una pieza biarticulada, por lo que el coeficiente de esbeltez toma el valor de β = 1 Para este caso, la longitud de pandeo resulta


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l k = β ⋅ l = 1 ⋅ 2.322'7(cm) = 2.322'7(cm) ;

El resto de características decomplementaria diseño son las mismas tanto el valor de la esbeltez resulta que ser las definidas en las ZONAS B y C, por λ 1 = 12'96


Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'29 Cálculo del momento flector debido a su propio peso. P = 4 ⋅ P YPN 120 + P D 80 X 80 X 3 ≈ 65( Kg / m )

65( Kg / m ) ⋅ (23'227)2 (m )2 M = = = 4.383'39( Kg ⋅ m) 8 8 P ⋅ l 2


Recordamos del apartado referenciado al estudio de las ZONAS By C los valores del área y módulo resistente de nuestra sección de estudio. A = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) = 68(cm 2 ) W x = A ⋅ i = 68(cm 2 )⋅ 37(cm) = 2.516(cm 3 )


ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u

1'29 582.990( Kg ⋅ cm) 6 2 2 3 σ * = 60.554'73( Kg ) ⋅ 68(cm ) + Kg cm cm 2.516( ) + 2'1 ⋅ 10 ( / )⋅ 0'000012(m / mº C ) ⋅ 20(º C ) ⋅1'33

(

)

(

σ * = 2.050'8 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2 Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

) Página: 101 104/274

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La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a resistencia.

- Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha máxima de la viga o pieza debida a su propio peso puede calcularse mediante la siguiente expresión suponiendo el caso de pieza biarticulada.

5 ⋅ q ⋅ l 4 luz f (mm) ≅ ≤ 384 ⋅ E ⋅ I 500 siendo 6

2

4

2

E Módulo de elasticidad del material acero A42 E = 2'1 ⋅ 10 Kg / cm = 2'1 ⋅ 10 Kg / mm I Momento de inercia de la sección, I = A ⋅ i 2 = 4 ⋅ 17(cm 2 ) ⋅ (37(cm )) = 93.092(cm 4 ) = 93.092 ⋅ 10 4 (mm 4 ) 2




La celosía dispuesta 2 UPN 120 cumple a flecha. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar una celosía 2 UPN 120. A continuación comprobaremos los cordones de la celosía principales considerándolos de forma aislada con una luz libre de 4 metros que será la distancia dispuesta para la colocación de los elementos diagonales de atado tanto en el cordón superior como en el inferior en el plano horizontal.


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Según hemos diseñados estas estructuras en celosía, éstas están constituidas por dos cordones principales, uno superior y otro inferior visto en el plano vertical, formados por dos perfiles UPN 120 unidos en cajón y enlazados ambos cordones mediante diagonales. Tal y como hemos visto, el esfuerzo o trabajo al que estará sometido la estructura en celosía es N * = N 1 ⋅ 1'33 = 60.554'73( Kg )


N *

2

= 30.277'37( Kg )

Tomando como longitud libre del cordón l = 4(m) que es la distancia libre resultante del atado de los cordones en el plano horizontal - Cálculo de la esbeltez mecánica. λ =

l k i

=

l ⋅ β i

=

400(cm) ⋅ 1 = 95'01 ≈ 96 4'21(cm)

Según la norma NBE-EA 95 el valor del coeficiente de pandeo en función de la esbeltez anteriormente calculada para un acero A42 es = 1'89 - Cálculo del momento flector debido a su propio peso. 26'8( Kg / m ) ⋅ (4)2 (m )2 M = 8 = = 53'6( Kg ⋅ m) 8 P ⋅ l 2


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M = M ⋅ 1'33 = 71'29( Kg ⋅ m ) = 7.129( Kg ⋅ cm)


*

σ = N ⋅

σ * = 30.277'37( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u


(

)

(

σ * = 2.418'2 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

Los cordones constituidos por dos perfiles UPN 120 que forman la estructura en celosía cumplen a resistencia. Igualmente ocurre con la comprobación a flecha que no es necesaria demostrar debido a su corta longitud. CÁLCULO ELEMENTOS DE ATADO Según lo expuesto al comienzo de este capítulo, dimensionaremos a continuación los tubos de atado horizontales que unen las dos estructuras en celosía anteriormente definidas. Realizamos esta comprobación correspondiente al plano horizontal al ser más desfavorable que la correspondiente al plano vertical debida a la mayor longitud que presentan estos elementos de atado diagonales. Estos elementos de atado o enlace se disponen de tal modo que cumplen todas las condiciones necesarias como elementos de enlace de una pieza compuesta tal y como exige la Norma y hemos reflejado en apartados anteriores. De acuerdo con la Norma EA-95, en una pieza compuesta con enlace de celosía, el esfuerzo normal de compresión que se produce sobre las barras de celosía cuyas diagonales son iguales tiene un valor: N =

A ⋅ σ u n ⋅ 80 ⋅ senα


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Siendo: área de la sección bruta de la pieza 2 σ u resistencia de cálculo del acero, σu = 2.600 Kg/cm α


n


Como hemos venido viendo ATOTAL = 4 ⋅ AUPN 120 = 4 ⋅ 17 cm 2 = 68 cm 2

Por tanto 68(cm 2 )⋅ 2.600( Kg / cm 2 ) N = = = 1.275'95( Kg ) n ⋅ 80 ⋅ senα 1 ⋅ 80 ⋅ sen(60º ) A ⋅ σ u

Aplicando el coeficiente de seguridad, el valor ponderado resultante es: N * = N ⋅ 1'33 = 1.697( Kg )

La longitud del perfil a dimensionar es l = 4'82(m ) Vamos a dimensionar estos elementos de atado como tubos cuadrados 80x80x3. - Cálculo de la esbeltez mecánica. Estos tubos de atado estarán soldados en todo su perímetro a los perfiles a unir, por lo que pueden considerarse como piezas biempotradas, esto es, β = 0' 5 ⋅ β l i = i =

⋅

l λ =

k

4803''211(cm (cm) )0'5 = 77'2 ≈ 78


P ⋅ l 2

8

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (4'802)2 (m)2 = 20'2( Kg ⋅ m ) 8


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M = M ⋅ 1'33 = 26'87( Kg ⋅ m ) = 2.687( Kg ⋅ cm )


*

σ = N ⋅

σ * = 1.697( Kg ) ⋅

ω

+

A

M * W x

+ E ⋅ α ⋅ ∆T * ≤ σ u


(

)

(

σ * = 1.074 Kg / cm 2 ≤ σ u = 2.600 Kg / cm 2

)

El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a resistencia. - Cálculo de la deformación o flecha. El valor de la flecha f en el centro de una viga apoyada de sección constante y perfil simétrico de canto h y luz l puede calcularse mediante la fórmula para el perfil dispuesto tubo cuadrado 80x80x3 Kg  2 2 σ   2  ⋅ l (m ) luz  mm  f (mm) ≅ α ⋅ ≤ h(cm) 500


M =

σ =

P ⋅ l 2

=

8 M

W x

=

7'01( Kg / m ) ⋅ (4'802)2 (m )2 = 20'2( Kg ⋅ m) = 20'2 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) 8

20'2 ⋅ 10 3 ( Kg ⋅ mm) = 0'93( Kg / mm 2 ) 3 3 21'70 ⋅ 10 (mm )

f (mm ) = 1 ⋅



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El perfil dispuesto como elemento de enlace tubo cuadrado 80x80x3 cumple a flecha como era de preveer debido a su corta longitud. Realizadas las dos comprobaciones concluimos y definimos como elemento a utilizar como elemento de enlace diagonal un perfil tubo cuadrado 80x80x3.


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3.3. CÁLCULO DE LOS PERNOS Y PLACAS DE ANCLAJE Una vez dimensionados los perfiles que constituyen el conjunto de la estructura metálica que forma el arriostramiento metálico, el paso siguiente será dimensionar los elementos de anclaje sobre los que se colocarán las piezas metálicas en cuestión. Cada pieza irá anclada en cada uno de sus extremos al muro pantalla. Estos elementos de anclaje o fijación estarán constituidos por una placa metálica que hace las funciones de apoyo y anclaje de la pieza que irá soldada a la placa y unos pernos de anclaje al terreno. Estos elementos de anclaje son el punto de contacto entre el muro pantalla y la pieza metálica en cuestión.

Figura 3.3.1. Detalle placas y pernos anclaje


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3.3.1.- CÁLCULO PERNOS DE ANCLAJEIR Como vimos anteriormente, cada perfil estará sometido a un esfuerzo de compresión que influirá a la hora de dimensionar estos elementos de anclaje. La situación a estudiar en cada extremo de cada pieza es la que se describe en la siguiente figura.

Figura 3.3.1.1. Detalle perfil anclado

siendo E el esfuerzo o trabajo a compresión al que estará sometido la pieza metálica. Por descomposición, si analizamos las fuerzas o componentes que actúan en la zona de anclaje tenemos la situación que se describe en la siguiente figura

Figura 3.3.1.2. Composición de fuerzas


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siendo E el esfuerzo o trabajo a compresión al que estará sometido la pieza metálica Q el esfuerzo rasante total, Q = E ⋅ cos φ

(17)

N el esfuerzo normal, N = E ⋅ senφ

(18)

φ el

ángulo de inclinación entre el eje de la pieza metálica que es la dirección del esfuerzo de compresión aplicado E y el terreno. La presión que ejerce el acero sobre el hormigón y la fricción existente entre estos dos elementos, obliga a trabajar a corte a los pernos de anclaje a colocar. Así pues, el esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje o fijación viene dado por la expresión: R = Q −

⋅ N

(19)

siendo µ el valor del coeficiente de rozamiento acero – muro pantalla, o lo que es lo mismo, ente la placa base y el hormigón (mortero de cemento y arena) de valor µ = 0'2 . Los pernos constituyen el elemento de unión entre el muro pantalla y la base o placa y deben cumplir la función de transmitir los esfuerzos de la base al muro pantalla. Cuando dichos esfuerzos sean solamente de compresión, estos pernos de anclaje van a trabajar a cortante al no existir esfuerzo de tracción. La longitud que el perno debe tener embebida en el hormigón del muro pantalla debe ser la necesaria para que la fuerza precisa para arrancarlo sea igual a la que rompería por tracción. Para pernos metálicos fabricados en acero de alta resistencia F-114 y calidad 8/8, cuyas características mecánicas son: σ e ≥ 6.600 Kg / cm 2

siendo σ e el límite elástico.

σ t ≥ 8.300 Kg / cm 2

siendo σ t la resistencia a tracción.

La máxima resistencia a cortante τ viene dada por τ =

σ t

3

=

8.300( Kg / cm 2 ) = 4.792( Kg / cm 2 ) 3

(20)

Por tanto la carga de rotura del perno será Q R = τ ⋅ A Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

(21) Página: 110 113/274

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siendo A el área del perno M-30 cuyo diámetro es d = 30(mm) , luego, d 2 cm 2 2 Q R = τ ⋅ A = τ ⋅ π ⋅    = 4.792( Kg / cm )⋅ π ⋅   3( )  = 33.872'65( Kg )

 2 

 2 

Aplicando un coeficiente de seguridad δ = 4 , la carga admisible que puede soportar cada perno trabajando a cortante será Q=

Q R δ

=

33.872'65( Kg ) = 8.468'2( Kg ) 4

Por razones de seguridad y comerciales, los pernos de anclaje a disponer en el proyecto serán tacos expansivos. Dicho taco consta de rosca exterior que desplaza sus semi-casquillos cónicos provocando una expansión cilíndrica que reparte las cargas en el hormigón, disminuyendo así la probabilidad de fisuras y de rotura del hormigón. Están fabricados en acero de alta resistencia F-114 y calidad 8/8, cincado y cromotizado. Estos tacos están concebidos como anclajes para grandes cargas y sus características mecánicas son superiores a las descritas anteriormente para un perno metálico. Estos tacos expansivos han sido sometidos a distintas pruebas de ensayo tanto a cizalladura como a tracción siendo los datos técnicos facilitados por el fabricante los siguientes: CARGA DE ROTURA (Kp) REFERENCIA M – 10 x 90 M – 10 x 120 M – 12 x 110 M – 12 x 180 M – 16 x 145 M – 16 x 220 M – 20 x 170 M – 20 x 270 M – 24 x 200 M – 32 x 270

Hormigón: 300 Kp/cm2 Extracción Cizalladura

CARGAS ADMISIBLES (Kp) Extracción

Cizalladura

3.000

5.300

1.200

1.275

4500

7.250

1.800

1.875

6.800

13.500

2.750

3.250

11.700

19.000

4.680

4.700

17.000 26.000

28.600 43.400

6.800 10.400

7.150 10.850

Vamos a aplicar lo anterior para calcular el esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar para cada pieza metálica en cuestión.


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ZONA A PERFIL HEB 200 El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 63.844'28( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. a) En el extremo de la pieza donde φ = 44'20º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 63.844'28( Kg ) ⋅ cos(44'20º ) = 45.770'64( Kg ) N = E ⋅ senφ = 63.844'28( Kg ) ⋅ sen(44'20º ) = 44.510( Kg )

El esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será según expresión (19) R = Q −

⋅ N = 45.770'64( Kg ) − 0'2 ⋅ 44.510( Kg ) = 36.868'65( Kg )

Dimensionamos la placa con cuatro tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . b) En el extremo de la pieza dondeφ = 46'90 ºobtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 63.844'28( Kg ) ⋅ cos(46'90º ) = 43.623'12( Kg ) N = E ⋅ senφ = 63.844'28( Kg ) ⋅ sen(46'90º ) = 46.616'68( Kg )

El esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será según expresión (19) R = Q − ⋅ N = 43.623'12( Kg ) − 0'2 ⋅ 46.616'68( Kg ) = 34.299'78( Kg ) Dimensionamos la placa con cuatro tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . PERFIL HEB 260 La situación es idéntica a la calculada para el perfil de menor longitud .


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ZONA B PERFIL HEB 240 El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 65.081'6( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. a) En el extremo de la pieza donde φ = 43'15º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 65.081'6( Kg ) ⋅ cos(43'15º ) = 47.481'31( Kg ) N = E ⋅ senφ = 65.081¡6( Kg ) ⋅ sen(43'15º ) = 44.510( Kg )


⋅ N = 47.481'31( Kg ) − 0'2 ⋅ 44.510( Kg ) = 38.579'31( Kg )


El esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será según expresión (19) R = Q − ⋅ N = 45.416'32( Kg ) − 0'2 ⋅ 46.616'08( Kg ) = 36.092'71( Kg ) Dimensionamos la placa con cuatro tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . CELOSÍA 2 UPN 120 DE MENOR LONGITUD El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 65.081'6( Kg )


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Esta estructura en celosía está constituida por dos cordones principales, uno superior y otro inferior, unidos mediante diagonales de enlace iguales. Este esfuerzo de compresión será absorbido por ambos cordones que irán apoyados contra los elementos de anclaje al muro. Por tanto el esfuerzo de compresión al que trabaja cada cordón es: E c =

N 1

2

= 32.540'8( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos, es decir, tendrá dos puntos de apoyo en cada extremo, uno para el cordón superior y otro para el inferior. Tenemos dos situaciones a estudiar cuyos ángulos de inclinación φ º son los mismos que en el caso anterior. a) En el extremo de la pieza donde φ = 43'15º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 32.540'8( Kg ) ⋅ cos(43'15º) = 23.740'65( Kg ) N = E ⋅ senφ = 32.540'8( Kg ) ⋅ sen(43'15º ) = 22.255( Kg )


⋅ N = 23.740'65( Kg ) − 0'2 ⋅ 22.255( Kg ) = 19.289'65( Kg )

Dimensionamos la placa con dos tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . b) En el extremo de la pieza dondeφ = 45'75 ºobtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 32.540'8( Kg ) ⋅ cos(45'75º ) = 22.706'67( Kg ) N = E ⋅ senφ = 32.540'8( Kg ) ⋅ sen(45'75º ) = 23.309'04( Kg )


⋅ N = 22.706'67( Kg ) − 0'2 ⋅ 23.309'04( Kg ) = 18.044'86( Kg )

Dimensionamos la placa con dos tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) .


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CELOSÍA 2 UPN DE MAYOR LONGITUD La situación es idéntica a la calculada para la celosía del de menor longitud. ZONA C PERFIL HEB 240 El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 66.640'96( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. La pieza irá anclada al terreno en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. a) En el extremo de la pieza donde φ = 41'90º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 66.640'96( Kg ) ⋅ cos(41'90º ) = 49.601'64( Kg ) N = E ⋅ senφ = 66.640'96( Kg ) ⋅ sen(41'90º ) = 44.505( Kg )


⋅ N = 49.601'64( Kg ) − 0'2 ⋅ 44.505( Kg ) = 40.700'64( Kg )



⋅ N = 47.629'42( Kg ) − 0'2 ⋅ 46.609'61( Kg ) = 38.307'5( Kg )

Dimensionamos la placa con cuatro tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) .


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CELOSÍA 2 UPN 120 DE MENOR LONGITUD El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 66.648'4( Kg ) Esta estructura en celosía está constituida por dos cordones principales, uno superior y otro inferior, unidos mediante diagonales de enlace iguales. Este esfuerzo de compresión será absorbido por ambos cordones que irán apoyados contra los elementos de anclaje al muro. Por tanto el esfuerzo de compresión al que trabaja cada cordón es: N 1 c

E =

2 = 33.324'2( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos, es decir, tendrá dos puntos de apoyo en cada extremo, uno para el cordón superior y otro para el inferior. Tenemos dos situaciones a estudiar cuyos ángulos de inclinación φ º son los mismos que en el caso anterior. a) En el extremo de la pieza donde φ = 41'90º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 33.324'2( Kg ) ⋅ cos(41'90º ) = 24.803'59( Kg ) N = E ⋅ senφ = 33.324'2( Kg ) ⋅ sen(41'90º ) = 22.254'98( Kg )


⋅ N = 24.803'59( Kg ) − 0'2 ⋅ 22.254'98( Kg ) = 20.352'59( Kg )



⋅ N = 23.817'37( Kg ) − 0'2 ⋅ 23.307'41( Kg ) = 19.155'893( Kg )


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Dimensionamos la placa con dos tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . CELOSÍA 2 UPN DE MAYOR LONGITUD El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 66.244'15( Kg )


N 1

2

= 33.122'08( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos, es decir, tendrá dos puntos de apoyo en cada extremo, uno para el cordón superior y otro para el inferior. Tenemos dos situaciones a estudiar cuyos ángulos de inclinación φ º son los mismos que en el caso anterior. a) En el extremo de la pieza donde φ = 41'90º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 33.122'08( Kg ) ⋅ cos(41'90º ) = 24.653'14( Kg ) N = E ⋅ senφ = 33.122'08( Kg ) ⋅ sen(41'90º ) = 22.120( Kg )


⋅ N = 24.653'14( Kg ) − 0'2 ⋅ 22.120( Kg ) = 20.229'14( Kg )


El esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será según expresión (19) Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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R = Q −

⋅ N = 23.672'91( Kg ) − 0'2 ⋅ 23.166'04( Kg ) = 19.039'7( Kg )

Dimensionamos la placa dos tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o Q = 10.850( Kg ) . cizalladura por unidad es con ZONA D PERFIL HEB 200 El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 53.729'92( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. a) En el extremo de la pieza donde φ = 42'98º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 53.729'92( Kg ) ⋅ cos(42'98) = 39.308'37( Kg ) N = E ⋅ senφ = 53.729'92( Kg ) ⋅ sen(42'98) = 36.630( Kg )

El esfuerzo rasante según expresión (19)efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será R = Q −

⋅ N = 39.308'37( Kg ) − 0'2 ⋅ 36.630( Kg ) = 31.982'4( Kg )

Dimensionamos la placa con tres tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . b) En el extremo de la pieza donde φ = 50'75º obtenemos según (17) y (18), =

⋅

=

⋅

=

cos φ 53.729'92( Kg ) cos(50'75) 33.995'21( Kg ) N = E ⋅ senφ = 53.729'92( Kg ) ⋅ sen(50'75) = 41.608'06( Kg ) Q E


⋅ N = 33.995'21( Kg ) − 0'2 ⋅ 41.608'06( Kg ) = 25.673'6( Kg )

Dimensionamos la placa con tres tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) .


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PERFIL HEB 280 El esfuerzo de compresión al que trabaja la pieza es: E = N 1 = 65.288'53( Kg ) La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos. Tenemos dos situaciones a estudiar. a) En el extremo de la pieza donde φ = 42'98º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 65.288'53( Kg ) ⋅ cos(42'98) = 47.764'55( Kg ) N = E ⋅ senφ = 65.288'53( Kg ) ⋅ sen(42'98) = 44.510( Kg )


⋅ N = 47.764'55( Kg ) − 0'2 ⋅ 44.510( Kg ) = 38.862'55( Kg )

Dimensionamos la placa con cuatro tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) . b) En el extremo de la pieza dondeφ = 50'75 ºobtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 65.288'53( Kg ) ⋅ cos(50'75 ) = 41.308'4( Kg ) N = E ⋅ senφ = 65.288'53( Kg ) ⋅ sen(50'75) = 50.558'96( Kg )

El esfuerzo rasante efectivo R que debe ser absorbido por los pernos de anclaje a colocar será según expresión (19) =

−

⋅

=

−

⋅

=

41.308'4( Kg ) 0'2 50.558'96( Kg ) 31.196'61( Kg ) Dimensionamos la placa con tres tacos expansivos M-32x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 10.850( Kg ) .

R

Q

N

ZONA E Se trata de dos estructuras en celosía unidas entre sí que trabajan al mismo esfuerzo de compresión. El esfuerzo de compresión al que trabaja cada celosía es: E = N 1 = 45.529'88( Kg )


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N 1

2

= 22.764'94( Kg )

La pieza irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos, es decir, tendrá dos puntos de apoyo en cada extremo, uno para el cordón superior y otro para el inferior. Para ambos extremos el ángulo de inclinación φ º es el mismo, por tanto el esfuerzo rasante efectivo que deben abosorber los pernos de anclaje a colocar para anclar cada cordón será Para φ = 77'85º obtenemos según (17) y (18), Q = E ⋅ cos φ = 22.764'94( Kg ) ⋅ cos(77'85º ) = 4.791'38( Kg ) N = E ⋅ senφ = 22.764'94( Kg ) ⋅ sen(77'85º ) = 22.255( Kg )


⋅ N = 4.791'38( Kg ) − 0'2 ⋅ 22.255( Kg ) = 340'38( Kg )

Dimensionamos la placa con dos tacos expansivos M-20x270 cuya carga admisible a cortante o cizalladura por unidad es Q = 4.700( Kg ) . Podríamos haber utilizado tacos de dimensiones inferiores pero se recomienda para estos casos no se empleen pernos de anclaje de diámetro inferior a 20 mm, de ahí nuestra elección por tacos M-20x270.


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3.3.2.- CÁLCULO PLACAS DE ANCLAJEIR Por último queda por dimensionar la placa metálica que nos servirá de apoyo y anclaje de la pieza metálica del arriostramiento. Como hemos comentado, el elemento de transición entre la sección normal de la pieza metálica y el muro pantalla, se denomina base y según la importancia y naturaleza de los esfuerzos a transmitir, en nuestro caso compresión simple, la base puede consistir en una simple placa, con el espesor y dimensiones necesarias para repartir la presión.

Figura 3.3.2.1. Distribución de presiones

Vamos a suponer las siguientes consideraciones: - La distribución de presiones sobre la placa se supone uniforme y constante. - La distribución de momentos a lo largo de cualquier sección de la placa es uniforme y constante.

Figura 3.3.2.2. Detalle perfil anclado en placa


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La tensión que se transmite a la placa σ p es σ p =

N

(22)

h⋅b

siendo: h

y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje (ancho y largo).

la componente normal del esfuerzo de compresión al que se encuentra sometido la pieza metálica a anclar a dicha placa metálica de anclaje.

N

Como vimos anteriormente, si analizamos las fuerzas o componentes que actúan en la zona de anclaje tenemos la situación que se describe en la siguiente figura

Figura 3.3.2.3. Composición de fuerzas

siendo E el esfuerzo o trabajo a compresión al que estará sometido la pieza metálica Q el esfuerzo rasante total, Q = E ⋅ cos φ N el esfuerzo normal, N = E ⋅ senφ φ el

ángulo de inclinación entre el eje de la pieza metálica que es la dirección del esfuerzo de compresión aplicado E y el terreno. La tensión que transmite la placa al hormigón σ p deberá ser menor que la tensión admisible del hormigón σ admH , así σ p ≤ σ admH


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Para la ménsula de vuelo

h−c

2

, el momento flector por unidad de longitud vale

2

1 1  h − c  2 M ⋅ b = ⋅ σ p ⋅ b ⋅   = ⋅ σ p ⋅ b ⋅ (h − c ) 2 8  2 

→

M =

1 2 ⋅ σ p ⋅ (h − c ) 8

(23)

La tensión máxima producida por σ max =

M ⋅ e / 2

1 ⋅1⋅ e3 12

=

M e2

2

=

3  h − c  ⋅ σ p ⋅   ≤ σ u 4  e 

(24)

6

siendo e el espesor de la placa metálica y σ u la resistencia de cálculo del acero estructural definido para la placa en cuestión, que para uno de tipo A42 vale σ u = 2.600 Kg / cm 2 A partir de la última expresión podremos dimensionar el espesor e de la placa de anclaje a definir. En el arriostramiento definido podemos observar que los perfiles y celosías que lo constituyen guardan una cierta inclinación respecto al muro pantalla a arriostrar. Esto implica que una vez puestas las placas de anclaje el muro, los perfilesdebido a soldar sobre esta placa de anclaje tendrán una proyección mayor que susenpropias dimensiones a esta inclinación.

Figura 3.3.2.4. Detalle perfil anclado

Como podemos observar en la figura anterior, la proyección de un perfil P sobre la placa con una inclinación respecto a ésta φ resultará de mayor longitud que el propio del perfil sin proyectar B , es decir, P > B Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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B

P =

(25)

senφ

Debemos tener en cuenta esta última consideración a la hora de dimensionar estas placas. La idea será definir en un primer instante las dimensiones necesarias que debe tener la placa para que pueda soldarse la pieza metálica en cuestión. Seguidamente se calculará el espesor necesario siguiendo la lógica descrita anteriormente. Procedamos a dimensionar las placas metálicas de anclaje necesarias, PERFIL HEB 200 La situación más desfavorable se corresponde con el perfil HEB 200 de la ZONA A. Como hemos visto en los cálculos desarrollados para dimensionar los pernos de anclaje, la pieza metálica irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos siendo la situación más desfavorable la correspondiente a la componente normal N = E ⋅ senφ = 63.844'28( Kg ) ⋅ sen(46'90º ) = 46.616'68( Kg )

La tensión que se transmite a la placa σ p es según expresión (22) σ p =

N h⋅b

Siendo h y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje. Podemos comprobar que la proyección de este perfil HEB 200, siendo B = 20(cm) , sobre la placa para la inclinación de ángulo más desfavorable φ = 42'98º resulta ser según (25) P =

20(cm) = 29'34(cm) senφ sen 42'98º B

=

(

)

Según lo anterior vamos a suponer una placa metálica de dimensiones h = b = 35(cm) teniendo en cuenta que además debe quedar espacio suficiente para los pernos de anclaje. σ p =

N h⋅b

=

46.618'68( Kg ) = 38'06( Kg / cm 2 ) 35(cm) ⋅ 35(cm)

Para la ménsula de vuelo M =

h−c

2

, el momento flector por unidad de longitud vale según (23)

1 2 ⋅ σ p ⋅ (h − c ) siendo c = B = 20(cm) 8


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La tensión máxima producida por

según expresión (24)

2

σ max

3  h − c  2 = ⋅ σ p ⋅   ≤ σ u = 2.600( Kg / cm ) 4 e  

El espesor e de la placa metálica despejando de la expresión (24) será 3 ⋅ σ p 3 ⋅ 38'06( Kg / cm 2 ) ⋅ (h − c ) = ⋅ (35 − 20) = 1'5(cm) → e ≥ 1'5(cm) 4 ⋅ σ u 4 ⋅ 2.600( Kg / cm 2 )

e≥

La placa metálica 350x350x15 (mm). de anclaje a colocar para un perfil HEB 200 será de dimensiones PERFIL HEB 240 La situación más desfavorable se corresponde con el perfil HEB 240 de la ZONA B. Como hemos visto en los cálculos desarrollados para dimensionar los pernos de anclaje, la pieza metálica irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos siendo la situación más desfavorable la correspondiente a la componente normal N = E ⋅ senφ = 65.081'6( Kg ) ⋅ sen(45'75º ) = 46.616'08( Kg )


N h⋅b

Siendo h y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje. Podemos comprobar que la proyección de este perfil HEB 240, siendo B = 24(cm) , sobre la placa para la inclinación de ángulo más desfavorableφ = 41'90 ºresulta ser según (25) P =

24(cm) = 35'9(cm) senφ sen(41'90º ) B

=


N h⋅b

=

46.616'08( Kg ) = 29'14( Kg / cm 2 ) 40(cm) ⋅ 40(cm)

Para la ménsula de vuelo

h−c

2



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M =

1 2 ⋅ σ p ⋅ (h − c ) siendo c = B = 24(cm) 8



2

σ max

3  h − c  2 = ⋅ σ p ⋅   ≤ σ u = 2.600( Kg / cm ) 4  e 

El espesor e de la placa metálica despejando de la expresión (24) será 3 ⋅ σ p 3 ⋅ 29'14( Kg / cm 2 ) ⋅ (h − c ) = ⋅ (40 − 24 ) = 1'47(cm) → e ≥ 1'47(cm) 2 4 ⋅ σ ⋅ u 4 2.600( Kg / cm ) La placa metálica de anclaje a colocar para un perfil HEB 240 será de dimensiones 400x400x15 (mm). e≥

PERFIL HEB 260 Como hemos visto en los cálculos desarrollados para dimensionar los pernos de anclaje, la pieza metálica irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos siendo la situación más desfavorable la correspondiente a la componente normal N = E ⋅ senφ = 63.844'28( Kg ) ⋅ sen(46'90º ) = 46.616'68( Kg )


N h⋅b

Siendo h y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje. Podemos comprobar que la proyección de este perfil HEB 260, siendo B = 26(cm) , sobre la placa en el extremo cuya inclinación de ángulo más desfavorableφ = 44'20 ºresulta ser según (25) P =

26(cm) = 37'31(cm) senφ sen(44'2º ) B

=

Según lo anterior vamos a suponer una placa metálica de dimensiones h = b = 45(cm) teniendo en cuenta que además debe quedar espacio suficiente para los pernos de anclaje. σ p = N = h⋅b

Kg Kg cm 2 ) 46(.cm 616) '⋅68 45 45((cm)) = 23'02( /


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h−c

2


1 2 ⋅ σ p ⋅ (h − c ) siendo c = B = 26(cm) 8



2

σ max

3  h − c  2 = ⋅ σ p ⋅   ≤ σ u = 2.600( Kg / cm ) 4 e  

El espesor e de la placa metálica despejando de la expresión (24) será 3 ⋅ σ p 3 ⋅ 23'02( Kg / cm 2 ) ⋅ (h − c ) = ⋅ (45 − 26) = 1'5(cm) → e ≥ 1'5(cm) 4 ⋅ σ u 4 ⋅ 2.600( Kg / cm 2 )

e≥

La placa metálica de anclaje a colocar para un perfil HEB 260 será de dimensiones 450x450x15 (mm). PERFIL HEB 280 Como hemos visto en los cálculos desarrollados para dimensionar los pernos de anclaje, la pieza metálica irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos siendo la situación más desfavorable la correspondiente a la componente normal N = E ⋅ senφ = 65.288'53( Kg ) ⋅ sen(50'75) = 50.558'96( Kg )


N h⋅b

Siendo h y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje. Podemos comprobar que la proyección de este perfil HEB 260, siendo B = 28(cm) , sobre la placa en el extremo cuya inclinación de ángulo más desfavorableφ = 42'98 º resulta ser según (25) P =

28(cm) = 41'07(cm) senφ sen(42'98º ) B

=

h = b = 45(cm) teniendo Según lo anterior vamos a suponer una placa metálica delos dimensiones en cuenta que además debe quedar espacio suficiente para pernos de anclaje.


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σ p =

N h⋅b

=

50.558'96( Kg ) = 24'96( Kg / cm 2 ) 45(cm) ⋅ 45(cm)


h−c

2


1 2 ⋅ σ p ⋅ (h − c ) siendo c = B = 28(cm) 8



2

σ max

3  h − c  2 p u = 4 ⋅ σ ⋅  e  ≤ σ = 2.600( Kg / cm )

El espesor e de la placa metálica despejando de la expresión (24) será e≥

3 ⋅ σ p 3 ⋅ 24'96( Kg / cm 2 ) ⋅ (h − c ) = ⋅ (45 − 28) = 1'45(cm) → e ≥ 1'45(cm) 4 ⋅ σ u 4 ⋅ 2.600( Kg / cm 2 )

La placa metálica de anclaje a colocar para un perfil HEB 280 será de dimensiones 450x450x15 (mm). CELOSIA 2 UPN 120 La situación más desfavorable se corresponde con las celosías de la ZONA B. Como hemos visto en los cálculos desarrollados para dimensionar los pernos de anclaje, la pieza metálica irá anclada al muro pantalla en cada uno de sus extremos siendo la situación más desfavorable la correspondiente a la componente normal N = E ⋅ senφ = 32.540'8( Kg ) ⋅ sen(45'75º ) = 23.309'04( Kg )


N h⋅b

Siendo h y b las dimensiones de la placa metálica de anclaje. Podemos comprobar que la proyección de esta celosía, cuyos cordones están constituidos por 2 UPN 120, siendo B = 12(cm) , sobre la placa en el extremo cuya inclinación de ángulo más desfavorable φ = 43'15º resulta ser según (25)


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P =

12(cm) = 17'57(cm) senφ sen(43'15º ) B

=


N h⋅b

=

23.309'04( Kg ) = 37'29( Kg / cm2 ) 25(cm) ⋅ 25(cm)


h−c

2


1 ⋅ σ ⋅ (h − c )2 siendo c = B = 12(cm) 8 p



2

σ max

3  h − c  2 = ⋅ σ p ⋅   ≤ σ u = 2.600( Kg / cm ) 4 e  

El espesor e de la placa metálica despejando de la expresión (24) será e≥

3 ⋅ σ p 3 ⋅ 37'29( Kg / cm 2 ) ⋅ (h − c ) = ⋅ (25 − 12) = 1'3(cm) → e ≥ 1'3(cm) 4 ⋅ σ u 4 ⋅ 2.600( Kg / cm 2 )

La placa metálica de anclaje a colocar para las celosías 2 UPN 120 será de dimensiones 250x250x13 (mm).


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3.4. CÁLCULO DE LAS UNIONES ATORNILLADAS Una vez dimensionada la estructura metálica definida como arriostramiento metálico nos encontramos con la particularidad de perfiles y estructuras en celosía de elevada longitud. Debemos de pensar que estas piezas deben ser cargadas, transportadas y suministradas para su posterior montaje en obra. El hecho de tener piezas de longitudes superiores a los 20 m. nos da que pensar en las dificultades e inconvenientes para la realización de las tareas anteriormente descritas. Por esta razón, vamos a fabricar dicha estructura metálica de modo que cada perfil y celosía estén formadas porpara varia piezas de menor longitud para facilitar su transporte a obra y una vez allí serán unidas tener el elemento dimensionado. Esta unión será mediante placas metálicas atornilladas tal y como refleja la siguiente figura

Figura 3.4.1. Detalle unión atornillada

Este tipo de unión será aplicada a aquellas piezas metálicas definidas en el proyecto cuya longitud supere los 10 metros, es decir, a todas las estructuras en celosía definidas y a los perfiles HEB 260una y HEB 280.no Laexceda idea será de estas piezasy en varias dea obra. igual longitud y que cada de estas de 8dividir metroscada parauna facilitar su carga transporte

Figura 3.4.2. Detalle elementos de unión


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Figura 3.4.3.Unión atornillada celosía

Figura 3.4.4. Unión atornillada perfil HEB

El siguiente paso será definir estos elementos de unión, que como hemos definido anteriormente estarán constituidos atornilladas entre sí. por dos placas metálicas, una en cada extremo de la pieza en cuestión, Este medio de unión estará constituido por tornillos, tuercas y arandelas. Las tuercas y arandelas deben ser compatibles con los tornillos utilizados. Las piezas que se unan con tornillos deberán presentarse absolutamente rectas y planas Estos tornillos consisten en un vástago de diámetro d; provisto de una cabeza de forma hexagonal; que se introduce en los taladros de la chapa a enlazar; teniendo en el extremo saliente del vástago una zona roscada, en la cual se colocan una arandela y una tuerca que al ir roscándose consigna el apriete de las chapas unidas.

Figura 3.4.5. Elementos unión atornillada

Según EA-95; existen tres clases de tornillos: -Clase T: tornillos ordinarios. -Clase TC: tornillos calibrados. -Clase TR: tornillos de alta resistencia.


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La norma estables las siguientes disposiciones constructivas para las uniones atornilladas. Según la norma, las distancias s entre los centros de agujeros de diámetro a , que unan piezas cuyo espesor mínimo es e , cumplirán las siguientes condiciones; Valor mínimo: s ≥ 3'5 ⋅ a valor mínimo Valor máximo: s ≤ 8 ⋅ a y s ≤ 15 ⋅ e En caso de más de dos filas paralelas de tornillos en la dirección del esfuerzo, las distancias entre centros de agujeros y bordes de las chapas cumplirán las siguientes condiciones; Valor mínimo:

-al borde frontal t 1 ≥ 2 ⋅ a -al borde lateral t 2 ≥ 1'5 ⋅ a

Valor máximo:

a cualquier borde t ≤ 3 ⋅ a y t ≤ 6 ⋅ e .

A título de orientación, se recomienda aplicar, para la elección del diámetro de los tornillos d ≅ 5 ⋅ e − 0.2 siendo e el espesor menor de las piezas que forman la unión y d el diámetro de la espiga del tornillo. La suma de los espesores de las piezas unidas será menor o igual que 4'5 ⋅ d para tornillos ordinarios; siendo d el diámetro del tornillo. Para tornillos calibrados, la suma de espesores de las piezas unidas será menor o igual que 6'5 ⋅ d ; mientra que no hay limitación para tornillos de alta resistencia. Se recomienda no disponer más de cinco tornillos en una fila. Según la EA-95, tenemos para la disposición constructiva las siguientes medidas y tolerancias reflejadas en la siguiente figura


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Figura 3.4.6. Disposición Norma EA-95

Siendo, a

diámetro del tornillo

t 1

distancia tornillo hasta el borde frontal

t 2

distancia tornillo hasta el borde lateral


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3.4.1.- CÁLCULO UNIONES PERFILES HEBR Vamos a dimensionar los elementos de unión para los perfiles HEB. Nuestro caso más desfavorable se dará para el perfil HEB 280 de longitud l = 12'79(m) . Debido a su longitud, dividiremos el perfil en dos de longitudes l = 6'4(m) cada uno. A su vez, cada una de estas dos piezas tendrá soldada una placa de dimensiones 400x400x15 en uno de sus extremos y que irán atornilladas por ocho tornillos calibrados TC 20x60 de clase A5t cuya resistencia es σ t ( A5t ) = 3.000 

Kg 

2   cm 

La siguiente figura refleja lo anteriormente descrito

Figura 3.4.1.1. Unión perfil HEB

donde definimos s = 16(cm) ; b = h = 40(cm )

y t 1 = t 2 = 4(cm)

En las uniones definidas tendremos un momento flector y un cortante


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Figura 3.4.1.2. Momento flector y Esfuerzo cortante

Para el perfil considerado El momento flector es M * = 280.177( Kg ⋅ cm) mientras que el esfuerzo contante será Q * = P HEB 280 ⋅ l ⋅ 1'33 = 103( Kg / m ) ⋅ 12'79(m ) ⋅ 1'33 = 1.752'1( Kg )

Se supone que el momento es resistido por los tornillos en la zona de tracción y por contacto en la zona de compresión. Respecto esto intentamos hallar una sección resistente equivalente.

Figura 3.4.1.3. Sección equivalente


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La posición del eje neutro viene determinado por la ecuación: 2

⋅ c1

  c1 

a ⋅ c ⋅ c = b ⋅ c1 →a= 2 2 b  c 

→

c1 = a c b

(26)

donde

Figura 3.4.1.4.

siendo a el ancho del área equivalente de la sección de los tornillos supuestos uniformes a=

A s

⋅m

(27)

siendo m el número de filas paralelas de tornillos y A la sección del tornillo considerada A =

π ⋅ d 2

=

4 considerado

3'1416 ⋅ (2(cm))2 = 3'142(cm 2 ) 4

siendo

d = 2(cm)

el diámetro del tornillo

3'142(cm 2 ) a = ⋅m = ⋅ 3 = 0'589(cm) s 16(cm) A

Además conocemos que c + c1 = h

(28)

Con las ecuaciones (26), (27) y (28) obtenemos los valores de c y c1 c1 c

=

a b

=

0'589(cm) = 0'121 40(cm)

→

c1 = 0'121 ⋅ c

sustituyendo en (28) c + c1 = h → c + 0'121 ⋅ c = 40(cm) → c = 35'68(cm) → c1 = 4'32(cm )


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Tenemos que el momento de inercia de la sección resistente equivalente es igual a 3

3

3

I = a ⋅ c + b ⋅ c1 =

3

3

0'589(cm) ⋅ (35'68(cm)) +

3

3

40(cm) ⋅ (4'32(cm)) = 9.993(cm 4 ) 3

(29)

La tensión de tracción máxima en los tornillos es σ 1* =

M * ⋅ c I

=

280.177( Kg ⋅ cm) ⋅ 35'68(cm) = 1.000'38( Kg / cm 2 ) 9.993(cm 4 )

(30)

y la tensión de compresión máxima en la chapa σ 2* =

M * ⋅ c1 = I

280.177( Kg ⋅ cm) ⋅ 4'32(cm) = 121'13( Kg / cm 2 ) 9.993(cm 4 )

(31)

también deducimos que τ * =

Q* A ⋅ n

=

1.752'1( Kg ) = 69'7( Kg / cm 2 ) 2 3'142(cm )⋅ 8

(32)

donde n es el número total de tornillos, n = 8 . Finalmente debemos comprobar: σ *2 ≤ σ F ; σ F → Límite de fluencia del material de la chapa, acero A42, que perfectamente

cumple. Y por último la resistencia cálculo tornillo 2

σ CO = σ1* + 3 ⋅ τ* 2

2

σ CO = σ 1* + 3 ⋅ τ * =

(

2

≤ σt

(1.000'38( Kg / cm 2 ))2 + 3 ⋅ (69'7( Kg / cm 2 ))2 )

(

σ CO = 1.007'64 Kg / cm 2 ≤ σ t = 3.000 Kg / cm 2

(33) = 1.007'64( Kg / cm 2 )

) cumple la unión elegida.

Por último faltaría comprobar la disposición constructiva elegida. Según la norma, las distancias entre los centros de agujeros de diámetro a , que unan piezas cuyo espesor mínimo es e , cumplirán las siguiente condiciones;

s

Valor mínimo: s ≥ 3'5 ⋅ a

→ 16(cm ) ≥ 3'5 ⋅ 2(cm) = 7(cm)

Valor máximo: s ≤ 8 ⋅ a → 16(cm) ≤ 8 ⋅ 2(cm) = 16(cm) s ≤ 15 ⋅ e → 16(cm) ≤ 15 ⋅ 1'5(cm) = 22'5(cm) Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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En caso de más de dos filas paralelas de tornillos en la dirección del esfuerzo, las distancias entre centros de agujeros y bordes de las chapas cumplirán las siguientes condiciones; Valor mínimo: -al borde frontal t 1 ≥ 2 ⋅ a → 4(cm) ≥ 2 ⋅ 2(cm) = 4(cm) -al borde lateral t 2 ≥ 1'5 ⋅ a → 4(cm) ≥ 1'5 ⋅ 2(cm) = 3(cm) Valor máximo: a cualquier borde t ≤ 3 ⋅ a y t ≤ 6 ⋅ e → 4(cm) ≤ 6(cm) Comprobemos la solicitación a aplastamiento. Una unión entre chapas puede fallar si se aplastan las paredes de los taladros contra los vástagos de los tornillos o remaches, se admite que la sección resistente de la chapa a aplastamiento es la proyección de la superficie lateral del taladro.

Figura 3.4.1.5. Aplastamiento

Tenemos una rotura por aplastamiento que hace inservible la unión. La solicitación de agotamiento de una chapa por aplastamiento contra el vástago de un tornillo es 2'5 ⋅ σ F ⋅ d a ⋅ t para el caso de tornillos calibrados que es el que estamos utilizando en la unión. σ F

es el límite de fluencia del acero de la chapa, para el A-42 son σ F = 2.600( Kg / cm 2 )

es igual al diámetro del agujero que para el caso de tornillos calibrados es igual al diámetro del vástago, d a

t es el menor de las chapas unidas

2'5 ⋅ σ F ⋅ d a ⋅ t = 2'5 ⋅ 2.600( Kg / cm 2 )⋅ 2(cm) ⋅ 1'5(cm) = 19.500( Kg ) solicitación requerida.


por lo que cumple la

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3.4.2.- CÁLCULO UNIONES ESTRUCTURAS EN CELOSÍA Faltaría por dimensionar los elementos de unión para las celosías definidas en el actual proyecto. En el arriostramiento definido tenemos estructuras en celosía que van desde longitudes de l ≈ 12'5(m ) las de menor longitud hasta l ≈ 23'8(m ) la de mayor longitud. Tanto para un caso como en otro, fabricaremos estructuras en celosía de longitud aproximada l = 6 − 6'5(m ) que iremos uniendo tantas como necesitemos hasta conseguir la longitud deseada. Cada unión será mediante placas atornilladas tanto en el cordón superior como en el cordón inferior. Estas placas de unión serán de dimensiones 200x200x10 e irán atornilladas por cuatro tornillos calibrados TC 20x60 de clase A5t cuya resistencia es σ t ( A5t ) = 3.000  Kg 2   cm 

La siguiente figura refleja lo anteriormente descrito

Figura 3.4.2.1. Unión estructura en celosía

donde definimos s = 10(cm) ; b = h = 20(cm ) y t 1 = t 2 = 5(cm) Aplicando el mismo criterio que en el caso anterior podemos comprobar que

(

σ CO ≤ σ t = 3.000 Kg / cm 2

)

condición que verificamos ya que la situación estudiada es menos desfavorable que la estudiada para el perfil HEB anterior. Comprobamos la disposición constructiva elegida. Según la norma, las distancias s entre los centros de agujeros de diámetro a , que unan piezas cuyo espesor mínimo es e , cumplirán las siguientes condiciones; Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Valor mínimo: s ≥ 3'5 ⋅ a → 10(cm) ≥ 3'5 ⋅ 2(cm) = 7(cm) Valor máximo: s ≤ 8 ⋅ a → 10(cm) ≤ 8 ⋅ 2(cm) = 16(cm) s ≤ 15 ⋅ e → 10(cm) ≤ 15 ⋅ 1(cm) = 15(cm) En caso de más de dos filas paralelas de tornillos en la dirección del esfuerzo, las distancias entre centros de agujeros y bordes de las chapas cumplirán las siguientes condiciones; Valor mínimo: -al borde frontal t 1 ≥ 2 ⋅ a → 5(cm) ≥ 2 ⋅ 2(cm) = 4(cm) -al borde lateral t 2 ≥ 1'5 ⋅ a → 5(cm) ≥ 1'5 ⋅ 2(cm) = 3(cm) Valor máximo: a cualquier borde t ≤ 3 ⋅ a y t ≤ 6 ⋅ e → 5(cm) ≤ 6(cm)


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3.5. CÁLCULO DE LAS UNIONES SOLDADAS Según la EA-95, las dos disposiciones fundamentales para uniones soldadas son: 1.-Soldaduras a tope con elementos en prolongación, en T o en L. 2.-Soldaduras de ángulo, en rincón, en solape, en esquina o en ranura. 1.-Uniones con soldadura a tope: La soldadura a tope no debe producir discontinuidad en la sección y su sobre-espesor no será mayor que el 10% del espesor de la chapa más delgada; si las chapas son de distinta sección, la de mayor sección se adelgazará en la zona de contacto con pendientes no mayores que el 25% para obtener una transición suave de sección. >25% (pte. rebaje) Sobre elevación<10% e e Figura 3.5.1. Unión con soldadura a tope

La norma EA-95 dice que una soldadura a tope que una totalmente dos piezas realizadas con las condiciones recogidas en la norma y cuyo espesor no sea menor que el espesor de la pieza mas delgada, no requiere cálculo. 2.-Uniones con soldadura de ángulo: Definiciones. Garganta de un cordón en ángulo (a): Es la altura del triángulo isósceles que puede inscribirse dentro de la sección recta del cordón de la soldadura.

a

Figura 3.5.2. Garganta de un cordón


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Longitud eficaz de un cordón en ángulo (L): Es la longitud total del cordón descontados los cráteres de los extremos. Se toma convencionalmente la longitud de esos cráteres igual a a; por lo tanto la longitud sería L − 2 ⋅ a Si se adoptan precauciones para impedir la formación de cráteres, no se efectúa esta deducción. Sección de garganta: Es la sección del cordón determinada por el plano bisector del ángulo diedro que lo contiene.

plano

Figura 3.5.3. Sección de garganta

Área de sección de garganta: Es la obtenida multiplicando la garganta del cordón por su longitud eficaz → L ⋅ a En cuanto a lasrepartida fuerzassobre de solicitación, fuerza que debe resistir cada cordón se supone uniformemente la sección a la × L TIPOLOGÍA DE LAS UNIONES SOLDADAS EN ÁNGULO 1.-Uniones soldadas planas: Son aquellas en la que los diferentes cordones están contenidos en el mismo plano o las que permite abatir todas las secciones de garganta sobre un mismo plano. Será el caso habitual en nuestro proyecto de estudio. 2.-Uniones soldadas espaciales: Aquellas en la que no es posible abatir sobre un mismo plano todas las secciones de garganta de los distintos cordones que las componen. 3.-Uniones mixtas: Aquellas uniones constituidas por soldaduras de ángulo y soldaduras a tope.


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Figura 3.5.4. Tipología uniones soldadas

TENSIONES A CONSIDERAR EN UNA SOLDADURA DE ÁNGULO Tenemos el cordón de soldadura y dijimos que el plano de garganta era el que definía el bisector del triángulo isósceles. Dentro de ese plano definimos

σ ; τ n

y τ a

σ

es la Tensión normal al plano de garganta.

τ n τ a

es la Tensión tangencial normal a la arista. es la Tensión tangencial paralela a la arista.

Figura 3.5.5. Tensiones en una soldadura


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Si nos referimos al plano de una de las caras de la soldadura en la que ha sido abatida la sección de garganta

Figura 3.5.6.

n

es la tensión normal que actúa en el plano de cada una de las caras de soldadura.

es laTensión tangencial normal a la arista y contenida en el plano de cada una de las caras de la soldadura. t n

es la Tensión tangencial paralela a la arista; contenida en el plano de una de las rectas de soldadura. t a

De esta manera definimos las tensiones que más nos interesan. Nos dice la norma que la CONDICIÓN DE SEGURIDAD es: σ o = σ *2 +1.8⋅ (τ n*2 +τ a*2 ) ≤ σ u

(34)

Establecemos σ 0 (tensión normal de comparación) que ha de ser menor o igual a σ u (resistencia de cálculo del acero); si queremos seguir la norma. σ *

es la tensión normal ponderada, referida al plano de garganta.

τ n*

es la Tensión tangencial ponderada, normal a la arista, referida al plano de garganta.

τ a*

es la Tensión tangencial ponderada, paralela a la arista; referida al plano de garganta.


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EMPALME DE VIGAS. Los perfiles laminados tienen una de 12ya en 18obra. metros, debidopor a esto que de en determinados casos se precisa hacerlongitud uniones,comercial bien en taller Asíesmismo razones montaje los largos de viga están supeditados a los medios auxiliares de elevación y transporte de que se disponga. En taller se ejecutarán los empalmes por soldadura a tope; preferentemente, ya que la norma dispone que no se precisan calcular en este tipo de uniones. En obra se utiliza mas generalmente el empalme con cubre-juntas disponiéndose este en las secciones de la viga menos solicitadas por los esfuerzos. Unión a tope.

Cordón de soldadura Figura 3.5.7. Unión a tope

Un último aspecto en el cálculo de placas de anclaje es el referente a las soldaduras. Las soldaduras que se realizan al unir el perfil/pieza con la placa son en ángulo. Según el artículo de la Norma NBE EA-95, la garganta de una soldadura en ángulo que une dos perfiles de espesores e1≤ e2 no debe pasar el valor máximo fijado en la siguiente tabla, que corresponde al valor e1 y no debe ser menor que el mínimo correspondiente al espesor e2, y siempre que este valor mínimo no sea mayor que el valor máximo para e1. Esta indicación de la Norma en lo referente a las soldaduras restringe la utilización de grandes espesores de chapa, pues no existe un intervalo que asegure la soldabilidad con el soporte. Vamos a aplicar como criterio que el espesor de la garganta será como mínimo 0’7 veces el espesor menor de las piezas a unir para las distintas piezas que componen el arriostramiento.


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Compatibilidad soldaduras placa anclaje-perfil HEB 200 Garganta Elemento Espesor (mm) Valor máximo Alma HEB 200 9.0 6.0 (mm) Valor mínimo 3.5 (mm) Ala HEB 200 15.0 10.0 5.0 Placa 15.0 10.0 5.0 -Ala del HEB 200 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 10.0-5.0 mm. -Alma del HEB 200 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 6.0-5.0 mm. Compatibilidad soldaduras placa anclaje-perfil HEB 240 Garganta Elemento Espesor (mm) Valor máximo (mm) Valor mínimo (mm) Alma HEB 240 10.0 7.0 4.0 Ala HEB 240 17.0 12.0 5.5 Placa 15.0 10.0 5.0 -Ala del HEB 240 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 10.0-5.5 mm. -Alma del HEB 240 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 7.0-5.0 mm.

Elemento

Compatibilidad soldaduras placa anclaje-perfil HEB 260 Garganta Espesor (mm) Valor máximo (mm) Valor mínimo (mm)

Alma HEB260 260 Ala HEB Placa

10.0 17.5 15.0

7.0 12.0 10.0

4.0 5.5 5.0

-Ala del HEB 260 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 10.0-5.5 mm. -Alma del HEB 260 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 7.0-5.0 mm. Compatibilidad soldaduras placa anclaje-perfil HEB 280 Garganta Elemento Espesor (mm) Valor máximo (mm) Valor mínimo (mm) Alma HEB 280 10.5 7.0 4.0 Ala HEB 280 18.0 12.0 5.5 Placa 15.0 10.0 5.0 -Ala del HEB 280 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 10.0-5.5 mm. -Alma del HEB 280 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 7.0-5.0 mm. Compatibilidad soldaduras placa anclaje-perfil UPN 120 Garganta Elemento Espesor (mm) Valor máximo (mm) Valor mínimo (mm) Alma UPN 120 7.0 4.5 2.5 Ala Placa UPN 120 9.0 6.0 3.5 13.0 9.0 4.5 -Ala del UPN 120 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 6.0-4.0 mm. -Alma del UPN 120 y la placa: compatibilidad de soldadura en el intervalo 4.5 mm. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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IV. PLANOS


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PLANOS

El presente proyecto incluye los siguientes planos: • PLANO-01

Situación

• PLANO-02

Emplazamiento y topográfico actual

• PLANO-03

Planta y detalles

• PLANO-04

Diseño arriostramiento

• PLANO-05 • PLANO-06

Geometría arriostramiento Arriostramiento metálico

• PLANO-07

Detalles arriostramiento

• PLANO-08

Detalles elementos de anclaje y soldaduras

• PLANO-09

Esquema proceso ejecución


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V. PLIEGO DE CONDICIONES


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5.1. INTRODUCCIÓN El trabajo comprendido en la presente sección consiste en el suministro de toda la mano de obra, instalación de equipos, accesorios y materiales, así como en la ejecución de todas las operaciones relacionadas con el diseño, fabricación y montaje de acero para estructuras destinadas como arriostramiento metálico. Todos los trabajos relacionados con las estructuras metálicas, tendrán que atenerse obligatoriamente a lo especificado en la Norma Básica de la Edificación NBE EA-95 “Estructuras de acero en edificación”, en la que se refunden y ordenan en una sola norma básica las normas básicas de la edificación (NBE) siguientes: NBE -102 “Acero laminado para estructuras de edificación” NBE -103 “Cálculo de las estructuras de acero laminado en la edificación” NBE -104 “Ejecución de las estructuras de acero laminado en la edificación” NBE -105 “Roblones de acero” NBE -106 “Tornillos ordinarios y calibrados para estructuras de acero” NBE -107 “Tornillos de alta resistencia para estructuras de acero” NBE -108 “Perfiles huecos de acero para estructuras de edificación” NBE -109 “Perfiles conformados de acero para estructuras de edificación” NBE -110 “Cálculo de piezas de chapa conformada de acero en edificación” NBE -111 “Placas y paneles de chapa conformada de acero en edificación”


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5.2. GENERALIDADES La forma y dimensiones de la estructura serán las señaladas en los planos y demás documentos del proyecto, no permitiéndose modificaciones de los mismos sin la previa autorización por escrito del autor del presente proyecto. Salvo indicación de lo contrario, el diseño, fabricación, suministro, montaje y posterior desmontaje de las estructuras de acero destinadas como arriostramiento metálico viene obligado de los siguientes pasos a considerar: - A la realización de los planos precisos. - - - - - - - -

Al suministro todos los materiales y elementos de unión necesarios para la fabricación de la estructura. A su ejecución en taller. A la pintura o protección de la estructura. A suministrar y remitir con la estructura, debidamente embalados y clasificados, todos los elementos precisos para realizar las uniones de montaje, con excepción de los electrodos que se requieran para efectuar las posibles soldaduras de obra. A remitir el número de tornillos estrictamente necesarios para realizar las uniones de montaje. Al montaje de la estructura de la obra. A la prestación y disposición de todos los andamios y elementos de elevación y auxiliares que sean necesarios, tanto para el montaje como para la realización de la función inspectora. Al posterior desmontaje de la estructura de la obra una vez se haya ejecutado el forjado y sea requerido para el mismo.


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5.3. FABRICACIÓN EN TALLER 5.3.1- RECOMENDACIONES GENERALESIR Los planos de taller definirán completamente todos los elementos de la estructura metálica. Los planos de taller contendrán de forma completa: - Las dimensiones necesarias para definir inequívocamente todos los elementos y piezas de la estructura. - La disposición y situación de todas las uniones. - El diámetro y forma de ejecución de los taladros. - Las clases, diámetros y longitudes de los tornillos. - El esfuerzo de pretensado y forma de conseguirlo para los tornillos que lo requieran. - La forma y dimensiones de las uniones soldadas; las preparaciones de bordes a efectuar; el procedimiento, método y posiciones de soldeo; los materiales de aportación y el orden de ejecución. - Las indicaciones sobre tratamientos térmicos y mecanizados de los elementos que lo requieran. Todo plano de taller llevará indicado los perfiles, las clases de acero, los pesos y las marcas de todos los elementos representados en él. Se trazarán las plantillas a tamaño natural de todos aquellos elementos que lo precisen. El trazado de las plantillas se realizará por el jefe de taller. Dichas plantillas se realizarán en material que no sufra fácilmente deformaciones ni deterioros durante su manejo. Los planos de taller indicarán la forma de efectuar la toma de raíz en las soldaduras a tope con penetración completa. En los planos de taller figurarán todos los empalmes que sean precisos efectuar. En este caso figurará en los planos de taller la zona de la pieza en donde puede efectuarse el empalme y el número máximo de piezas de la serie que pueden ser empalmadas. En ningún caso se autorizará más de un empalme por pieza que no sea estrictamente necesario. Preparación de las piezas. 1.- Se procederá a la ejecución en taller de acuerdo con los planos del proyecto y con los propios planos de taller, una vez aprobados. 2.- En todos los perfiles y planos a utilizar se eliminarán las rebabas de laminación, así como las marcas de laminación en relieve en todas aquellas zonas de un perfil que hayan de entrar en contacto con otro en altura de las uniones de la estructura. 3.- El aplanado y enderezado de las chapas, planos y perfiles se ejecutará con prensa o, preferiblemente, con máquina de rodillos, no permitiéndose el empleo de la maza o del martillo.


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4.- Tanto las operaciones anteriores como las de curvado o confomado de chapas o perfiles, se realizarán preferentemente en frío, pero con temperaturas del material no inferiores a cero grados centígrados (0º C). 5.- En las operaciones de curvado y plegado en frío se evitará la aparición de abolladuras en el alma o en las zonas comprimidas de las piezas que se curvan, así como la de grietas en la superficie de las traccionadas, rechazándose las piezas en las que se hayan presentado cualquiera de estos defectos. 6.- Todas las operaciones de enderezado de perfiles o chapas se realizarán en frío. 7.- Serán rechazadas todas las barras o perfiles que presenten superficies en la superficie ondulaciones, fisuras o defectos de borde que puedan causar un efecto apreciable de detalle. Trazado, corte y taladrado. 1.- Antes de proceder al trazado se comprobará que los distintos planos y perfiles presentan la forma deseada, recta o curva, y están exentas de torceduras dentro de las tolerancias admisibles. 2.- El trazado se realizará por personal especializado, respetándose escrupulosamente las cotas de los planos de taller y las tolerancias permitidas. 3.-Los cortes y preparación de bordes para la soldadura podrán realizarse con soplete oxiacetilénico, con sierra o con herramienta neumática, pero nunca con cizalla o tronzadora. Todo bisel se realizará con las dimensiones y los ángulos marcados en los planos de taller. 4.- El corte puede efectuarse con sierra, plasma u oxicorte, debiendo eliminarse posteriormente con piedra esmeril las rebabas, estrías e irregularidades que se hayan producido. 5.- Los bordes no cortados a sierra que hayan de quedar en las proximidades de uniones soldadas se mecanizarán mediante piedra esmeril o fresa en una profundidad no inferior a dos milímetros (2 mm), a fin de levantar toda la capa de metal alterado por el corte, esta mecanización se llevará hasta una distancia de treinta milímetros (30 mm) del extremo de la soldadura. 6.- Esta operación no el será necesaria cuando los bordes cortados hayan de ser fundidos, en aquella profundidad, durante soldeo. 7.- La eliminación de las irregularidades de borde será especialmente cuidadosamente en piezas que hayan de estar sometidas a cargas dinámicas. 8.- No se cortarán nunca las chapas o perfiles de forma que queden ángulos entrantes con arista viva. Estos ángulos, cuando no se puedan eludir, se redondearán siempre en su arista con el mayor radio posible. 9.- Se recomienda ejecutar los chaflanes o biseles de preparación de bordes para soldadura mediante oxicorte o máquinas herramientas. 10.- Los agujeros para tornillos se ejecutarán preferentemente con taladro, quedando terminantemente prohibida su ejecución mediante soplete o arco eléctrico. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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11.- Deberán tomarse las medidas correspondientes para garantizar que los agujeros sean cilíndricos, sin grietas ni fisuras, así como la coincidencia de los mismos. 12.- Queda prohibido al uso de la broca pasante para agrandar o rectificar agujeros. 13.- Los agujeros destinados a alojar tornillos calibrados se efectuarán siempre con taladro, cualesquiera que sean su diámetro y los espesores de las piezas a unir. 15.- Siempre que sea posible, se taladrarán de una sola vez los agujeros que atraviesan dos o más piezas, engrapándolas o atornillándolas preferentemente. Después de taladradas las piezas se separarán para eliminar las rebabas. 16.- El punzón estará siempre en perfecto estado, sin desgaste ni deterioro. 17.- El óxido adherido y las rebabas, tanto las de laminación como las originadas por operaciones de corte, como las estrías o irregularidades de borde deberán eliminarse posteriormente mediante piedra esmeril, buril y esmerilado posterior, fresa o cepillo, terminándose con esmerilado fino. Uniones atornilladas. 1.- De acuerdo con las normas NBE-MV 106-1968 y MV 107-1968, se colocarán siempre arandelas del tipo correspondiente el tornillo empleado. 2.- Salvo indicación de lo contrario, la longitud de la espiga o vástago de los tornillos ordinarios y calibrados se elegirá de acuerdo con la norma NBE-MV 106-1968; para los tornillos de alta resistencia se considerará la norma NBE-MV 107-1968. 3.- Para los tornillos ordinarios y para los de alta resistencia que no trabajen por rozamiento, el diámetro de agujero será superior en un milímetro (1 mm) al nominal del tornillo; para los tornillos calibrados, el diámetro de taladro será igual al nominal del tornillo. 4.- Los tornillos que hayan de quedar con su eje en posición vertical o inclinados se colocarán de modo que la tuerca quede más baja que la cabeza. Las tuercas se apretarán preferiblemente por medios mecánicos. Es recomendable 5.bloquear las tuercas en lasa fondo, estructuras no desmontables empleando un sistema adecuado: arandelas de seguridad, contratuerca, picado de la rosca o punto de soldadura. No se empleará este último procedimiento en tornillo de alta resistencia. 6.-Queda terminantemente prohibido rellenar con soldadura los agujeros para tornillos provisionales o ejecutados en posición errónea. Uniones soldadas. 1.- Las soldaduras se definirán en los planos del proyector según la notación simbólica que se indica en la horma UNE 14.009. 2.- Las uniones soldadas podrán ejecutarse por cualesquiera de los procedimientos que se citan a continuación: Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- Soldeo eléctrico, semiautomático o automático por arco en atmósfera gaseosa, con alambre-electrodo fusible, prohibiéndose la transferencia en cortocircuito. semiautomático o automático porcon arcoalambre-electrodo con alambre electrodo tubular. - Soldeo eléctrico automático, por arco sumergido, fusible. - Soldeo eléctrico manual con electrodo fusible revestido.

3.- Antes de comenzar los trabajos de soldadura, se realizará una memoria de soldadura en donde se detallará para cada unión o grupo de uniones similares: - - - -

Procedimiento de soldeo. Tipo de electrodos para el soldeo manual. Posiciones de soldeo. Variables: intensidad, voltaje, velocidad.

- Temperatura de piezas precalentamiento y entre pesadas,química. si fuese necesario, en función de los espesores de las a unir o de su composición - Secuencia, si fuese necesario. 4.- Los cortes y preparación de bordes para la soldadura podrán realizarse con soplete oxiacetilénico, con sierra o con herramienta neumática, pero nunca con cizalla o tronzadora. 5.- Asimismo se comprobará la limpieza de dichos bordes, que han de estar exentos de cascarilla, herrumbe o suciedad y, muy especialmente, de grasa y pintura. 6.- Para unir dos piezas de distinta sección, la de sección mayor se achaflanará en la zona próxima a la unión con pendiente no superior al veinticinco por ciento (25 %) para obtener una transición suave de la sección. 7.- No será preciso efectuar dicho achaflanado cuando la diferencia de espesores no sea superior a tres milímetros (3 mm) o al diez por ciento (10 %) del espesor de la pieza más delgada. 8.- Las piezas a soldar se presentarán y fijarán en su posición relativa mediante dispositivos adecuados que aseguren, sin una coacción excesiva, la inmovilidad durante el soldeo y el enfriamiento subsiguiente. 9.- Entre los medios de fijación provisionales se autoriza la utilización de puntos de soldadura depositados entre los bordes de las piezas a unir; el número e importancia de estos puntos se limitará al mínimo compatible con la inmovilidad de las piezas. 10.- Se prohíbe la práctica viciosa de fijar las piezas a los gálibos de armado mediante puntos de soldadura. 11.- Cada costura sólo podrá ser ejecutada por soldadores homologados para la posición y procedimiento a emplear. 12.- Los electrodos a emplear quedarán recogidos en la memoria de soldadura. 13.- No se recomienda el empleo de los electrodos de gran penetración. 14- En el uso de los electrodos seguirán las instrucciones del suministrador fabricante. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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15.- En particular, los electrodos básicos deben ser suministrados en envases herméticamente cerrados. 16.- La máxima intensidad de corriente a emplear en el procedimiento de arco sumergido es de seiscientos amperios (600 A), cuando se utiliza un solo electrodo. Para cordones en ángulo puede aumentarse la intensidad hasta mil amperios. 17.- Cuando se emplee la soldadura por acero bajo atmósfera gaseosa es preciso proteger la zona de soldeo del viento mediante los oportunos apantallamientos, de forma que, en ningún caso, la velocidad del viento en la vecindad de la soldadura sea superior a siete kilómetros por hora (7 km/h.). 18.- Durante el soldeo se mantendrán bien secos y protegidos de la lluvia tanto los bordes de la costura como las piezas a soldar en una zona suficientemente amplia alrededor de la zona en que se esté soldando. 19.- Después de ejecutar cada cordón elemental, y antes de depositar el siguiente, se limpiará su superficie con piqueta y cepillo de alambre u oros medios para eliminar todo rastro de escorias. Para facilitar esta operación y el depósito de los cordones posteriores, se procurará que las superficies exteriores de tales cordones sea lo más regular posible y no formen ángulos diedros demasiado agudos, ni entre sí ni con los bordes de la pieza. 20.- Se tomarán las debidas precauciones para proteger los trabajos de soldeo contra el frío; se suspenderá el trabajo cuando la temperatura ambiente en las proximidades de la soldadura baje de los cero centígrados (0ºC) salvo otras indicaciones. En ningún caso se soldará cuando la temperatura de la propia pieza o del aire en sus proximidades, a menos de un metro de distancia, baje de diez grados centígrados bajo cero (-10 ºC). 21.- Queda prohibido acelerar el enfriamiento de las soldaduras por medios artificiales. 22.- Debe procurar que el depósito de los cordones de soldadura se efectúe, siempre que sea posible, en posición horizontal. 23.- El orden de ejecución de los distintos cordones vendrá marcado en la Memoria de soldadura. 24.- En general, se procurará minimizar las tensiones residuales que proceden de las deformaciones coartadas en las soldaduras. 25.- También se procurará evitar, en lo posible, las deformaciones residuales de soldeo mediante procedimientos que no aumenten las tensiones residuales, presentando falsedades las piezas a unir o predeformándolas. 26.- Los elementos provisionales que, por razones de montaje u otros, sea necesario soldar a las barras de la estructura, se desguazarán posteriormente con soplete y no a golpes, procurando no dañar en ningún caso a la estructura. Los restos de los cordones de soldaduras se eliminarán con ayuda de piedra esmeril, fresa o lima.


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Montaje en blanco. 1.- La estructura metálica será provisional y cuidadosamente en la blanco el taller para asegurar la perfecta coincidencia de los elementos que han de montada unirse y de exactaenconfiguración geométrica de la estructura. 2.- Antes de proceder al envío de las piezas a obra se procederá a rectificar y corregir las deficiencias observadas en el montaje en blanco. 3.- Se armará el conjunto del elemento, tanto el que ha de unirse definitivamente en taller como el que se unirá en obra. Se comprobará que la disposición y la dimensión de los elementos se ajustan a las señaladas en los planos de taller. Se rectificarán o rechazarán todas las piezas que no cumplan las disposiciones prescritas. 4.- En cada una de las piezas preparadas en el taller se pondrá una marca identificativa con que haya sido designada en los planos de taller para el armado de los distintos elementos para determinar su posición relativa en el conjunto de la obra. Pintura. 1.- Cuando se prevea aplicar varias capas de pintura del mismo color, se deberán teñir las capas alternas de forma que se asegure la completa cubrición de la superficie que se protege. Si la pintura fuera del mismo color que el soporte, la primera capa que se aplique será de la pintura teñida. 2.- El material usado para teñir la pintura deberá ser compatible con la composición de la misma y no será perjudicial durante su vida de servicio. 3.- Las capas intermedias con superficies lisas pueden afectar negativamente a la adherencia de las capas subsiguientes por lo que deberán tratarse convenientemente para asegurar la debida adherencia entre capas. 4.- Siempre que no se especifique lo contrario, se tendrán en cuenta los criterios siguientes para el pintado de superficies de contacto: a) Las piezas metálicas que vayan a estar confinadas en obras de fábrica deberán tener al menos una capa de pintura aplicada en taller. b) Las piezas metálicas que después de instaladas vayan a resultar inaccesibles deberán recibir de forma total en taller el sistema de pintura previsto o bien, al menos, tres manos de la imprimación especializada. c) Las zonas de las piezas metálicas que vayan a estar en contacto con otras del mismo material después de montadas recibirán el mismo tratamiento que el especificado en el punto anterior siempre que no dificultaren el proceso de montaje. d) Las superficies metálicas que vayan a ponerse en contacto en taller no se pintarán; si el proceso de montaje resultaran grietas o hendiduras, éstas se protegerán de acuerdo con el de pintura e) sistema Las superficies queprevisto. vayan a resultar unidas mediante tornillos de alta resistencia en juntas de fricción, deberán permanecer sin ser pintadas. En todo caso deberán ser limpiadas de anteriores recubrimientos, si los hubiere, grasa o aceite. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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5.- Las piezas metálicas pintadas no serán manipuladas hasta que hayan secado completamente. 6.- La pintura que resulte la que manipulación mismo tipo de pintura y en deteriorada igual númerodurante de capas la inicial. será raspada y sustituida con el


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5.3.2- CONTROL DE LA EJECUCIÓN EN TALLER IR Verificación de uniones soldadas 1.- Toda costura realizada por un procedimiento no incluido en alguno de los documentos citados con parámetros incorrectos, con preparación de bordes no inspeccionada y aprobada previamente o realizada por un soldador no incluido en la relación citada, será rechazada. Todas las costuras realizadas serán inspeccionadas visualmente. Se inspeccionarán mediante líquidos penetrantes o partículas magnéticas, examen ultrasónico o radiográfico. 2.- Como resultado de la inspección realizada y de acuerdo con los criterios que se indicaron, una soldadura podrá ser calificada como correcta, aceptable o inaceptable. 3.- Si una soldadura es calificada como inaceptable, deberá ser reparada y vuelta a inspeccionar; además, al menos la mitad de la longitud de soldadura realizada por el mismo soldador será inspeccionada. Si en esta nueva inspección se encuentra alguna soldadura inaceptable, se inspeccionarán la totalidad de las soldaduras realizadas por dicho soldador, que será retirado de la lista nominal de soldadores autorizados. 4.- Si una soldadura es calificada como aceptable no será preciso repararla, pero se inspeccionarán dos nuevos tramos de la misma longitud que el anterior realizados por el mismo soldador; si ambos son calificados como correctos, se aceptarán las soldaduras pero en adelante se inspeccionarán al menos el diez por ciento (10 %) de las soldaduras que realice. Si alguno es calificado como aceptable, se inspeccionarán las soldaduras realizadas hasta en el el momento por ese soldador; si algún tramo es calificado detodas inaceptable, se estará a lo dispuesto párrafo anterior. 5.- Cuando el número de soldaduras a las que haya sido preciso realizar inspecciones suplementarias supere la tercera parte del total incluido en la lista nominal de soldadores autorizados, se deberá aumentar la intensidad de la inspección y tomar las demás medidas que estime oportunas para poder garantizar la calidad. 6.- Una soldadura será calificada como inaceptable cuando presente alguno de los siguientes defectos: - Grietas, de cualquier longitud o en cualquier dirección. - Falta de fusión. - Desbordamiento. 7.- Un soldadura a tope con penetración completa será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de longitud presente alguno de estos defectos: - Falta de penetración de cuarenta (40) o más milímetros de longitud. - Falta de penetración, a la vez que inclusiones de escoria tales que la suma de las longitudes de ambos supere los cien milímetros (100 mm). 8.- Una soldadura a tope con penetración parcial será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de longitud presente alguno de estos defectos: Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- Faltas de penetración superiores a lo indicado en el proyecto, en tres milímetros mm) o más, en una longitud superior a los cien milímetros (100 mm). -

(3

Faltaso de penetración superiores a lo indicado en el proyecto ende tres milímetros mm) más, conjuntamente con inclusiones de escoria con suma longitudes superior(3a cien milímetros (100 mm).

9.- Una soldadura en ángulo será calificada como inaceptable cuando en un tramo de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de longitud presente faltas de penetración en la raíz, medidas sobre un lado, mayores de medio milímetro (0,5 mm) en una longitud superior a los cien milímetros (100 mm). 10.- Una soldadura será calificada como correcta cuando sus imperfecciones sean inferiores a las necesarias para que la soldadura sea calificada como aceptables. Verificación de uniones atornilladas. 1.- Se comprobará que todos los tornillos colocados en taller son del diámetro y de la calidad indicados en el proyecto, que disponen de las arandelas precisas y que la rosca asoma por lo menos en un filete por fuera de la tuerca. 2.- Se comprobará la superficie de todas las uniones a efectuar mediante tornillos de alta resistencia, rechazándose todos aquellos en los que no se haya efectuado dicho tratamiento o en los que se observe la presencia de óxido, grasas, aceites, pinturas u otros contaminantes. 3.- Se comprobará en un cinco por ciento (5 %) de todos los tornillos de alta resistencia colocados en taller y al menos en uno de cada unión o nudo en el que exista más de cinco (5) tornillos, que el esfuerzo de pretensado es el indicado en el proyecto. 4.- Cuando de estas pruebas se deduzca que un tornillo está insuficientemente apretado se comprobarán otros dos de la misma unión; si ambos resultan estar correctamente apretadas, se aceptará la unión; en caso contrario, se comprobarán todos y cada uno de los tornillos de la misma. Pintado en taller. 1.- Se aplicará en taller al menos una capa de imprimación. 2.- La primera capa de pintura de superficies que vayan a estar en contacto se aplicará en taller, las capas subsiguientes se aplicarán en obra mientras sean accesibles. 3.- Si el sistema de pintura adoptada resultase perjudicial para las operaciones de soldadura o a la soldadura final, no se pintará en una franja separada al menos cinco centímetros (5 cm) de los extremos a soldar. 4.- Cuando, por razones especiales, se considerase conveniente realizar una protección temporal, ésta se realizará con un tipo de pintura fácilmente eliminable. 5.- Las superficies que vayan a quedar unidas mediante tornillos de alta resistencia trabajando a rozamiento no recibirán ninguna capa de protección. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Control dimensional. 1.- Antes de se autorizar el envío dede una a obra permitidas. se comprobará que al menos, las siguientes dimensiones encuentran dentro laspieza tolerancias - - - - - - - -

Longitud total. Longitud entre apoyos. Canto. Diagonales principales. Rectitud. Distancias entre grupos de taladros. Perpendicularidad a placas de base y a placas frontales, si existen. Posición de casquillos de apoyos y cartelas, si existen.

2.- Aquellas piezas en las que alguna dimensión esté fuera de tolerancia serán reparadas. 3.- Se comprobará, además que cada pieza ha sido fabricada con los perfiles y chapas indicados en el proyecto. 4.- Si se observase que una pieza ha sido fabricada con algún perfil o chapa distinto al indicado en el proyecto, será rechazada, marcada de forma indeleble y apartada de la zona de fabricación. Si los perfiles empleados fuesen de resistencia igual o superior a los indicados en el proyecto, se podrá autorizar el envío a obra de la pieza en cuestión. 5.- Se comprobará que las piezas llevan las marcas de montaje de acuerdo con lo indicado en los planos de taller y de montaje, no autorizando el envío a obra hasta que dichas marcas hayan sido correctamente ejecutadas.


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5.4. MONTAJE EN OBRA 5.4.1- RECOMENDACIONES GENERALESIR Transporte a obra. 1.- Se procurará reducir al mínimo las uniones a efectuar en obra. 2.- Se deberá obtener de las autoridades competentes las autorizaciones que fueren necesarias para transportar hasta la obra las piezas de grandes dimensiones. 3.- Las manipulaciones necesarias para la carga, descarga, transporte, almacenamiento a pie de obra y montaje se realizarán con el cuidado suficiente para no provocar solicitaciones excesivas en ningún elemento de la estructura y para no dañar ni a las piezas ni a la pintura. 4.- Se cuidarán especialmente, protegiéndolas si fuese necesario, las partes sobre las que hayan de fijarse las cadenas, cables o ganchos que vayan a utilizarse en la elevación o sujeción de las piezas de la estructura. 5.- Se realizará el ensamble de los distintos elementos, de tal modo que la estructura se adapte a la forma prevista en los planos. 6.-Elforma almacenamiento depósito de elementos que constituyen el arriostramiento se hará de una sistemática y ordenada paralosfacilitar su montaje. Montaje. 1.- Se prepararán los planos de montaje, donde se indicarán las marcas de los distintos elementos que componen la estructura y todas las indicaciones necesarias para definir completamente las uniones a realizar en obra. 2.- El proceso de montaje será el previsto en el proyecto, en fases, orden y tiempos de montaje establecidos. 3.- Se comprobarán en obra las cotas fundamentales de replanteo de la estructura metálica antes de comenzar la fabricación en taller de la estructura, debiendo poner en conocimiento las discrepancias observadas. 4.- Antes de comenzar el montaje en obra procederá a comprobar la posición de los pernos de anclaje, poniendo también en conocimiento las discrepancias observadas. 5.- Se corregirá cuidadosamente, antes de proceder al montaje, cualquier deformación que se haya producido en las operaciones de transporte, si el efecto no pudiere ser corregido o si se presumiese que después de corregido, pudiese afectar a la resistencia, estabilidad o buen aspecto de la estructura, la pieza en cuestión será rechazada, marcándola debidamente para dejar constancia de ello.


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6.- La preparación de las uniones que hayan de efectuarse durante el montaje, en particular la preparación de bordes para las soldaduras y la perforación de agujeros para los tornillos, se efectuará siempre en taller. 7.- Durante el montaje de la estructura, ésta se asegurará provisionalmente mediante apeos, cables, tornillos y otros medios auxiliares adecuados de forma que garantice su resistencia y estabilidad hasta el momento en que se terminen las uniones definitivas. 8.- Se prestará la debida atención al ensamble de las distintas piezas, con el objeto de que la estructura se adapte a la forma prevista en el proyecto, debiéndose comprobar, cuantas veces fuese necesario, la exacta colocación relativa de sus diversas partes. 9.- No se comenzará el atornillado definitivo o la soldadura de las uniones de montaje hasta que se comprobado posición de elementos las piezas adeque afecta cada coinciderelativa exactamente conhaya la definitiva o, sique se lahan previsto corrección, queunión su posición es la debida y que la posible separación de su forma actual, respecto a la definitiva, podrá ser anulada con los medios de corrección disponibles. 10.- Las placas de asiento de los soportes o aparatos de apoyo sobre las fabricas se harán descansar provisionalmente sobre cuñas o tuercas de nivelación y se inmovilización una vez conseguidas las alineaciones y aplomos definitivos. No se procederá a la fijación última de las placas mientras no se encuentren colocados un número de elementos. 11.- El lecho de asiento de las placas de anclaje se efectuará de cemento. Se adoptarán las precauciones necesarias para que dicho mortero rellene perfectamente todo el espacio comprendido entre la superficie inferior de la placa y la superior del macizo de apoyo. Se mantendrá el apoyo provisional de la estructura hasta que haya alcanzado el suficiente endurecimiento del mortero. 11.- La estructura de acero se levantará con exactitud y aplomada, introduciéndose puntales provisionales en todos aquellos puntos en que resulte preciso para soportar todas las cargas a que pueda hallarse sometida la estructura, incluyendo las debidas al equipo y al funcionamiento del mismo. Estos puntales permanecerán colocados en tanto sea preciso por razones de seguridad hasta que se pueda prescindir de ellos estáticamente, es decir, cuando se haya finalizado de montar y soldar toda la estructura que forma el arriostramiento metálico. 12.- No se efectuarán soldaduras hasta que toda la estructura que haya de atesarse por tal procedimiento esté debidamente alineada. 13.- Se procurará efectuar las uniones de montajes de forma que todos sus elementos sean accesibles a una inspección posterior. Cuando sea forzoso que queden algunos ocultos, no se procederá a colocar los elementos que los cubren hasta que no se hayan inspeccionado los primeros. 14.- Según vaya avanzando el montaje, se asegurará la estructura por medio de soldadura, para absorber todas las cargas estáticas o sobrecargas debidas al tiempo y al montaje. 15.- En la ejecución de las uniones atornilladas en montaje, se seguirán las prescripciones del apartado anterior del presente capítulo. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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16.- En la ejecución de uniones soldadas en montaje se seguirán las prescripciones del apartado anterior del presente capítulo.


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5.4.2- CONTROL DEL MONTAJE EN OBRA IR Verificación de uniones soldadas. 1.- Para la verificación de uniones soldadas se estará a lo dispuesto en el apartado 6.3.2 correspondiente al control de la ejecución en taller, con las excepciones que se indican a continuación: - Un veinte por ciento (20%) de todos los cordones en ángulos y al menos dos tramos de ciento cincuenta milímetros (150 mm) para cada soldador se inspeccionarán mediante líquidos penetrantes o partículas magnéticas. - Un veinte por ciento (20%) del total de las uniones a tope con penetración completa, y el cincuenta por ciento (50%) de las sometidas fundamentalmente a esfuerzos de tracción y, al menos, dos tramos de ciento cincuenta milímetros (150 mm) por cada soldador, serán inspeccionados radiográfica o ultrasónicamente, siempre que sea posible, en función de la posición de la costura o del espesor de la pieza. - Se tendrá especialmente en cuenta lo dispuesto en el apartado anterior 6.4.1 del presente artículo referente a la temperatura ambiente, debiéndose ordenar la suspensión de los trabajos de soldeo cuando no se cumplan las condiciones allí indicadas. Verificación de uniones atornilladas. 1.- Para la verificación de uniones atornilladas se estará a lo dispuesto en el apartado 5.3.2 correspondiente al control de la ejecución en taller. Pintado en obra. 1.- Los elementos metálicos que hayan sido pintados en taller recibirán las capas subyacentes de recubrimiento después de ser montados. Se admitirá el pintado antes del montaje siempre que se repinten las zonas dañadas con el mismo número de capas y el mismo sistema de pintura que el especificado; en todo caso, la capa de acabado se aplicará una vez hayan sido montados los elementos en cuestión. 2.- Las superficies que hayan sido pintadas en taller, serán repintadas en obra con el mismo tipo de pintura que el usado en taller. Las operaciones de limpieza y preparación de las superficies dañadas serán las mismas que las usadas en taller. 3.- Las piezas metálicas que no hubieran sido pintadas en taller se limpiarán y se aplicará la capa de imprimación antes de aplicar las capas intermedias y la de acabado. 4.- Las superficies que vayan a estar en contacto con otras deberán pintarse mientras sean accesibles; aquellas superficies que vayan a resultar inaccesibles después de montadas recibirán la totalidad de capas de pintura antes del montaje. 5.- La pintura húmeda se protegerá del polvo y otros materiales que pudieran resultar perjudiciales.


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6.- Las piezas metálicas que vayan a ser montadas se almacenarán protegidas del suelo, del agua y demás materiales nocivos con objeto de evitar la contaminación y deterioro de la capa de pintura. Estas piezas limpiaránla yintegridad retocarándel o repintarán con la pintura especificada siempre que sea necesario parasegarantizar recubrimiento. 7.- Las soldaduras realizadas en obra y las zonas situadas a menos de cinco centímetros (5 cm) de las mimas se limpiarán antes de su pintado preparando las superficies con un método al menos igual de efectivo que el especificado para la superficie. 8.- Cuando, por razones especiales, se considerase conveniente realizar una protección temporal, ésta se realizará con un tipo de pintura fácilmente eliminable. 9.- Las superficies que vayan a quedar unidas mediante tornillos de alta resistencia trabajando a rozamiento no recibirán ningún capa de protección. Control dimensional. 1.- Se comprobará que en cada fase de montaje, las disposiciones, cotas y distancias de la obra se ajustan a lo indicado en el proyecto, dentro de las tolerancias admitidas. Esta comprobación deberá efectuarse según progresa el montaje de la estructura hasta haber inspeccionado y corregido los posibles errores de las previamente montadas a las que la nueva parte inmovilice o impida su inspección o corrección. 2.- Las disposiciones, cotas y distancias a comprobar serán, como mínimo, las que se indican a continuación: - - - - -

Emplazamiento y orientación de cada pieza, identificada por sus marcas de montaje. Distancias entre ejes de soportes. Paralelismo y perpendicularidad entre alineaciones de soportes. Aplomado de soportes. Nivel inferior de tirante de cerchas.

3.- No se procederá a efectuar las soldaduras de montaje o el apretado definitivo de los tornillos de una pieza o grupos de piezas, hasta que esta inspección haya sido efectuada y corregido los posibles defectos encontrados.


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5.5. IDONEIDAD DE LOS MATERIALES 5.5.1- PERFILES Y PLACAS DE ACERO LAMINADOIR El acero laminado para la ejecución de la estructura será del tipo descrito en la Norma UNE EN 10 025, debiendo cumplir exactamente las prescripciones sobre composición química y características mecánicas estipuladas en la norma en cuestión. El control de los materiales se realizará sobre los productos de acero e incluirá, al menos, los siguientes aspectos: a) control de la documentación del suministro b) control de calidad de las características de los aceros mediante la realización, en su caso, de los correspondientes ensayos. c) Control de las características geométricas de los productos A efectos de la recepción de los productos de acero se dividirá la obra en partes sucesivas, denominadas lotes, que se entenderán como las unidades de aceptación o rechazo del material o producto que se somete a control. Dichos lotes deberán cumplir simultáneamente las siguientes condiciones: - que pertenezcan al mismo tipo y grado de acero - que procedan del mismo fabricante - que hayan sido suministrados conjuntamente La documentación de cada remesa deberá permitir la trazabilidad del material suministrado a obra, y consiste en el albarán y, en caso de no disponer de distintivo oficialmente reconocido, una documentación adicional (garantía y evaluación estadística). El control de calidad de los productos de acero comprenderá la comprobación de las características relativas a: a) su composición química b) sus características mecánicas c) su ductilidad d) sus características tecnológicas e) sus características geométricas Todo el acero a utilizar para perfiles y placas serán de calidad A42 o S275 JR, con un límite elástico igual a 2.600 Kg/cm2.


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Las características mecánicas así como la composición química de los distintos tipos de perfiles y placas de acero empleados en el arriostramiento dimensionado se representan a continuación: PERFILES HEB COMPOSICION QUIMICA C% Mn% Si% P% S% Cr% Ni% Cu% Sn% Al% Mo% 0.07 0.8 0.19 0.014 0.017 0.01 PROPIEDADES MECANICAS Re Rm A 305 MPa

439 MPa

28.7 %

PERFILES UPN COMPOSICION QUIMICA C% Mn% Si% P% S% Cr% Ni% Cu% Sn% Al% Mo% 0.09 0.83 0.24 0.010 0.029 0.293 0.01 PROPIEDADES MECANICAS Re Rm A 330 MPa 470 MPa 36.5 %


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TUBO CUADRADO 80x80x3 COMPOSICION C% Mn% Si%QUIMICA P% S% Cr% Ni% Cu% Sn% Al% Mo% 0.07 0.33 0.01 0.018 0.011 0.09 0.12 0.54 0.022 0.021 0.01 PROPIEDADES MECANICAS Re Rm A 448.7 MPa 477.7 MPa 22.6 % PLACA METALICA UNION ATORNILLADA COMPOSICION QUIMICA C% Mn% Si% P% S% Cr% Ni% Cu% Sn% Al% Mo% 0.1 0.86 0.28 0.011 0.016 0.32 PROPIEDADES MECANICAS Re Rm A 327 MPa 465 MPa 37.7 % PLACA METALICA ANCLAJE COMPOSICION QUIMICA C% 0.9

Mn% Si% 0.7 0.17 P% 0.027 S% 0.027 Cr% Ni% 0.014 Cu% Sn% Al% Mo%

PROPIEDADES MECANICAS Re Rm A 331 MPa 465MPa 31 % Siendo: - Re: Límite elástico. - Rm: Resistencia a tracción. - A: Alargamiento de rotura. Los productos no presentarán defectos internos o externos que perjudiquen a su correcta utilización. Todo perfil laminado llevará las siglas de la fábrica, marcadas a intervalos, en relieve producido con los rodillos de laminación. Deberá comprobarse y por medios magnéticos, ultrasónicos o radiográficos, que no presentan inclusiones, grietas u oquedades capaces de alterar la solidez del conjunto.


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5.5.2- PERNOS DE ANCLAJEIR Los pernos constituyen el elemento de unión entre el muro pantalla y la base o placa. Se utilizarán anclajes concebidos para grandes cargas concebidos como elementos de fijación de toda clase de soportes en hormigón. Dicho anclaje consta de rosca exterior que desplaza sus semi-casquillos cónicos provocando una expansión cilíndrica que reparte las cargas en el hormigón, disminuyendo así la probabilidad de fisuras y de rotura del hormigón. Se componen de: - Un vástago roscado con dos sectores troncocónicos consecutivos. - Dos pares de semi-casquillos cónicos que al alargarse en los sectores toncocónicos del vástago, consolidan una sección cilíndrica de sujeción. - Una tuerca. - Una arandela.

Figura 5.5.2.1. Perno de anclaje

Las principales características que presentan son las siguientes: - Ahorro de tiempo por su gran rapidez de colocación y mínimo taladro. - Máximos valores de extracción y cizalladura (ver cuadro datos técnicos). - Máximos valores en cargas pulsatorias permanentes. - Imposibilidad de giro y garantías de par de pariete por la forma elíptica de sus dos pares de semicasquillos en el momento de su introducción. - Sistema de expansión cilíndrica, que reparte homogéneamente la carga en el hormigón a través de toda la longitud de sus dos pares de semicasquillos. - Sistema de expansión controlable.

- Fabricado en acero de alta resistencia: acero F-114, calidad 8/8, cincado y cromotizado.


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DATOS TÉCNICOS CARGA DE (Kp)ROTURA REFERENCIA M – 10 x 90 M – 10 x 120 M – 12 x 110 M – 12 x 180 M – 16 x 145 M – 16 x 220 M M –– 20 20 xx 170 270 M – 24 x 200 M – 32 x 270

Hormigón: 300 Kp/cm2 Extracción Cizalladura

CARGAS ADMISIBLES (Kp) Extracción

Cizalladura

3.000

5.300

1.200

1.275

4500

7.250

1.800

1.875

6.800

13.500

2.750

3.250

11.700 17.000 26.000

19.000 28.600 43.400

4.680 6.800 10.400

4.700 7.150 10.850

El proceso de ejecución será el siguiente:

Figura 5.5.2.2. Proceso ejecución y colocación perno de anclaje


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CARACTERISTICAS

REFERENCIA M – 10 x 90 M – 10 x 120 M – 12 x 110 M – 12 x 180 M – 16 x 145 M – 16 x 220 M – 20 x 170 M – 20 x 270 M – 24 x 200 M – 32 x 270

Ø Taco = Ø Taladro (mm)

Longitud Taco (mm)

Profundidad mínima taladro (mm)

Longitud Rosca (mm)

D 10 10 12 12 16 16 20 20 24 32

A 90 120 110 180 145 220 170 270 200 270

P 60 60 80 80 100 100 120 120 150 210

C 30 30 30 30 45 45 45 45 50 60


Espesor máximo Fijar (mm) S 20 50 18 88 30 105 30 130 30 40

Taladro Placa (mm) T 12 12 12 15 16 19 20 24 28 36

Par Apriete Max 4 4 6 6 16 16 16 30 40 60

Min 3 3 5 5 14 14 26 26 35 50

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5.5.3- PINTURASIR Las pinturas a emplear serán fáciles de aplicar a brocha o con rodillo. Los colores estarán bien molidos, presentarán facilidad de extenderse y de incorporarse al aceite, cola, etc. Las pinturas deberán ser perfectamente homogéneas y suficientemente dúctiles para cubrir enteramente la superficie que se desea pintar. Serán aptas para combinarse perfectamente entre sí y deberán secar fácilmente. Las superficies pintadas no deberán absorber la humedad ni desprender polvo; tampoco deberán absorber gérmenes de cualquier naturaleza. Las superficies que hayan de soldarse no estarán pintadas ni siquiera con la capa de imprimación en una zona de anchura mínima de 100 mm desde el borde de la soldadura. El riesgo mayor que corren los operarios, son las caídas por falta de medios auxiliares adecuados y las intoxicaciones y salpicaduras en los ojos. DATOS TÉCNICOS      

Aspecto: Mate Densidad: 1,46 ± 0,05 g/ml Sólidos en volumen : 45 ± 2 % Punto de inflamación > 24º C Rendimiento teórico: 7,5 m2/l. (60 micras secas) Resistencia al descuelgue: > 125 micras húmedas. ESTABILIDAD EN EL ENVASE Doce meses en envase original perfectamente cerrado. El almacenamiento debe hacerse entre 5 y 30 ºC y en locales que protejan al envase de las inclemencias meteorológicas. DATOS DE APLICACIÓN MEDIANTE PISTOLA -Presión en la boquilla: 120-150 bar. -Tamaño de boquilla: 0’38-0’53 mm. -Ángulo de aplicación: 40-80 grados. -Proporción de Disolvente: 0-3% en volumen. DISOLVENTES

Los disolventes tienen estos como productos principalesrellenen objetivos las superficies pinturas entratadas. estado líquido permitir que al aplicar los mantener poros de las Tambiény permiten regular la viscosidad para dejarla en su punto óptimo según la forma de aplicación y


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condiciones atmosféricas. Al secarse, el disolvente debe evaporarse totalmente y no modificar la resina depositada. Los disolventes también se utilizan para la limpieza de los utensilios y herramientas de pintar. Los principales tipos de disolventes son los siguientes: - AGUA. Es el disolvente más común que existe y se utiliza principalmente para pinturas al temple, pinturas plásticas, pinturas a la cal, al cemento o silicato, etc. - AGUARRÁS, AGUARRÁS VEGETAL O ESENCIA DE TREMENTINA. Con estos tres nombres se denomina a un líquido volátil e incoloro que se saca destilando de la resina de los pinos. Su composición varía según la especie de pino del que se extraiga la resina. Se utiliza como materia prima y disolvente de todo tipo de pinturas al aceite, esmaltes grasos y sintéticos y pinturas de aluminio. - AGUARRÁS MINERAL O SÍMIL DE AGUARRÁS. Es un hidrocarburo líquido con un poder de disolución no muy fuerte, pero suficiente para las resinas alcídicas que son la base de los esmaltes sintéticos. Es más barato que el anterior. - DISOLVENTE UNIVERSAL. Es una mezcla de hidrocarburos, esteres, cetonas y alcoholes obtenidos por síntesis o destilación, adecuada para la disolución de todo tipo de pinturas y para limpieza de herramientas y útiles. Los disolventes son más fuertes que el aguarrás, ya sea vegetal o mineral. - DISOLVENTES ESPECIALES. Hay también disolventes específicos para determinados tipos de pinturas de menos uso, como por ejemplo los disolventes para pinturas de clorocaucho o los disolventes para pinturas epoxi. También existen disolventes para aplicaciones especiales. Por ejemplo, para limpiar grasa y aceite de superficies metálicas (tricloroetileno), o para eliminar determinados adhesivos (disolvente para cola de contacto, disolvente para cianocrilato, etc). - OTROS DISOLVENTES. Existen otros muchos disolventes con muchas aplicaciones, entre las que destacan la limpieza, como pueden ser el petróleo, la gasolina, el gasoil, etc. PREPARACION DE SUPERFICIES La obtención de buenos resultados de las pinturas requiere, sobre todo, un conocimiento lo más perfecto posible de las características de los materiales usados y una preparación adecuada de las superficies a pintar, en consonancia con la naturaleza y características de la pintura que haya de emplearse y las condiciones que se exijan al revestimiento final. En todo caso, antes de cada mano se procederá a la limpieza y rascado de la superficie a pintar y, en su caso, al repaso de la mano precedente extendida, batiendo bien la pintura antes de utilizarla y extendiéndola en la superficie a pintar bien estirada y sin grumos. Se distinguen dos tipos de actuaciones:


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• Escobillado

Su objeto es eliminar el polvo la superficie a pintar. Se con escobillaposterior, de zinc, que sin mango, o con brocha áspera. El de escobillado se completará conhará un estropajeado arrastre completamente el polvo resultante del escobillado. • Rascado

Se ejecutará cuando sea necesario eliminar irregularidades o rugosidades existentes sobre la superficie. Se ejecutará con cuidado y empleándose en cada caso la espátula, cuchillo o rascadores apropiados a las superficies a rascar. Todas las superficies de metal que se hayan de pintar se limpiarán concienzudamente de herrumbre, cascarilla suelta de laminación, películas de óxido de hierrro, suciedad, aceite o grasa y demás sustancias extrañas u otras impurezas que puedan contener. Además todas las superficies a pintar o que hayan de recibir cualquier otro tratamiento estarán limpias, suaves, secas y exentas de polvo, suciedad, aceite, grasa y otras sustancias perjudiciales para la pintura. El pintado se efectuará preferentemente en un local cubierto, seco y al abrigo del polvo, aislado del resto del taller. La limpieza se realizará con rasqueta y cepillo de púas de alambre, o bien, cuando así se especifique, por decapado, chorro de arena u otro tratamiento. A no ser que la limpieza haya de hacerse a chorro de arena, se neutralizarán todas las zonas de soldadura, antes de empezar la limpieza, con un producto químico apropiado, después de lo cual se lavarán completamente con agua. El aceite, grasa o materias similares adhesivas, se eliminarán lavándolas con un solvente adecuado. Antes de proceder a la pintura, el exceso de solvente se eliminará. Todas las superficies de acero recibirán en taller una mano de imprimación con excepción de los 15 cm. adyacentes a las soldaduras que hayan de realizarse a pie de obra. Los remaches, pernos y soldaduras ejecutadas a pie de obra se retocarán con una mano de la misma pintura empleada en las manos de taller. La pintura se aplicará en condiciones de sequedad y ausencia de polvo y no se aplicará cuando la temperatura del ambiente sea inferior a 5ºC., en tiempo lluvioso, de nieve y heladas, cuando haya niebla o cuando la humedad relativa supere el ochenta y cinco por ciento (85%). APLICACIÓN La pintura se efectuará con dos manos, de las cuales la primera será de minio de plomo en aceite de linaza y las segunda de pintura metálica de una marca acreditada. Después de la inspección de la estructura montada se picará la escoria y se limpiarán las zonas de las soldaduras efectuadas en obra, dando a continuación una tercera y última mano con la misma pintura empleada en el taller a todas aquellas partes de la estructura que hayan sido soldadas una vez se haya montado el arriostramiento metálico. Todas las manos de imprimación estarán exentas de arañazos y completamente continuas en el momento aplicación de de la cada mano sucesiva. de pintura tendrá necesario una variación el color paradedistinguirla mano anterior. Se Cada dejarámano transcurrir el tiempo entreenlas distintas manos para asegurarse que seca adecuadamente. Las pinturas se batirán por completo,


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manteniéndolas con una consistencia uniforme durante la aplicación y no se diluirán más que lo que indiquen las instrucciones impresas del fabricante. • Primera Mano:

La primera mano puede darse en el taller a las piezas prefabricadas, dejando descubiertas las partes que hayan de ser soldadas en obra. La pintura contendrá el 70% (setenta por ciento) de minio de plomo químicamente puro y un 30% (treinta por ciento) de aceite de linaza cocido de primera calidad, y se aplicará de forma que cada Kg. de mezcla cubra aproximadamente 5,00 m2. de superficie. Imprimación basada en resina sintética que contengan pigmentos anticorrosivos de minio de plomo, cromato de zinc y oxido de hierro. Tipo pintura a una capa, color rojizo, 25 micras de de película, 1,33 Kg/l, rendimiento aproximado 10-15repintar m²/litro,4 espesor porcentaje diluyentedensidad 10-15 %aproximada en peso, tiempo de secado 0’5 horas, tiempo para horas. • Segunda Mano:

La segunda mano también se dará en taller antes del montaje, y se extenderá de forma que cada Kg. de pintura cubra a lo sumo 7,00 m2. de superficie metálica. Se aplicará después que la primera mano haya secado durante 24 horas. Imprimación de esmalte formada por un vehículo de barniz sintético pigmentado con bióxido de titanio. Tipo pintura a una capa, color rojo bermellón, 25 micras de espesor de película, densidad aprox 1,1-1,2 Kg/l, rendimiento aproximado 11-16 m²/litro, porcentaje diluyente 15-20 % en peso, tiempo de secado 0’25 horas, tiempo para repintar 1,5 horas. Después de la aplicación, se evitarán, en las zonas próximas a los paramentos revestidos, la manipulación y trabajos con elementos que desprendan polvo o que dejen partículas en suspensión. Al finalizar la jornada, se taparán y protegerán perfectamente los envases y se limpiarán y repasarán los útiles de trabajo. No se utilizarán procedimientos artificiales de secado.


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5.6. PLAN ACOPIO DE MATERIALES En un principio, se deberá realizar el plan de acopio de materiales, con el fin de tener en todo momento material disponible. Para realizar un plan de acopios eficiente, se realizarán las siguientes actividades: • Verificando el material necesario • Comprobando que se contabiliza el porcentaje de acero de desecho por corte o

manipulación. • Comprobando que los elementos de fijación necesarios se calculan según dimensiones y tipo de acero. • Verificando que los tiempos y partidas para recepción de material se fijan de acuerdo con el plan de ejecución establecido. • Asegurándose que la superficie de almacenaje necesaria se calcula de acuerdo a los volúmenes de acero de acopio establecido por partidas.

Para definir las necesidades de equipo y personal idóneos para ejecutar con las condiciones exigibles de seguridad, las distintas unidades según el plan propuesto se determinará la ubicación idónea del taller y el almacén en función de: • • • • • •

Necesidades de superficie. Buena accesibilidad.

Facilidad de transporte paraactividades la puesta en No interferencia con otras de obra. la obra. De acuerdo con las características de cada obra. Verificando que con la correcta disposición de los equipos dentro del taller proporcionando el espacio necesario para el correcto desarrollo de la actividad a realizar. • Determinando el personal necesario, para obtener el máximo rendimiento de equipos según el plan de obra, con las condiciones exigibles de seguridad. A continuación se organizará el almacén para colocación de acopios según criterios que racionalicen el uso de los mismos determinando los lugares idóneos para la ubicación de los distintos elementos. La organización se deberá realizar: • Comprobando que los materiales se disponen según cantidades, frecuencia de uso y

maniobrabilidad. • Comprobando que el material está disponible en condiciones óptimas de seguridad. • Verificando que las condiciones de almacenaje no ofrezcan posibilidad de deterioro del material tales como oxidaciones o malformaciones irrecuperables. • Se realizarán controles mediante observación medida y toma de muestras para comprobar que la calidad de los materiales recibidos se ajusta a las condiciones exigidas. Solicitando para cada partida los oportunos certificados de homologación y garantía facilitados por el fabricante. la documentación técnica que certifica las características y calidad del acero • Analizando recibido.


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• Comprobando que las identificaciones de los aceros: colores, marcas de identificación y

características geométricas, se corresponden con los pedidos.

Observando que los perfiles y tubos no presenten defectos superficiales, grietas ni • sopladuras. • Comprobando mediante calibrado, por muestreo, que los valores de las secciones de las barras son admisibles con su valor nominal. • Comprobando que los diámetros y tipos de acero de los tacos se corresponden con los especificados. • Comprobando con la pintura está en recipientes cerrados con la etiqueta de su fabricante.


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5.7. MEDIOS HUMANOS Y MATERIALES EQUIPO HUMANO FABRICACIÓN • 1 jefe taller • 2 soldadores oficiales • 1 auxiliar taller • 1 pintor

Figura 5.7.1. Soldador en taller

EQUIPO HUMANO MONTAJE • 1 maquinista-conductor • 1 encargado • 1 soldador oficial-montador • 1 peón-montador

Todos los operarios que hayan de efectuar las uniones de soldadura de los tramos metálicos, tanto se trate de costuras resistentes como de costuras de simple unión deberán estar homologados.


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Figura 5.7.2. Soldador en montaje

MEDIOS MATERIALES MONTAJE • 1camión grúa Pegaso-Palfinger • Motosoldadora • Equipo de soldadura portátil • Radial • Equipos de corte de oxiacetileno • Taladros percutores Hilti • Sierra metálica automática. • Pequeño material de limpieza. • Andamiaje. • Equipo soldadura oxiasfáltica. • Martillos picadores eléctricos • Pequeño material de corte. • Contenedor. • Equipo de pintura • Equipos y elementos de seguridad.

MEDIOS AUXILIARES MONTAJE • Carteles indicadores. • Cinta de balizamiento. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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• Mallas de señalización. • Barandillas protección. • Cascos homologados. • Pantallas. • Gafas. • Guantes. • Mandiles. • Mascarillas (filtros). • Botas de seguridad. • Botas de agua. • Monos de trabajo. • Trajes de agua. • Extintores. • Botiquín. • Cinturón portaherramientas. •

Cinturón de seguridad.

• Formación del personal. • Equipos de protección individual. • Todos los equipos homologados. • Energía eléctrica: Se dispone de un grupo electrógeno de 50 KVA, suficiente para aquellas

actividades que por cualquier eventualidad sea posible realizar tomando el suministro de energía de las instalaciones existentes, tales como agotamientos, empleo de equipo de soldadura, grúas, etc.


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5.8. UNIONES SOLDADAS 5.8.1- CONSIDERACIONES GENERALESIR Soldadura: Es unir dos metales de idéntica o parecida composición por la acción del calor, directamente o mediante la aportación de otro metal también de idéntica o parecida composición. Durante el proceso hay que proteger al material fundido contra los gases nocivos de la atmósfera, principalmente contra el oxígeno y el nitrógeno. La norma EA-95 autoriza para uniones de fuerza en estructuras de edificación los siguientes procedimientos: 1.-Soldeo eléctrico manual; por arco descubierto con electrodo fusible revestido. 2.-Soldeo eléctrico semiautomático o automático; por arco en atmósfera gaseosa con alambre electrodo fusible. 3.-Soldeo eléctrico automático; por arco sumergido con alambre electrodo fusible desnudo. 4.-Soldeo eléctrico por resistencia. 5. -Soldadura por arco: Es el procedimiento más importante y casi exclusivamente utilizado para las estructuras metálicas. Las piezas se unen provocarseElun arco eléctrico entrea ellas y un electrodo revestido que constituye el metal de alaportación. electrodo está sujeto una pinza que sujeta al soldador, es el polo negativo, y el positivo son las piezas que se quieren unir; una buena soldadura depende de los siguientes factores: 1.-Diámetro del electrodo. 2.-Distancia del electrodo a las piezas para unir (tamaño del arco) 3.-Velocidad de avance del electrodo (habilidad del soldador) 4.-Temperatura en el proceso; de 3000 a 4000 ºC.


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Figura 5.8.1.1. Soldadura

El gas producido por el revestimiento; protege al material en la parte exterior del cordón queda una capa externa de escoria; el gas hace que la escoria se pueda retirar fácilmente. Se crea un arco eléctrico; que hace que el material vaya saltando y se crea el cordón de soldadura. Los distintos procedimientos de soldadura mediante procedimientos con arco eléctrico implican la fusión de partes del material a soldar, para conseguir la unión de las distintas piezas. El arco eléctrico es el efecto que se produce cundo la energía eléctrica producida por un generador se transforma en energía calorífica. Para que esto suceda será necesaria la presencia de un gas ionizado, que permita el paso de corriente entre los polos del circuito. En un proceso de soldadura manualgenera por arco eléctrico para producir es baño necesario el cebado del electrodo. El paso de corriente el calor necesario y este a elsuarco vez el de fusión.


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La explicación del funcionamiento del arco eléctrico es mucho más sencilla por medio de la explicación de las partes que lo componen:

Figura 5.8.1.2. Soldadura

ELECTRODO: Son varillas metálicas preparadas para servir como material de aporte en procesos de soldadura por arco. La varilla metálica (alma), a menudo va recubierta de distintos materiales (revestimiento), en función de la composición de la pieza a soldar. Al aportar material estos electrodos se van consumiendo. Los electrodos más utilizados son con revestimiento de rutilo, un material que presenta unas soldaduras de muy buen aspecto, con buenas características mecánicas, un arco estable, y posibilitan soldar en cualquier posición. PLASMA: Está compuesto por electrones que transportan la corriente y que van del polo negativo al positivo, iones metálicos, que van del polo positivo al negativo, átomos gaseosos que se van ionizando y estabilizándose conforme pierden o ganan electrones produciendo gran cantidad de calor en este proceso, (y radiación electromagnética), además de productos de la fusión, tales como vapores que ayudarán a la formación de una atmósfera protectora.


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LLAMA: Es lasezona que envuelve al plasma, y presenta menor que éste,del formada por átomos que disocian y recombinan, desprendiendo calor, ytemperatura por la combustión revestimiento del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica. BAÑO DE FUSIÓN: La acción calorífica del arco provoca la fusión del material, donde parte de éste se mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando la soldadura de las piezas al solidificar. CRATER: Surco de producido por del el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrán dadas por el poder penetración electrodo. CORDÓN DE SOLDADURA: Está constituido por el metal base y el material de aportación del electrodo, y podemos diferenciar en él dos partes: Escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificación, y que posteriormente son eliminadas; y sobre espesor, formado por la parte útil del material de aportación y parte del metal base, será lo que compone la soldadura en sí.

Figura 5.8.1.3. Elementos componen soldadura

6.- Soldadura automática: El electrodo es continuo y desnudo; avanzando sumergido, de manera automática, en un polvo de protección; su principal cualidad es su uniformidad para cordones largos. Este procedimiento de soldadura, base en el arco eléctrico, ofreceuna importantes ventajas con respecto al manual.aunque Este también sistema sedenominado MAG, incorpora serie de modificaciones tales como:


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• Electrodo continuo: El electrodo sale de la pistola al mismo tiempo que se va

consumiendo, evitando las tensiones que se provocan en la pieza por enfriamiento, al

cambiar el electrodo. Esto permite mejores características consumible es suministrado por un alimentador de varilla. mecánicas a la soldadura. El • Campana protectora de gas activo: En este caso CO2, encargado de crear una atmósfera inerte, que evita la entrada en el baño de fusión de óxidos y partículas extrañas. Esto permite unos costos menores, además de una automatización mayor, (prácticamente total en procesos repetitivos). El equipo es muy similar al usado con arco eléctrico manual, contando también con un rectificador de corriente continua, encargado de suministrar la tensión e intensidad suficientes para crear el arco, y suministrar energía para el alimentador de varilla, que no es más que una bobina con el consumible –en nuestro caso hilo de cobre- que saldrá por un orificio en el casquillo de la pistola (como se puede apreciar en el detalle de la figura) mientras se mantenga apretado el gatillo. Hay que destacar la presencia de una botella con CO 2 comprimido, que también sale por el cabezal de la pistola. Se deben tomar medidas, además de las usuales, de seguridad, ya que una fuga o una explosión pueden tener efectos desastrosos. Tiene un manorreductor para regular la presión de salida. Dicha salida del gas también está controlada por el gatillo. Del rectificador sale además otro cable encargado de alimentar un calentador de gas, ya que éste está licuado en el interior de la botella. ESQUEMA DE CONEXIÓN:

Figura 5.8.1.4. Elementos componen soldadura


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Destacar algunas diferencias notables, tales como: No hay el electrodo. hay que que cambiar limpiar escorias, excepto pasar el cepillo de púas. •• No


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5.8.2- DISPOSICIONES DE LA SOLDADURAIR Según la EA-95; las disposiciones fundamentales son: 1.-Soldaduras a tope con elementos en prolongación, en T o en L. 2.-Soldaduras de ángulo, en rincón, en solape, en esquina o en ranura. 3.-Soldadura por punto. SOLDADURA A TOPE. Consiste en unir las chapas situadas en el mismo plano para chapas superiores a 6 mm o para soldar por ambos lados, hay que preparar los bordes. El objetivo de esta soldadura es conseguir una penetración completa y que constituya una transición lo más perfecta posible entre los elementos soldados. A tope en prolongación diam.2 ó 3

En U

En doble U

En prolongación

Figura 5.8.2.1. Tipos soldadura a tope


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Soldaduras a top en L

En T

Figura 5.8.2.2. Tipos soldadura a tope

SOLDADURA EN ÁNGULO. Consiste en unir dos chapas situadas en distinto plano bien ortogonales o superpuestas; los tipos de cordones con relación a su posición respecto a la fuerza que van a soportar es la siguiente: 1.-Cordón de ángulo; chapas ortogonales.

Figura 5.8.2.3.

2.-Cordón frontal, su dirección es normal a la fuerza.

Figura 5.8.2.4.


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3.-Cordón lateral; su dirección es paralela a la fuerza.

Figura 5.8.2.5.

4.-Cordón oblicuo; su dirección en oblicua a la fuerza

Figura 5.8.2.6.

La soldadura de ángulo nos la podemos encontrar en rincón, en solape, en esquina y por puntos.

En rincón

En solape

En esquina

Por puntos

Figura 5.8.2.7.

CLASIFICACIÓN DEL CORDÓN DE SOLDADURA SEGÚN LA POSICIÓN.

Figura 5.8.2.8.


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(1)Cordón plano: Su superficie es horizontal y el material de aportación se vierte desde arriba. (2)Cordón en ángulo horizontal: Une un plano horizontal con otro vertical y su dirección es horizontal. (3)Cordón horizontal: Se sitúa en un plano vertical y su dirección es horizontal. (4)Cordón vertical: Su dirección es vertical. (5)Cordón de techo en ángulo: En un plano horizontal pero por su cara inferior. (6)Cordón de techo a tope: Se sitúa en un plano horizontal; pero por su cara inferior igualmente.

Figura 5.8.2.9.Distintas vistas soldadura


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5.8.3- EJECUCIÓN UNIONES SOLDADASIR Además de lo preceptuado en el artículo anterior, se tendrán presentes las siguientes prescripciones: EMPALME DE VIGAS. -En taller se ejecutarán los empalmes por soldadura a tope; preferentemente, ya que la norma dispone que no se precisan calcular en este tipo de uniones.

Figura 5.8.3.1 Empalme viga.

- No se realizarán nunca en la zona de nudos de soldadura. A este efecto se considera como zona de nudos la situada a una distancia de 50 cm. del centro teórico del mismo. - No se consideran nunca en las mismas secciones transversales los empalmes de dos o más perfiles o planos que forman la barra. La distancia entre los empalmes de dos perfiles, siempre será como mínimo, de 25 cm. - Los soldadores deben estar certificados por un organismo acreditado y cualificarse de acuerdo con la norma UNE-EN 287-1:1992, y si realizan tareas de coordinación de soldeo, tener experiencia previa en el tipo de operación que supervisa. - Los empalmes se verificarán siempre a tope y nunca a solape. Siempre que sea posible el acceso a la parte dorsal, la preparación de bordes para empalmes a tope será simétrica. Cuando por imposibilidad de acceso a la parte dorsal sea necesario efectuar la soldadura por un solo lado del perfil, se dispondrá una pletina recogida a raíz, a fin de asegurar siempre una penetración lo más perfecta posible. - En los empalmes con soldadura simétrica se realizará siempre el burilado de raíz antes del depósito del primer cordón dorsal.


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UNIONES CON SOLDADURA A TOPE. En una topependientes de chapasnodemayores distinta sección, de mayo sección se adelgazará en la zona de soldadura contacto, acon que el 25la por 100, para obtener una transición suave de sección. La soldadura a tope no debe producir discontinuidad en la sección, y su sobreespesor s no será mayor que el 10 por 100 del espesor e de la chapa más delgada.

Figura 5.8.3.2. Soldadura a tope de chapas de distinta sección

Figura 5.8.3.3. Sobreespesor s de una soldadura a tope

UNIONES CON SOLDADURA DE ÁNGULO. Las prescripciones dimensionales para las soldaduras de ángulo se recogen en la Parte 5 de la EA-95. Se recomienda que la garganta de la soldadura no sea mayor que la exigida por el cálculo, respetando el mínimo establecido. En general, se preferirían las soldaduras planas o cóncavas a las convexas. Cuando se empleen procedimientos de soldadura para los que resulte garantizada una penetración e, que rebase el punto de la raíz teórica, por ejemplo, mediante procedimientos automáticos o semiautomáticos de soldeo bajo polvo o en atmósfera inerte, puede tomarse para la garganta de soldadura el valor: a´ = a +

emín

2

determinándose emín mediante ensayos para cada procedimiento de soldeo (figura 5.8.3.4). En un perfil o chapa traccionados no es recomendable disponer una soldadura de ángulo perpendicular a la dirección del esfuerzo. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Si se dispone una soldadura frontal en el extremo de una plata banda traccionada (figura 5.8.3.5), se biselará este extremo cuando la platabanda esté sometida a variaciones de tensión importantes (vigasdesiguales de rodadura de puentes por ejemplo). Lasección. soldadura frontal debe ser triangular de lados asegurando unagrúa, transición suave de la Se recomienda que las chapas que vayan a unirse mediante soldaduras de ángulo en sus bordes longitudinales, a otra chapa, o a un perfil, para construir una barra compuesta, no tengan un ancho mayor que treinta veces su espesor (figura 5.8.3.5). Cuando por alguna circunstancia especial no pueda cumplirse la condición anterior, pueden utilizarse soldaduras de ranura en las chapas que forman parte de una pieza comprimida, para asegurar la pieza contra el pandeo local. Las uniones que tienen soldaduras de ángulo se clasifican, para su comprobación, en tres clases: -Uniones planas, constituidas únicamente por soldaduras de ángulo cuyas aristas están en un solo plano (figura 5.8.3.6). -Uniones espaciales, constituidas únicamente por soldaduras de ángulo cuyas aristas no están en un solo plano (figura 5.8.3.7). -Uniones mixtas, constituidas por soldaduras de ángulo y soldaduras a tope (figura 5.8.3.8).

Figura 5.8.3.4. Penetración de una soldadura en ángulo

Figura 5.8.3.5. Soldadura frontal en el extremo de una platabanda traccionada


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Figura 5.8.3.6.Condición de anchura en las chapas de una barra compuesta

Figura 5.8.3.7.Unión plana

Figura 5.8.3.8.Unión espacial

Figura 5.8.3.9.Unión mixta


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Además y como norma general se ha de tener en cuenta las siguientes prescripciones: - Losconstruir empalmes se verificarán antes de que las unidades de los perfiles simples se unan entre sí para el perfil compuesto. - Se utilizarán electrodos en calidad estructural, apropiada a las condiciones de unión y del soldeo y de las características mínimas siguientes: > 42 kg/mm2 para acero del tipo A42 - Pueden utilizarse electrodos normales o de gran penetración. - Los cordones se depositarán sin provocar mordeduras. Después de ejecutar cada cordón, y antes de siguiente, limpiarásesurealizará superficie con piqueta y cepillo finales. de alambre, eliminando tododepositar rastro deelescoria. Estaselimpieza también en los cordones - La superficie de la soldadura será regular y lo más lisa posible. - Las unidades de perfiles simples para construir las barras se realizarán antes que las unidades de nudos. - Se dejará siempre la máxima libertad posible a los movimientos de retracción de las soldaduras, y por lo tanto, se procederá en todas las unidades desde el centro hacia los bordes de la barra y desde el centro hacia los extremos de las vigas. - A fin de evitar en lo posible las deformaciones residuales, se conservará la mayor simetría posible en el conjunto de la soldadura efectuada. Ello obligará a llevar la soldadura desde el centro hacia los bordes, pero simultánea o alternadamente en ambas direcciones, y a soldar de forma alternada por un lado y por otro de la barra, disponiendo para ello los elementos auxiliares de volteo que sean necesarios. - Se evitará la excesiva acumulación de calor en zonas localizadas en la estructura. Para ello se espaciará suficientemente el depósito de los cordones sucesivos y se adoptarán las secuencias más convenientes a la disipación del calor. - Antes de comenzar la soldadura se limpiarán los bordes de las piezas a unir con cepillo de alambre, o con cualquier otro procedimiento, eliminando cuidadosamente todo rastro de grasa, pintura o suciedad. - Si se ha de depositar un cordón sobre otro previamente ejecutado, se cuidará de eliminar completamente la escoria del primero, mediante un ligero martilleado con la piqueta y el cepillo de alambre. - Antes de pintar se eliminará la última capa de escoria. - Se prohibirá los trabajos de soldadura en las siguientes condiciones:  La soldadura en período de intenso viento, y cuando llueva o nieve.  Las soldaduras sobre superficies a temperatura < 0ª C. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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

La soldadura sobre superficies que no estén limpias y secas.

Figura 5.8.3.10.

- Según el artículo de la Norma NBE EA-95, la garganta de una soldadura en ángulo que une dos perfiles de espesores e1≤ e2 no debe pasar el valor máximo fijado en la siguiente tabla, que corresponde al valor e1 y no debe ser menor que el mínimo correspondiente al espesor e 2, y siempre que este valor mínimo no sea mayor que el valor máximo para e1.


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5.8.4- TIPOS DE ELECTRODOSIR Electrodo desnudo: Está constituido simplemente por una varilla metálica. El material fundido no se encuentra defendido contra los gases nocivos de la atmósfera interrumpiendo el arco con frecuencia. Se emplea para soldaduras de baja calidad. Electrodos revestidos: Están constituidos por una varilla metálica recubierta por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco dando origen a gases que protegen, de los gases de la atmósfera, al metal de aportación. También permite que las escorias se puedan separar fácilmente después de la soldadura. Los principales revestimientos son de tipo básico, celulósico, oxidante y ácido. Electrodos con alma: Están constituidos por una varilla metálica hueca rellena por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco dando origen a gases que protegen de los gases de la atmósfera al metal de aportación.

RELACIÓN ESPESOR-DIÁMETRO-INTENSIDAD. Espesor chapas (mm)

Diámetro electrodos (mm)

Intensidad corriente (A)

2-4

2.5-3

60-100

4-6

3-4

100-150

6-10 >10

4-5 6-8

150-200 200-400

Actualmente en la construcción metálica se emplean casi exclusivamente electrodos revestidos. El revestimiento puede estar constituido por diversas sustancias, según como se quiera influir sobre el material de soldadura. Los electrodos metálicos con un recubrimiento que mejora las características de la soldadura son los más utilizados en la actualidad, las funciones de los recubrimientos son las siguientes: o o o o o o o o o o

o o

Proporcionan una atmósfera protectora Proporcionan escoria de características adecuadas para proteger al metal fundido Facilita la aplicación de sobrecabeza Estabiliza el arco Añade elementos de aleación al metal de la soldadura Desarrolla operaciones de enfriamiento metalúrgico Reduce las salpicaduras del metal Aumenta la eficiencia de deposición Elimina impurezas y óxidos Influye en la profundidad del arco Influye en la formación del cordón Disminuye la velocidad de enfriamiento de la soldadura


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Las composiciones de los recubrimientos de los electrodos pueden ser orgánicas o inorgánicas y estas substancias se pueden subdividir en las que forman escoria y las que son fundentes. Según los casos y posiciones de soldeo se deben emplear electrodos con diversos tipos de revestimientos: - Acido (óxido de hierro). - AR Acido de Rutilo. - B Básico. - C Celulósico. - R Rutilo medio. - RR Rutilo grueso. Algunos de los principales compuestos son: o o o o o

Para la formación de escoria se utilizan SiO2, MnO2 y FeO Para mejorar el arco se utilizan Na2O, CaO, MgO y TiO2 Desoxidantes: grafito, aluminio, aserrín Para mejorar el enlace: silicato de sodio, silicato de potasio y asbestos Para mejorar la aleación y la resistencia de la soldadura: vanadio, cesio, cobalto, molibdeno, aluminio, circonio, cromo, níquel, manganeso y tungsteno.


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Los electrodos para este tipo de soldadura están sujetos a norma de calidad, resultados y tipos de uso. La nomenclatura es la siguiente: E-XX-Y-Z

La E indica que se trata de un electrodo con recubrimiento. Los dos primeros dígitos XX se utilizan para indicar la resistencia de la soldadura a la tensión, por ejemplo cuando señalan 60 se refiere a que la resistencia a la tensión es de 60,000 lb/in 2. El tercer dígito Y se refiere a la posición en la que se puede utilizar la soldadura, por ejemplo 1 es para sobre cabeza, 2 horizontal, y 3 vertical. Por medio del directa, cuarto dígito especifican características especiales deEnla algunas soldadura como silos es para corriente alternaZ,oseambas; si es de alta o baja penetración. ocasiones electrodos tienen letras al final, esto depende de la empresa que los fabricó. Para mayor información ver la siguiente tabla: Elemento

Significado

E

Electrodo para arco eléctrico

XX

Resistencia a la tensión en lb/in2

Y

Posición de aplicación: 1 Cualquier posición 2 Verticall 3 Horizontal

Z

Características de la corriente 0 CC invertida 1 CC y CA sólo investida 2 CC (directa) y CA 3

Letras

CC y CA (directa)

Depende de la marca de los electrodos establece las aleaciones y las características de penetración

Ejemplo: un electrodo E7013 implica que produce soldadura con 70,000 lb/in2 de resistencia a la tensión, que se puede utilizar para soldar en cualquier posición (incluso sobre la cabeza) y que se recomienda la utilización de corriente continua o corriente alterna, ambas de manera directa. El amperaje que se debe aplicar para generar la soldadura es muy importante, de ello depende que no se pegue el electrodo, que la soldadura fluya entre las dos piezas o que no se perforen las piezas que se van a unir.


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En la siguiente tabla se muestran las cantidades de corriente en amperes que se deben utilizar de acuerdo al grueso de los electrodos. Intensidad de corriente aproximada para diferentes diámetros de electrodos Diámetro del electrodo (in) 1/16 3/32 1/8 5/32 3/16 1/4 5/16 3/8

Amperes para soldadura plana 25-70 60-100 80-150 125-225 140-240 200-350 250-500 325-650

Amperes para soldadura vertical y sobre la cabeza --- --- 75-130 115-160 125-180 170-220 --- ---

Una recomendación práctica que se utiliza en los talleres para hacer la determinación de la corriente, sin tener que recurrir a la tabla es la siguiente: Convierta el diámetro del electrodo de fracciones a decimales, elimine el punto y esa será la corriente aproximada que debe utilizar con ese electrodo. Por ejemplo, si tiene un electrodo de 1/8 su conversión a decimales será 0.125, al quitarle el punto se obtiene 125, lo que indica que se deben utilizar mas o menos 125 amperes para que el electrodo funcione bien. Se presentará la marca y clase de los electrodos a emplear en los distintos cordones de soldadura de la estructura. Estos electrodos pertenecerán a una de las clases estructurales definidas por la Norma correspondiente. A esta presentación se acompañará una sucinta información sobre los diámetros, aparatos de soldadura e intensidades y voltajes de la corriente a utilizar en el depósito de los distintos cordones. Es obligación almacenar los electrodos recibidos en condiciones tales que no puedan perjudicarse las características del material de aportación.


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5.8.5- CONTROL E INSPECCIÓN DE SOLDADURASIR Es nuestra responsabilidad tomar las medidas necesarias para asegurar que el soldeo se realice de acuerdo con las recomendaciones establecidas. Para ello se debe establecer la supervisión necesaria para cumplir las condiciones y los requerimientos de calidad exigidos. Se podrá solicitar al Instituto Español de Soldadura, que realice inspecciones radiográficas de todas o algunas de las uniones de las piezas metálicas y se emita el correspondiente informe. La supervisión e inspección de las uniones soldadas puede comprender: - Comprobación del empleo de los elementos consumibles, adecuados y de su adecuado almacenamiento y trato. - Control de las superficies de fusión y preparación de las uniones. - Control de la presentación de los elementos a soldar y su unión provisional. - Control del precalentado u otro tratamiento térmico, en caso de que existiesen. - Comprobación de los planos y las secuencias de soldeo. 1.-Inspección visual y comprobación de sus dimensiones: Sirven, mediante una lupa, para detectar defectos superficiales. 2.-Partículas magnéticas: Consiste en recubrir la zona de soldadura a inspeccionar con una suspensión de polvo fino, de partículas sensibles al magnetismo y se somete al influjo de un campo magnético. superficial o próximo la superficie interrumpe las líneas de fuerzaCualquier magnética,impureza forzandooadefecto las partículas a agruparse en laa zona defectuosa. 3.-Líquidos penetrantes: Es un sistema para determinar defectos superficiales y es de bastante aplicación, por su economía. Es muy importante que lo haga un operario experimentado. Sobre la superficie de la soldadura bien limpia y seca, se aplica una capa de líquido de muy baja viscosidad; la cual se introduce en todos los defectos superficiales, se vuelve a limpiar la soldadura eliminando el líquido sobrante y se aplica a la superficie un líquido absorbente o revelador, acusándose de esta manera el fallo. 4.-Radiografías: Se utilizan radiografías de pequeña longitud de onda rayos χ o γ, que después de atravesar una soldadura impresiona una película fotográfica; los defectos se acusan mediante manchas oscuras, es un método muy utilizado, aunque de más elevado costo que el anterior. Este sistema detecta defectos superficiales e internos. 5.-Ultrasonidos: Se utilizan las vibraciones de alta frecuencia de 0.5 a 5 Megaciclos, que mediante un palpador son forzadas a atravesar la zona a examinar; la señal puede ser recogida por otro palpador en la cara opuesta o bien por el primer palpador que recoge el eco, producido por la cara opuesta y por los posibles defectos. La señal recogida es convertida electrónicamente en ondas. Como regla general se establece la corrección de las soldaduras que no cumplan las exigencias que indican los planos y las recomendaciones establecidas.


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Las partes defectuosas de la soldadura deben ser eliminadas, soldadas de nuevo y reinspeccionadas. Los defectos superficiales y mordeduras inadmisibles se corregirán por esmerilado o por aportación de soldadura adicional. Las soldaduras de dimensiones insuficientes pueden corregirse por aportación de soldadura adicional. Es preciso hacer notar que la soldadura de reparación es más difícil de ejecutar y de mayor exigencia que una soldadura ordinaria. Por tanto, si existen dudas de que la soldadura de reparación no será mejor que la soldadura defectuosa original y que no dará una mayor seguridad, entonces debe considerarse si debe admitirse la soldadura aunque sea ligeramente defectuosa.


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5.8.6- DEFECTOS DE LA SOLDADURAIR Debido a múltiples causas pueden aparecer defectos en la soldadura, que si son importantes pueden comprometer seriamente la estabilidad de la estructura de la que forman parte, por ello es necesario someter a las soldaduras a una inspección tanto más intensa cuanto más importante es la estructura, que garantice la bondad y correcta ejecución de las mismas. Esta inspección forma parte del control general de la obra y se debe prestar la máxima atención. La superficie vista de la soldadura presentará siempre un terminado regular, acusando una perfecta fusión del metal y una perfecta regulación de la corriente eléctrica empleada, sin poros, mordeduras, oquedades, ni rastro de escorias. Durante los procesos de soldadura, existen grandes desprendimientos de calor, que dan lugar a dilataciones de la pieza y a las posteriores contracciones durante el período de enfriamiento, impedida por el resto del material base, lo cual origina la aparición de tensiones internas y deformaciones en las piezas, estas tensiones de tracción son proporcionales a la longitud de soldadura. El estado de tensiones es triaxial; pero lo más importante son las tensiones longitudinales. Las tensiones triaxiales pueden originar roturas sin deformación, por ello se deben evitar los cruces de tres cordones.

Figura 5.8.6.1.

CAUSAS DE LOS DEFECTOS. 1.-Del proyecto: -Posición inadecuada. -Mala accesibilidad. No se considerarán las de rincón con un ángulo menor de 60º. -Concentración de cordones. -Dimensionamiento incorrecto.


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2.-De los materiales. -Mala soldabilidad (exceso de C, Mn, Ph, S) -Defectos. -Humedad en electrodos básicos. 3.-Efectos del proceso de soldeo. -Voltaje. -Intensidad. -También puede ser de proceso no adecuado; electrodo sin recubrimiento. -Preparación de bordes incorrectamente ejecutada. 4.-Efectos de la ejecución. -Soldadores no homologados. -Malas condiciones climáticas (lluvia, viento, frío) -Falta de limpieza en la zona a soldar. -Exceso de prisa (muy habitual) -Falta de control. TIPOS DE DEFECTOS EN LA SOLDADURA. Los defectos más importantes originados por una técnica de soldadura inadecuada pueden originar concentración de tensiones y reducir la resistencia de la soldadura. Los clasificamos en dos grupos: Los defectos internos principales son: • Grietas. Consisten en fracturas en el material de aportación; o en el metal base; pueden

ser transversales o longitudinales; es un defecto muy grave. En las radiografías se acusan como líneas finas oscuras de forma variada. • Inclusiones, escoria u otros cuerpos englobados en la soldadura. Estas inclusiones suelen ser aisladas o alineadas y quedan por falta de limpieza al terminar la pasada. En las radiografías se acusan como sombras oscuras de contornos irregulares y poco claros. La inclusión de escorias es debida a óxidos metálicos producidos por reacción química, entre el metal, el aire y el revestimiento del electrodo, cuando el revestimiento no es adecuado o cuando existe un enfriamiento rápido. Son inclusiones alargadas o redondeadas y son especialmente de temer en soldaduras verticales o de techo. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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• Poros u oclusiones gaseosas. Son cavidades debidas a inclusiones gaseosas procedentes,

generalmente de humedad en el material base o electrodo. En las radiografías se acusan

sombras negras circular. La porosidad está originada debida por inclusiones de como pequeñas bolsas de de gascontorno en el metal depositado. Es generalmente a excesivo amperaje o excesiva longitud de arco. depositado. • Falta de fusión. Es la falta de unión entre el metal de aportación y el metal base. No hay cristales comunes. La falta de fusión se refiere tanto al metal base como al de aportación y puede producirse si las superficies del metal base están revestidas, en la zona a soldar, por alguna capa de protección de algún tipo. En superficies limpias con electrodos y corriente adecuados puede asegurarse la fusión completa. Un caso particular es el desbordamiento; es un defecto bastante grave. En las radiografías se acusan como líneas oscuras y delgadas. • Falta de penetración. Esto ocurre cuando el chaflán de la soldadura no está totalmente lleno o cuando la unión entre el metal base y el metal de aportación no es perfecta en algún punto. La penetración incompleta puede producirse por excesivo espesor, inadecuada preparación de bordes, técnica defectuosa, electrodos demasiados gruesos, excesiva velocidad o insuficiente amperaje. Es un defecto peligroso por la concentración de tensiones a que da lugar. En la radiografía se acusa como una línea negra y continua.

Figura 5.8.6.2. Tipos de fallos


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Los defectos superficiales más importantes son: Desbordamientos. del base. material de aportación desborda el cordón, quedando fuera y • sin fusionar con el Parte material • Picaduras. Es un rebaje o canal en el cordón de la soldadura, se produce por un incorrecto

manejo del electrodo. En las radiografías se acusa como una sombra oscura de contorno difuso. • Mordeduras en los bordes. Es un rebaje o canal en el metal base que está contiguo al cordón de soldadura que se produce por quemadura del metal base. Su aparición depende de las características del electrodo y de su posición y es debida a una excesiva intensidad o una excesiva longitud de arco. Puede detectarse visualmente y repararse con adición de metal después de una adecuada limpieza. Este defecto es muy habitual y es producido por un incorrecto manejo del electrodo. • En la radiografía se acusa como una sombra oscura de contorno difuso en los bordes de la soldadura.

Figura 5.8.6.3.


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5.8.7- VENTAJAS Y DESVENTAJASIR VENTAJAS DE LA SOLDADURA • • • • • • • • • •

El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de material (hasta de un 15%). La soldadura requiere menos trabajo y por lo tanto menos personal que la colocación de remaches o tornillos (un soldador puede reemplazar una cuadrilla de remachadores). La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos. Las conexiones soldadas son más rígidas que las demás, lo cual permite una verdadera continuidad en la transmisión de elementos mecánicos entre miembros. Debido a la mayor resistencia del metal de aportación las conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga. Las estructuras soldadas pueden repararse muy fácilmente a diferencia del resto. Las conexiones soldadas han permitido la construcción de estructuras soldadas y "limpias". Las conexiones soldadas permiten ajustes de proyecto más fácilmente que en otro tipo de conexiones. El trabajo de soldadura es silencioso comparado con el remachado. Hay un ahorro considerable en el cálculo, detallado y montaje de las estructuras.

DESVENTAJAS •• •

Lasrevisión conexiones rígidas puedensoldadas no ser óptimas en elsencillo diseño.con respecto al resto. La de las conexiones no es muy La creencia de la baja resistencia a la fatiga en conexiones soldadas.


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5.9. TOLERANCIAS 1.- Las tolerancias admitidas, respecto a las cotas indicadas en los planos, de las piezas fabricadas en taller, serán las siguientes: - En paso y alineaciones de los agujeros para tornillos, la décima parte (1/10) del diámetro de éstos. - En la posición de cualquier parte unida a una viga o soporte, cinco milímetros (5 mm), en cualquier dirección. - En el nivel de casquillos o ménsulas de apoyo, más cero y menos diez milímetros (+ 0, 10 mm). - En la longitud de piezas que no hayan de encajar entre otros componentes, más cero y cinco milímetros (+ 0,respecto -5 mm.)al centro de cada ala, el cuarentavo del ancho de ala - menos En la excentricidad del alma (1/40), sin exceder de diez milímetros (10 mm.). - En la sección transversal de chapas, menos el tres y más el diez por ciento (-3 %, +10 %) del valor teórico. 2.- Las tolerancias admitidas, respecto a las cotas indicadas en los planos, de la estructura montada pero sin cargar serán las siguientes: - En las dimensiones totales de la estructura, 20 milímetros en más o en menos (20 mm). - En la distancia entre soportes o vigas contiguas, cinco milímetros en más o en menos (5 mm). - En la desviación respecto a la vertical que pasa por el centro de la base de un soporte, la altura total dividida por cien y por el número de plantas más dos (H/(100 (n + 2))), en el caso de estructuras arriostradas. - En la desviación entre ejes de tramos consecutivos de un soporte, tres milímetros (3 mm) en cualquier dirección. 4.- Todas las mediciones anteriores se efectuarán con cinta o regla metálica o con aparatos de igual o superior precisión, recomendándose el uso del taquímetro en donde sea de aplicación. En la medición de flechas se materializará la cuerda mediante alambre tensado. 5.- La medición de las longitudes se efectuará con regla o cinta metálica, de exactitud no menor que 0’1 mm en cada metro, y no menor que 0’1 por 1000 en longitudes mayores. 6.- Todo elemento estructural: pilar, viga, cercha, etc., fabricado en taller y enviado a obra para su montaje cumplirá las tolerancias siguientes:


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En longitud Longitud Hasta 1000en mm De 1001 a 3000 De 3001 a 6000 De 6001 a 10000 De 10001 a 15000 De 15001 a 25000 25001 o mayor

en mm ±Tolerancia 2 ±3 ±4 ±5 ±6 ±8 ± 10

En forma: La tolerancia en la flecha de todo elemento estructural recto de longitud l, será el menor de los dos valores siguientes: 10 mm

l/1500

6.- Los elementos terminados serán de líneas exactas y estarán exentos de torsiones, dobleces y uniones abiertas. 7.- Los elementos que trabajen a compresión podrán tener una variación lateral no superior a 1/1.000 de la longitud axial entre los puntos que han de ir apoyados lateralmente. 8.- Es admisible una variación de 1,0 mm. en la longitud total de los elementos con ambos extremos laminados. 9.- Los elementos sin extremos laminados que hayan de ir ensamblados de dos o tres piezas de acero de la estructura pueden presentar una variación respecto a la longitud detallada no superior a 2,0 mm. para elementos de 9,0 m. o menos de longitud, y no superior a 3,5 mm. para elementos de más de 9,0 m. de longitud. 10.- Las tolerancias en agujeros destinados a roblones, tornillos ordinarios, tornillos calibrados y tornillos de alta resistencia, cualquiera que sea el método de perforación, serán las que se detallan a continuación: Diámetro para Diámetro del Separaciones y Diámetro para tornillos roblones y otros agujero en mm alineaciones en mm calibrados en mm tornillos en mm 11 ± 1.0 13, 15, 17 ± 1.5 0.00 + 0.15 ± 1.0 19, 21, 23 ± 2.0 25, 28 ± 3.0


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11.- Las tolerancias en las dimensiones de los biseles de la preparación de bordes y en la garganta y longitud de las soldaduras serán las que se detallan a continuación: Longitud en mm Hasta 15 De 16 a 50 De 51 a 150 151 o mayor

Tolerancia en mm ± 0.5 ± 1.0 ± 2.0 ± 3.0


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VI. MEDICIONES Y PRESUPUESTO


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6.1. CONSIDERACIONES GENERALES 1.- Las estructuras de acero se medirán y abonarán por su peso teórico, deducido a partir de un peso específico del acero de siete mil ochocientos cincuenta gramos fuerza por metro cúbico (ρacero = 7.850 g/m3). 2.- Las dimensiones necesarias para efectuar la medición se obtendrán de los planos del proyecto. 3.- No será de abono el exceso de material que, por conveniencia o errores, se ejecute como por ejemplo, cuando se sustituya algún perfil por otro superior. 4.piezasDicha metálicas definidas se medirán por longitud dede punta a punta dirección del Todas eje de las la barra. longitud se incrementará hastasuun máximo 50 cm. paraen facilitar los cortes necesarios a la hora de colocar en obra. 5.- En caso de que el perfil utilizado no figurase en las citadas normas se utilizará el peso dado en los catálogos o prontuarios del fabricante del mismo o al deducido de la sección teórica del perfil. 6.- Las piezas de chapa se medirán por su superficie. El peso, en kilogramos se determinará multiplicando la superficie por el espesor en milímetros y por el peso específico del acero ( ρacero = 7.850 g/m3). 7.- Los aparatos de apoyo y otras piezas especiales que existan se medirán en volumen, determinado su peso en función del peso específico indicado anteriormente. 8.- Se medirán los medios de unión, así como los pernos de anclaje necesarios. 9.- El precio incluirá todas las operaciones a realizar hasta terminar el montaje de la estructura, suministro de materiales, ejecución en taller, transporte a obras, medios auxiliares, elementos accesorios, montaje, protección superficial y ayudas; incluirá, asimismo, las tolerancias de laminación, los recortes y despuntes y los medios de unión, soldaduras y tornillos. 10.- De igual modo, el precio también incluirá las operaciones necesarias a realizar para el posterior desmontaje de la estructura y su retirada de obra una vez haya sido ejecutado el forjado de hormigón. 11.- La pintura de imprimación no será de abono directo por considerarse incluida en el precio de los elementos metálicos.


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6.2. MEDICIONES ESTRUCTURAS EN CELOSIA 2 UPN 120 Cada una de estas celosías se compone de un cordón superior y un cordón inferior constituidos por 2 UPN 120 cada uno y unidos entre sí (en el plano vertical) mediante tubos de atado diagonales 80x80x3 siendo la proporción aproximada de 1’5 m de tubo por cada metro de celosía. La separación medida desde la cara superior del cordón superior a la cara inferior del cordón inferior es de 85 cm. La distancia a ejes de un cordón a otro es de 73 cm. Cada estructura en celosía quedará unida a otra entre sí en el plano horizontal, cordón superior a cordón superior e igualmente cordón inferior a cordón inferior, mediante tubos de atado diagonales 80x80x3. Los datos de partida necesarios son: PUPN 120 = 13’40 (kg/m) P

80.80.3

= 7’20 (kg/m)

ZONA B - 1 ud. en celosía de L = 19’10 (m) Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante tres tramos de longitudes similares cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje tal y como refleja la figura 6.2.1

Figura 6.2.1

P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 19’10 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 19’10 (m) = 1.230’04 (kg) Placas de unión: 8 uds de dimensiones 200x200x10 P = 8 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 25’12 (kg) PTOTAL = 1.230’04 (kg) + 25’12 (kg) = 1.255’16 (kg)


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- 1 ud. en celosía de L = 12’90 (m) Debidode sulongitudes elevada longitud, transporte suunidos fabricación se mediante ha resuelto mediante dos tramos similarespara cadafacilitar uno de el ellos que serán en obra placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje tal y como refleja la figura 6.2.2

Figura 6.2.2

P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 12’90 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 12’90 (m) = 830’76 (kg) Placas de unión: 4 uds de dimensiones 200x200x10 P = 4 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 12’56 (kg) PTOTAL = 830’76 (kg) + 12’56 (kg) = 843’32 (kg) - Elementos de atado 16 uds. de tubo

80.80.3 de L = 3’60 (m)

P = 16 (uds) x 7’20 (kg/m) x 3’60 (m) = 414’72 (kg) TOTAL ZONA B = 1.255’16 (kg) + 843’32 (kg) + 414’72 (kg) = 2.513’20 (kg) ZONA C - 1 ud. en celosía de L = 19’50 (m) Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante tres tramos de longitudes similares cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje igual que en el caso anterior correspondiente a la ZONA B P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 19’50 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 19’50 (m) = 1.255’80 (kg) Placas de unión: 8 uds de dimensiones 200x200x10 P = 8 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 25’12 (kg) PTOTAL = 1.255’80 (kg) + 25’12 (kg) = 1.280’92 (kg) Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- 1 ud. en celosía de L = 13’20 (m) Debidode sulongitudes elevada longitud, transporte suunidos fabricación se mediante ha resuelto mediante dos tramos similarespara cadafacilitar uno de el ellos que serán en obra placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje igual que en el caso anterior correspondiente a la ZONA B P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 13’20 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 13’20 (m) = 850’08 (kg) Placas de unión: 4 uds de dimensiones 200x200x10 P = 4 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 12’56 (kg) PTOTAL = 850’08 (kg) + 12’56 (kg) = 862’64 (kg) - Elementos de atado 16 uds. de tubo 80.80.3 de L = 3’60 (m) P = 16 (uds) x 7’20 (kg/m) x 3’60 (m) = 414’72 (kg) TOTAL ZONA C = 1.280’92 (kg) + 862’64 (kg) + 414’72 (kg) = 2.558’28 (kg) ZONA E - 1 ud. en celosía de L = 23’70 (m) y 1 ud. en celosía de L = 22’50 (m) Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante cuatro tramos de longitudes similares cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 23’70 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 23’70 (m) = 1.526’28 (kg) Placas de unión: 12 uds de dimensiones 200x200x10 -6

3

P = 12 (uds) x 7’85 x 10 (kg/mm ) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 37’68 (kg) PTOTAL = 1.526’28 (kg) + 37’68 (kg) = 1.563’96 (kg) - 1 ud. en celosía de L = 22’50 (m) Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante cuatro tramos de longitudes similares cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en los extremos de cada cordón de cada celosía excepto en los extremos que irán soldados a las placas de anclaje P = 13’40 (kg/m) x 4 (uds) x 22’50 (m) + 7’20 (kg/m) x 1’50 (m) x 22’50 (m) = 1.449 (kg)


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Placas de unión: 4 uds de dimensiones 200x200x10 P = 12 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [200(mm) x 200 (mm) x 10 (mm)] = 37’68 (kg) PTOTAL = 1.449 (kg) + 37’68 (kg) = 1.486’68 (kg) - Elementos de atado 20 uds. de tubo

80.80.3 de L = 5 (m)

P = 20 (uds) x 7’20 (kg/m) x 5 (m) = 720 (kg) TOTAL ZONA E = 1.563’96 (kg) + 1.486’68 (kg) + 720 (kg) = 3.770’64 (kg) PERFIL HEB 280 PHEB 280 = 103’0 kg/m 1 ud. L = 13’30 m Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante dos perfiles HEB 280 de longitud aproximada 6’65 (m) cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en uno de los extremos de cada perfil. El otro extremo quedará libre y será el que vaya soldado a la placa de anclaje. P = 103’0 (kg/m) x 13’30 (m) = 1.369’9 (kg) Placas de unión perfil: 2 uds de dimensiones 400x400x15. P = 2 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [400(mm) x 400 (mm) x 15 (mm)] = 37’68 (kg) PTOTAL = 1.369’9 (kg) + 37’68 (kg) = 1.407’58 (kg) PERFIL HEB 260 PHEB 260 = 93’0 kg/m 1 ud. L = 12’70 m Debido su elevada longitud, para facilitar el transporte su fabricación se ha resuelto mediante dos perfiles HEB 260 de longitud aproximada 6’35 (m) cada uno de ellos que serán unidos en obra mediante placas metálicas atornilladas soldadas en uno de los extremos de cada perfil. El otro extremo quedará libre y será el que vaya soldado a la placa de anclaje.


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Figura 6.2.3. Unión perfil HEB

P = 93’0 (kg/m) x 12’70 (m) = 1.181’1 (kg) Placas de unión perfil: 2 uds. de dimensiones 400x400x10. P = 2 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [400(mm) x 400 (mm) x 150 (mm)] = 37’68 kg PTOTAL = 1.181’1 (kg) + 37’68 (kg) = 1.218’78 (kg) PERFILES HEB 240 PHEB 240 = 83’2 kg/m 1 ud. L = 6’70 m 1 ud. L = 6’80 m P = 83’2 (kg/m) x [6’80 (m) + 6’70 (m)] = 1.123’2 (kg) PERFILES HEB 200 PHEB 200 = 61’3 kg/m 1 ud. L = 7’50 m 1 ud. L = 6’60 m P = 61’3 (kg/m) x [7’50 (m) + 6’60 (m)] = 864’33 (kg) TUBOS DE ATADO P

80.80.3

80.80.3 ENTRE PERFILES HEB

= 7’20 (kg/m)

8 uds. L = 3’60 m P = 8 (uds) x 7’20 (kg/m) x 3’60 (m) = 207’36 (Kg) PLACAS DE ANCLAJE PERFILES HEB 4 uds de dimensiones 350x350x15 (mm) 4 uds de dimensiones 400x400x15 (mm)


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4 uds de dimensiones 450x450x15 (mm) P = 4 (uds) x 7’85 x 10 -6 (kg/mm3) x [(350(mm) x 350 (mm) x 15 (mm)) + (400(mm) x 400 (mm) x 15 (mm)) + (450(mm) x 450 (mm) x 15 (mm))] = 228’44 (kg) PLACAS DE ANCLAJE CELOSÍAS 2 UPN 120 24 uds de dimensiones 250x250x13 (mm) P = 24 (uds) x 7’85 x 10-6 (kg/mm3) x [250(mm) x 250 (mm) x 13 (mm)] = 153’08 (kg) TOTAL KG ARRIOSTRAMIENTO METÁLICO PTOTAL = 2.513’20 (kg) + 2.558’28 (kg) + 3.770’64 (kg) + 1.407’58 (kg) + 1.218’78 (kg) + 1.123’2 (kg) + 864’33 (kg) + 207’36 (kg) + 228’44 (kg) + 153’08 (kg) = 14.044’89 (kg) TACOS O PERNOS DE ANCLAJE 16 placas de dimensiones 250x250x13 (mm) de 2 tacos M-32x270 → 32 tacos M-32x270 8 placas de dimensiones 250x250x13 (mm) de 2 tacos M-20x270 → 16 tacos M-32x270 3 placas de dimensiones 350x350x15 (mm) de 4 tacos M-32x270 → 12 tacos M-32x270 1 placa de dimensiones 350x350x15 (mm) de 3 tacos M-32x270 → 3 tacos M-32x270 4 placas de dimensiones 400x400x15 (mm) de 4 tacos M-32x270 → 16 tacos M-32x270 3 placas de de dimensiones 450x450x15 (mm) de 4 tacos M-32x270 → 12 tacos M-32x270 1 uds de dimensiones 450x450x15 (mm) de 3 tacos M-32x270 → 3 tacos M-32x270 TOTAL → 78 tacos M-32x270 y 16 tacos M-20x270 TORNILLOS DE UNIÓN PERFILES HEB UNIONES CELOSIA UPN 120 → 4 Tornillos TC 20x60 por cada unión cordón celosía. 24 uniones cordones celosía → 96 tornillos TC 20x60 UNIONES PERFILES HEB → 8 Tornillos TC 20x60 por cada unión 2 uniones perfiles HEB → 16 tornillos TC 20x60 TOTAL → 112 tornillos TC 20x60


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6.3. ANÁLISIS ECONÓMICO

ANÁLISIS ECONÓMICO

CONCEPTO

MEDICIÓN

COSTE UNITARIO

COSTE TOTAL

MATERIALES Acero S 275-JR incluida pintura Tacos M 32x270 Tacos M 20x270 Tornillos TC 20x60 TALLER Encargado, oficiales y ayudantes Gastos Taller y Almacén PROYECTO Proyecto PORTES Transporte y suministro a obra Transporte recogida y retirada de obra MONTAJE Montaje arriostramiento incluidos medios de elevación DESMONTAJE Desmontaje arriostramiento

7.308,20 € 14.044,89 (Kg) 78,00 (uds) 16,00 (uds) 112,00 (uds)

0,45 (€/Kg) 10,00 (€/ud) 6,00 (€/ud) 1,00 (€/ud)

6.320,20 € 780,00 € 96,00 € 112,00 € 4.213,47 €

14.044,89 (Kg)

0,30 (€/Kg)

4.213,47 € 1.800,00 € 1.800,00 €

14.044,89 (Kg)

0,15 (€/Kg)

2.106,73 €

2.106,73 € 5.617,96 €

14.044,89 (Kg)

0,40 (€/Kg)

5.617,96 € 2.808,98 €

14.044,89 (Kg)

VARIOS OCT Seguro Estructura Comerciales Administrativos/Financieros Imprevistos TOTAL


0,20 (€/Kg)

2.808,98 € 4.400,00 € 500,00 € 700,00 € 800,00 € 300,00 € 600,00 € 1.500,00 € 28.255,34 €

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6.4. RESUMEN DE PRESUPUESTO Acero estructural S275-JR, en perfiles laminados en caliente para vigas, estructuras en celosía, diagonales de atado, placas de unión y anclaje, mediante uniones soldadas; i/p.p. de soldaduras, cortes, piezas especiales, despuntes y manos de imprimación con pintura de minio de plomo, suministro, montaje, colocación y soldadura, desmontaje y retirada de obra, según Norma Básica de Edificación NBE EA-95. ……………………………………………… 28.255’34 € 13,00 % Gastos Generales

3.673’19 €

6 % Beneficio Industrial

1.695’32 €

TOTAL

33.623’85 €

16 % I.V.A.

5.379’82 €

TOTAL PRESUPUESTO

39.003’67 €

El presupuesto total de este proyecto asciende a la cantidad de treinta y nueve mil tres euros y sesenta y siete céntimos de euros. Leganés a 2 de Junio de 2010 El ingeniero proyectista

Fdo. Antonio Santiago Fernández Ramos

CONDICIONES GENERALES a) El terreno se dejará como máximo un metro por debajo de la cota marcada como eje del arriostramiento. b) Los accesos a obra estarán acondicionados de forma que se permita la entrada de camiones y grúas de montaje. c) El precio anteriormente facilitado incluye una permanencia en obra máxima de seis meses a partir de la finalización del montaje. d) Los perfiles que figuren en nuestros planos podrán ser sustituidos por otros de características iguales ó superiores. e) El precio fijado implica un máximo de dos fases en el montaje del arriostramiento. Si fuera necesario incrementarlas, se facturaría 1.200 € a razón de cada fase que exceda las dos previstas.


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VII. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS


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7.1. CONCLUSIONES El presente proyecto tiene como objetivo principal el análisis de los arriostramientos metálicos. Para ello, nuestro estudio ha girado en torno a un caso práctico concreto. En el estudio de este proyecto, la conclusión más inmediata que se deduce es que la idea del arriostramiento de muros pantalla mediante estructura metálica es una idea factible. Demuestra que este tipo de estructura de acero debe ser relacionada como una estructura rígida y fiable a pesar de que sea una estructura provisional. Todo ello ha partido desde el propio conocimiento del material a emplear para la fabricación de este tipo de estructuras. El acero como materia estructural presenta multitud de ventajas, entre las que enumeramos las siguientes: -Alta resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso, permite estructuras relativamente livianas, lo cual es de gran importancia en la construcción de puentes, edificios altos y estructuras cimentadas en suelos blandos. -Homogeneidad: Las propiedades del acero no se alteran con el tiempo, ni varían con la localización en los elementos estructurales. -Elasticidad: El acero es el material que más se acerca a un comportamiento linealmente elástico (Ley de Hooke) hasta alcanzar esfuerzos considerables. -Precisión dimensional: Los perfiles laminados están fabricados bajo estándares que permiten establecer de manera muy precisa las propiedades geométricas de la sección. -Ductilidad: El acero permite soportar grandes deformaciones sin fallar alcanzando altos esfuerzos en tensión. -Tenacidad: El acero tiene la capacidad de absorber grandes cantidades de energía en deformación (elástica e inelástica). -Facilidad de unión con otros miembros: El acero en perfiles se puede conectar fácilmente a través de remaches, tornillos o soldadura con otros perfiles. -Rapidez de montaje: La velocidad de construcción en acero es muy superior al resto de los materiales. -Disponibilidad de secciones y tamaños: El acero se encuentra disponible en perfiles para optimizar su uso en gran cantidad de tamaños y formas. -Costo de recuperación: Las estructuras de acero de desecho, tienen un costo de recuperación en el peor de los casos como chatarra de acero.


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-Reciclable: El acero es un material 100 % reciclable además de ser degradable por lo que no contamina. -Permite ampliaciones fácilmente: El acero permite modificaciones y/o ampliaciones en proyectos de manera relativamente sencilla. -Se pueden prefabricar estructuras: El acero permite realizar la mayor parte posible de una estructura en taller y la mínima en obra consiguiendo mayor exactitud. Aunque no todos son ventajas, ya que en ocasiones sus características mecánicas pueden acarrearnos serios inconvenientes: -Corrosión: El acero expuesto a intemperie sufre corrosión por lo que deben recubrirse siempre con esmaltes o pinturas anticorrosivas exceptuando a los aceros especiales como el inoxidable. -Calor, fuego: En el caso de incendios, el calor se propaga rápidamente por las estructuras haciendo disminuir su resistencia hasta alcanzar temperaturas donde el acero se comporta plásticamente, debiendo protegerse con recubrimientos aislantes del calor y del fuego (retardantes) como mortero, concreto, asbesto, etc. -Pandeo elástico: Debido a su alta resistencia/peso el empleo de perfiles esbeltos sujetos a compresión, los hace susceptibles al pandeo elástico, por lo que en ocasiones no son económicos las columnas de acero. -Fatiga: La resistencia del acero (así como del resto de los materiales), puede disminuir cuando se somete a un gran número de inversiones de carga o a cambios frecuentes de magnitud de esfuerzos a tensión. Sin embargo, la dificultad a la hora de diseñar y dimensionar este tipo de estructura no ha radicado en las ventajas/desventajas que puede presentar la misma como en el propio cálculo de esfuerzos y solicitaciones requeridas, sino en el diseño y cálculo de las uniones de dicha estructura, tanto soldadas como atornilladas, así como en los elementos de anclaje necesarios para el correcto montaje y servicio del conjunto del arriostramiento. Todo ello ha generado que nuestros estudios hayan sido realizados con la finalidad de que tanto la fabricación como el montaje de la estructura sea del modo más rápido, fácil y sin errores siempre bajo las condiciones de seguridad admisibles. Principalmente lo que hemos intentado realizar en este proyecto era poder elaborar un modelo a seguir a la hora de diseñar y dimensionar este tipo de estructuras metálicas provisionales, pero que no fuese simplemente un estudio teórico, sino ponerlo en práctica en la realidad, es decir, elaborar un documento que nos permita a partir de una estructura básica en stock estándar, diseñar el arriostramiento a montar según convenga a las características del muro de contención a arriostrar además del complemento de un plan de seguridad y salud, un modelo de gestión de calidad, un pliego de prescripciones técnicas y un estudio económico para tener una idea de lo que costaría.


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7.2. TRABAJOS FUTUROS Debido a la gran demanda de este tipo de estructuras, muchas veces se busca que su fabricación sea lo más rápida posible. Por esta razón, hemos pretendido que este proyecto sea un modelo en la forma de diseñar, calcular y fabricar este tipo de estructura metálica, viable y segura, que se adapte a los factores más destacados de la demanda actual como son la rapidez, calidad, seguridad y flexibilidad. No debemos olvidar la finalidad del arriostramiento metálico, que no es otra que soportar los empujes transmitidos del terreno a los muros de contención garantizando el vaciado de la parcela definida por los mismos. Este tipo de aplicaciones de estructura metálica se emplean para arriostrar distintas estructuras de contención siendo las más frecuentes las que enumeramos a continuación: - - - -

Muros pantalla (situación empleada para el presente proyecto). Muros de pilotes. Muros de micropilotes. Muros construidos por bataches, en fases descendentes.

Por tanto, el arriostramiento a emplear dependerá de la continuidad del muro a acodalar o arriostrar. Para el presente proyecto se ha partido de un muro pantalla continuo. Sin embargo, los criterios empleados no pueden ser los mismos cuando la tipología de la estructura del muro a contener es otra. Tanto es así, que tanto para muros de pilotes como micropilotes es necesario la utilización de vigas metálicas de reparto ya que tanto los unos como otros son elementos individuales separados entre sí por lo que es necesario el empleo de un elemento que sirva de unión como punto único de transmisión del empuje a contener. Dependiendo de la continuidad del muro de contención a arriostrar se emplearán distintos sistemas o elementos de anclaje a los mismos. Para un muro pantalla continuo se emplearán como elemento de anclaje placas metálicas mientras que para muros discontinuos, pilotes y micropilotes, se emplearán vigas metálicas de reparto. Tanto en un caso como en otro, ambos sistemas tendrá doble función como anclaje al terreno y como apoyo o soporte de la estructura metálica definida como arriostramiento metálico. En todos los casos, el arriostramiento metálico a definir dependerá de los siguientes variables: - Empuje del terreno a soportar. Determinará el esfuerzo de compresión al que estará sometido la estructura a partir del cual se dimensionará el perfil mínimo admisible. - Longitud de deberá la estructura a dimensionar. flecha de la estructura anteriormente dimensionada ser inferior al valor límiteLadeterminado. - Tipo de muro de contención a arriostrar.


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Figura 7.2.1. Arriostramiento micropilotes

Figura 7.2.2. Arriostramiento muro pantalla

Figura 7.2.3. Arriostramiento pilotes

Este podría ser el inicio de nuestro próximo trabajo, proyectar y calcular el posible arriostramiento metálico de un muro discontinuo.


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BIBLIOGRAFÍA


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BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA 1. Norma básica de edificación. Estructuras de Acero para Edificación EA-95. 2. MINISTERIO DE FOMENTO. Norma Básica de la Edificación-Acciones en la Edificación, NBE-AE 88. 3. Estructuras Metálicas ENSIDESA (Tomos I, II y III). BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA  La

estructura metálica hoy. Ramón Argüelles Álvarez. Librería Técnica Bellisco, Madrid

1983.  Guía

de diseño para edificios con estructura de acero. Editor ITEA, 2000.

PÁGINAS WEB http://www.hierroyaluminio.com/2007/06/21/tabla-perfiles-metalicos.html www.jansa.com www.hilti.com www.construaprende.com www.construinfo.com www.obras.unam www.constructalia.com www.ibersa.es


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ANEJOS


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ANEJO I: PLAN EJECUCIÓN DE TRABAJOS 1.1.- DESCRIPCIÓN DE TRABAJOSIR Dentro de este apartado se recogen tres actividades preliminares: - Redacción del Proyecto, en el que se dará amplia cuenta de los requisitos, normativas y cálculos justificativos del arriostramiento metálico definitivo. - Preparación del Equipo, es decir organización del equipo humano a disponer para la fabricación y montaje del arriostramiento metálico. Una vez sea ejecutado el forjado inferior se retirará dicho arriostramiento. - Fabricación de la estructura metálica diseñada como arriostramiento metálico en taller así como el acopio de los demás elementos, máquinas y herramientas necesarias para el posterior montaje del mismo. Los trabajos necesarios para llevar a cabo el montaje y posterior montaje de la solución adoptada, podrían desarrollarse siguiendo el proceso que se describe a continuación: 1. Vallado e instalaciones de obra. 2. Explanación del solar y acondicionamiento de la plataforma de trabajo. 3. Ejecución de los muretes guía, muro pantalla y viga de coronación. 4. Excavación hasta cota de arriostramiento. El terreno se dejará como máximo un metro por debajo de la cota marcada como eje del arriostramiento. 5. Acondicionar los accesos a obra de forma que se permita la entrada de camiones y grúas de montaje. 6. MONTAJE ARRIOSTRAMIENTO METÁLICO. 6.1. Suministro y descarga de material. 6.2. Replanteo arriostramiento en obra según plano montaje. 6.3. Verificar cotas. Replanteo y verificación replanteo de los pilares existentes sobre los que se va a disponer la estructura metálica y comprobar la no interferencia de los mismos. 6.4. Picar ligeramente la superficie del muro donde se van a colocar las placas y elementos de anclaje. Limpiar adecuadamente. 6.5. Realizar taladros para colocación de anclajes. En caso de coincidir con armadura del muro pantalla desplazar al lugar más cercano a la posición indicada. 6.6. Colocación placas de anclaje. Colocar elementos/tacos de anclaje y dar par de apriete controlado.


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6.7. Retacado de placas con hormigón. Que todos los puntos de la superficie de la placa estén en contacto con el muro. 6.8. Armado elementos que componen la estructura metálica a montar. Dar par de apriete a los tornillos/pasadores de unión. 6.9. Replanteo de falseos de la estructura a montar. Cortar los extremos de los perfiles a montar según falseos. 6.10. Nivelación y aplomado de la estructura a colocar. Montaje de todos los perfiles que componen el arriostramiento mediante grúas de montaje. 6.11. Colocación y montaje de los elementos de atado.

6.12. Soldadura. Todas las uniones por soldadura se ejecutarán en todo el perímetro. 7. Excavación del solar hasta cota máxima de excavación. 8. Realización de zapatas y elementos de cimentación. 9. Ejecución de saneamiento y drenaje. 10. Ejecución de primer tramo de pilares. 11. Realización de firme granular compactado, solera y forjado de suelo sótano 3º. 12. Realización de resto de tramos de pilares y ejecución de forjado de suelo de sótano 2º. 13. Realización de resto de tramos de pilares y ejecución forjado de suelo sótano 1º. 14. Realización de último tramo de pilares. 15. DESMONTAJE ARRIOSTRAMIENTO METÁLICO. 15.1. Corte en los extremos de los perfiles. Ir abriendo boca al corte efectuado progresivamente de tal forma que la estructura descargue la carga de compresión a la que estaba sometida. 15.2. Corte de los elementos de atado. 15.3. Desmontaje de la estructura. 15.4. Retirada del arriostramiento.

16. Realización de forjado de cubierta. 17. Continuación del resto de la estructura del edificio. El plan de ejecución de trabajos necesarios descrito anteriormente a grandes rasgos y según las fases de trabajo establecidas queda recogido en el plano PLN-09 del presente proyecto.


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1.2.- PLANING IR Las fases correspondientes con la fabricación, suministro, y montaje del arriostramiento metálico se representa en el siguiente diagrama de barras donde se refleja la duración de los distintos trabajos a realizar.


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ANEJO II: PLAN GESTIÓN DE LA CALIDAD 2.1.- INTRODUCCIÓNIR La finalidad del control es comprobar que la estructura proyectada cumple unas características de calidad que permiten garantizar, con una determinada probabilidad de aceptación, que toda ella en su conjunto y cada uno de los elementos que la componen son conformes. En cualquier caso, todas las actividades ligadas al control de los materiales y la ejecución deben garantizar el mantenimiento de la trazabilidad de cada uno de los productos y materiales empleados. Para cada una de las actividades incluidas en el control de las estructuras metálicas (materiales, ejecución en taller, ejecución en obra, etc.), dicho control deberá ser desarrollado por organizaciones (laboratorios, entidades de control, etc.) que sean independientes de los agentes responsables de cada una de las respectivas actividades (fabricantes, almacenistas, montadores en taller, constructores, etc.). Respecto al mantenimiento de las responsabilidades ligadas a cada actividad, resulta imprescindible y, por ello, debe cuidarse especialmente el mantenimiento de la trazabilidad durante cada una de las operaciones de la obra, y en particular durante la recepción de los productos, el montaje en taller y el montaje en obra. Las actividades y ensayos de los aceros y productos incluidos en el control de materiales de esta instrucción, puedenestar ser acreditados realizados por laboratorios oficiales o ensayos privados.conforme En el caso de laboratorios privados, deberán para los correspondientes a los criterios del Real Decreto 2200/1995, de 28 de Diciembre, o estar incluidos en el registro general establecido por el Real Decreto 1230/1989, de 13 de Octubre. Los servicios a ofrecer deben estar absolutamente en consonancia con las exigencias del mercado para que los resultados que se produzcan sean consecuentes con el profundo conocimiento del sector por parte del equipo de trabajo y la experiencia profesional. En definitiva, conseguir cumplir nuestros compromisos, así como asegurar el cumplimiento de los requisitos legales y reglamentarios que afecten a nuestra actividad de modo que se garanticen compromiso procesos de calidad identificando eliminando el posibles causas de de mejorar defectos continuamente o deficiencias los y contribuyendo activamente a la mejory eficacia del sistema de gestión de calidad. Establecer un sistema de Calidad conlleva introducir una forma de trabajo diferente a la habitual. La base para que un sistema de Calidad funcione bien está en el individuo. El centro del Plan de Calidad son las personas, de ellas dependerá que funcione bien o no el Sistema. Como efecto de esto, se tendrá la necesidad de motivar al individuo. A continuación se indicarán los principios básicos de la Calidad Total: - Establecer el Sistema de Calidad Total en todas las áreas de la Empresa de forma que abarque todas las actividades de la organización.


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- Necesidad del compromiso y participación de todos los integrantes de la organización. - Reducir los costes de producción para lo que es necesario realizar los procesos de una forma correcta a la primera. - Dentro de la Empresa toda persona es proveedor y cliente de forma que, como cliente, exija una calidad determinada en producto que llega de otra área y como proveedor debe comprometerse a entregar el producto a otras áreas con la calidad necesaria. - Fomentación de la comunicación y el trabajo en equipo de forma que se produzca fluidez de la información. - Énfasis en la prevención de errores en lugar de poner énfasis en la detección y corrección de los mismos. - Persecución de la satisfacción de todas las personas de la organización. - Fijación permanente de objetivos de mejora y seguimiento periódico de resultados. Existen patrones de organización normalizados, como pueden ser las normas UNE o ISO, que nos ayudarán a la hora de establecer el Plan de Calidad (UNE-EN ISO 9001)

Sistemas de la calidad . Modelo para el aseguramiento de la calidad en el diseño, el desarrollo, la producción, la instalación y el servicio posventa.

Aplicable cuando el suministrador debe asegurar la conformidad con los requisitos especificados durante el diseño, el desarrollo, la producción, la instalación y el servicio posventa. (UNE-EN ISO 9002)

Sistemas de la calidad . Modelo para el aseguramiento de la calidad en la producción, la instalación y el servicio posventa. Aplicable cuando el

suministrador debe asegurar la conformidad con los requisitos especificados durante la producción, la instalación y el servicio posventa. (UNE-EN ISO 9003)

Sistemas de la calidad . Modelo para el aseguramiento de la

calidad la inspeccióncon y enlos losrequisitos ensayos finales. Aplicable cuando elensuministrador asegurar en la conformidad especificados únicamente la inspección debe y en

los ensayos finales. Es preciso destacar que los requisitos del sistema de la calidad especificados en estas Normas Internacionales son complementarios, no alternativos, a los requisitos técnicos especificados (para el producto). Especifican los requisitos que determinan qué elementos deben componer los sistemas de la calidad, pero el objetivo de estas Normas Internacionales no es imponer la uniformidad de los sistemas de calidad. Estas normas son genéricas e independientes de cualquier industria específica o sector económico.


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2.2.- PLANIFICACIÓN DE LA CALIDADIR Se optará por el desarrollo de un Plan de Mejora Continua o de Calidad Total. Este Plan de Calidad Total estará basado en la creación de un procedimiento de elaboración, tratamiento e interpretación de información que asegure la posibilidad de organizar un sistema de gestión basado en datos fiables consiguiendo mejorar en eficacia y flexibilidad de una forma continuada. Siempre debe entenderse la calidad desde el punto de vista del usuario, el servicio de mayor calidad es el que mejor satisface las preferencias del cliente. Planificar la calidad es establecer las directrices de funcionamiento de la organización, incluyendo la fijación de objetivos. Las directrices a seguir para lograr los objetivos de calidad son: - Establecer el Sistema de Calidad en todas las áreas de forma que abarque todas las actividades necesarias. - Necesidad del compromiso y participación de todos los miembros integrantes implicados. - Reducción de los costes de producción para lo que es necesario realizar los procesos de una forma correcta a la primera. - Dentro de la Empresa toda persona es proveedor y cliente de forma que, como cliente, exija una calidad determinada en producto que llega de otra área y como proveedor debe comprometerse a entregar el producto a otras áreas con la calidad necesaria. - Fomentación de la comunicación y el trabajo en equipo de forma que se produzca fluidez de la información. - Énfasis en la prevención de errores en lugar de poner énfasis en la detección y corrección de los mismos. - Persecución de la satisfacción. - Fijación permanente de objetivos de mejora y seguimiento periódico de resultados. La planificación de la calidad estará supeditada a la planificación estratégica de la empresa, aunque se realizará a un nivel descentralizado de la organización de la Empresa. La planificación de la calidad deberá incluir la participación de la mayoría del personal de la Empresa. Es importante planificar porque se reduce el tiempo entre decisión y resultado de la misma.


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Proceso de planificación. El proceso de planificación de la calidad seguirá las siguientes etapas: - Identificación de materiales y actividades objeto de control y relación de actuaciones a efectuar durante el mismo (tipo de ensayo, inspecciones, etc.) - Previsión de medios materiales y humanos destinados al control con indicación en su caso, de actividades a subcontratar. - Programación inicial del control, en función del programa previsible para la fabricación y montaje del arriostramiento metálico. -caso Planificación delde seguimiento Plan de autocontrol de la especializada, en el de la entidad control quedel efectúe el control externo de empresa la ejecución. - Designación de la persona responsable por parte del organismo de control. - Sistemas de documentación del control a emplear. - Fijación de los objetivos cuantitativos y concretos de calidad. - Establecimiento de las estrategias para conseguir los objetivos marcados.


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2.3.-CALIDAD EN LA FASE DE DISEÑO El control de proyecto tiene por objeto comprobar que tanto el concepto estructural como las soluciones estructurales de detalles están suficientemente definidos como para proceder a su ejecución sin recurrir a interpretaciones subjetivas de las partes involucradas en su construcción. Las actividades que serán de de aplicación en esta fase de diseño de forma que logren la eficacia en la definición del proyecto se enumeran a continuación: - Numeración de planos - Uso y desarrollo de la normativa oficial - Datos de base

- - -

Desarrollo y control de planos Desarrollo y control de memoria de cálculo Desarrollo y control de especificaciones Causas principales de resultados deficientes

Esto permitirá, por una parte, la buena especificación de los suministros/servicios a proporcionar y/o solicitar a futuros proveedores/contratistas, y por otra poder asegurar la calidad de lo suministrado, construido y/o instalado.


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2.4.-CALIDAD EN LA FASE DE GESTIÓN DE CONTRATACIÓNRS Es necesario implementar un proceso técnico/comercial de compra y/o contratación de toda clase de materiales, equipos, servicios, construcción, instalación y/o montaje, que llevará a la eficacia de la gestión. Dicho proceso estará definido por las siguientes actividades: - - - - -

Gestión de Compras Lista de Proveedores Inspecciones Servicio de Postventa Requisitos de seguridad del contratista

Este proceso abarca desde la selección, precalificación y evaluación de proveedores, en función de sus aptitudes para cumplir los requisitos especificados, pasando por la gestión administrativa de la compra y hasta la verificación en los locales del proveedor. En algunos casos los aceros y productos incluidos en este ámbito pueden estar en posesión de marcas, sellos y certificados de calidad que avalen que los productos que los ostentan están sometidos a unos procesos específicos y a un control de producción en fábrica que permiten garantizar, con un cierto nivel de confianza, que cumplen las especificaciones impuestas a través de los correspondientes procedimientos particulares.


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2.5.-CALIDAD EN LA FASE DE FABRICACIÓN Y MONTAJEIRS Esta función requiere poner a disposición del personal de supervisión todos los datos y documentación que definan dicha calidad y que forma parte fundamental del proyecto, tales como memorias, especificaciones, planos, niveles de control, etc. En todos los casos se requerirán los métodos y medios necesarios para asegurar el cumplimiento de los requisitos de calidad: • De materiales y/o equipos. • De la propia fabricación • De la propia ejecución. De los sus recursos instrumentos de medida. •• De humanos.

Aportando los correspondientes certificados, protocolos, etc., de homologación, ensayos y verificación. Para la correcta supervisión, se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: • Que en el proyecto se definan correctamente los tipos de control, sus niveles y las normas a

seguir. • Que en obra se disponga de la información necesaria consecuentemente, los tipos de control, sus niveles y las normativas a seguir. • Se requerirá la acreditación de la calidad de la mano de obra que intervenga en la ejecución cuando así sea preciso. • Se requerirá la remisión de los resultados de todos los ensayos y pruebas realizados. • Se emitirán los informes correspondientes, analizando los distintos ensayos. • Que la realidad se ajusta al proyecto, señalando las verificaciones realizadas y las medidas reales. Dicho proceso estará definido por las siguientes actividades:

- - - - - - -

Organización de la fabricación Archivo y control de la documentación Planificación y control de la ejecución Control de los suministros Supervisión de la calidad Control de costes Informes Prevención fase ejecución

- Investigación de accidentes


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2.6.-ESTRUCTURA DE LA ORGANIZACIÓN DE CALIDADIRS En el sistema de Calidad se debe buscar el equilibrio entre control y flexibilidad. Las estructuras organizativas planas elimina el problema de pérdida de información al pasar las órdenes de un nivel a otro dentro del sistema organizativo. Al hacerse la estructura más plana ésta será más flexible. La dirección para logra introducir el Sistema de Calidad deberá ser una dirección participativa. Este es el paso más importante para llegar a la cultura de la Calidad. Para lograr una dirección de estas características se tendrá en cuenta los siguientes principios: * Los trabajadores son los que mejor conocen su tarea. * Los trabajadores tienen una capacidad creativa que debemos aprovechar. * Es una forma de formación tanto del operario como del técnico. * Es el medio para lograr la Calidad Total y la mejora continua. Los elementos de los que se valdrá de la Empresa para hacerla más participativa serán: i) EquiposSedeorganizarán Trabajo. Grupos de trabajadores quecierto realizan un para mismo trabajo enPara la Empresa. por tareas. Se les otorga poder controlarse. organizarse, incentivarse, establecer turnos de rotación,… ii) Enriquecimiento del puesto. Enriquecer el puesto de trabajo para evitar que éste sea aburrido. Con el enriquecimiento del puesto el operario adquiere más formación y flexibilidad. Los tipos de enriquecimiento serán: * Enriquecimiento horizontal . Incorpora tareas previas y posteriores a la suya. * Enriquecimiento vertical . los diseños.

Permite diseñar los estándares de calidad o bien

iii) Relaciones Dirección-Sindicato. La Empresa mantendrá buenas relaciones dirección-sindicato escuchando las proposiciones del sindicato logrando mayor información acerca de la Empresa. Los sindicatos pueden ser la mejor fuente de información de la Empresa. iv) Participación de los beneficios. La mejor manera de tener al operario motivado es hacerle partícipe de un porcentaje de los beneficios que la mejora propuesta por el empleado ha producido.


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Jefe de Área. Responsabilidades de Calidad  Revisar el Plan de Aseguramiento de Calidad y Medio Ambiente.  Coordinar las Secciones a su cargo.  Seguimiento en cuanto a presupuesto y plazo. Jefe de Obra. Responsabilidades de Calidad  



     

Realizar el Plan de Aseguramiento de Calidad y Medio Ambiente. Realizar las inspecciones de calidad descritas en el Plan de Aseguramiento de Calidad y Medio Ambiente. Coordinar al personal de obra para que ejecute su trabajo cumpliendo con las medidas de calidad adoptadas. Controlar la recepción de materiales, equipos y servicios. Controlar la aplicación del procedimiento de control de documentos. Organizar diariamente los trabajos a realizar con los medios a su disposición. Realizar los informes de los ensayos y trabajos ejecutados. Preparar el dossier final de Documentación. Identificar no conformidades, acciones correctivas y preventivas durante la ejecución de los distintos trabajos.

Jefe de Producción. Responsabilidades de Calidad 

Dar soporte al Jefe de Obra en las funciones específicas de Calidad.


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

   

Controlar al personal de obra para que ejecute su trabajo cumpliendo con las medidas de calidad adoptadas. Organizarladiariamente losmateriales, trabajos a realizar los medios a su disposición. Controlar recepción de equiposcon y servicios. Controlar las unidades que hayan de fabricarse y ejecutarse. Realizar muestreos durante la ejecución.

Encargado. Responsabilidades de Calidad 

   



Controlar al personal de obra para que ejecute su trabajo cumpliendo con las medidas de calidad adoptada. Inspección en recepción de materiales. Controlar a los proveedores y subcontratistas. Controlar materiales, equipos y servicios Comunicarla alrecepción Jefe de de Obra o Técnico de Calidad cualquier incidencia de calidad que tenga lugar durante el desarrollo de la obra Realizar muestreos durante la ejecución.

Personal de Obra. Responsabilidades de Calidad  



Realizar los trabajos siguiendo las pautas de calidad Comunicar cualquier incidencia de calidad que tenga lugar durante el desarrollo de la obra Apoyo en la realización de muestreos durante la ejecución, siempre bajo supervisión de un superior jerárquico.

Administrativo. Responsabilidades de Calidad  

Mantener actualizada el archivo de la obra (contratos, seguros, etc.) Asegurar el control sobre documentación referente a materiales empleados.

Técnico de Calidad. Responsabilidades de Calidad 





Asesorar en todas las actividades de calidad, colaborar en la implantación de las mismas y verificar el cumplimiento realizando las correspondientes inspecciones Elaborar los informes técnicos mensuales relativos al grado de cumplimiento de las prescripciones y especificaciones de calidad Realizar un seguimiento de los indicadores establecidos en el Plan de Aseguramiento de Calidad y Medio Ambiente.

Laboratorios de Control. Responsabilidades de Calidad     

Llevar el inventario de instrumentos de medida y equipos de pruebas. Calibrar y registrar los instrumentos y equipos. Realizar los ensayos correspondientes. Realizar ensayos finales. Realizar pruebas informesyde los ensayos y trabajos realizados.


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2.7.-CONTROL DE CALIDADIRS Se entiende como control a la revisión de los objetivos propuestos por la Empresa. Se usa para asegurar que se satisfacen los objetivos a partir de la observación real del proceso. Los tres tipos de control que se llevarán a cabo en la Sociedad son los siguientes: Control preliminar .

En el control preliminar se trata de revisar los equipos, materiales, formación de los empleados…

Control concurrente.

Se trata de verificar que el proceso transcurre según las especificaciones. Este control, a largo plazo, será realizado por la Gerencia y por los trabajadores si se realiza a corto plazo.

Control Revisión.

Se basa en la revisión de los objetivos en función de que haya habido desviaciones entre lo ejecutado y lo previsto.

Las etapas del proceso de control que la Empresa adoptará serán las siguientes: 1.- Elección del sujeto a controlar . Será un sujeto significativo desde el punto de vista del cliente. 2.- Establecimiento de los objetivos para la característica de control . 3.- Determinación de la unidad de medida. 4.- Desarrollo de un medio para medir la característica de control . 5.- Establecimiento del momento de medición. 6.- Evaluación de las desviaciones respecto a lo esperado. 7.- Ejecución de las acciones correctoras. Los objetivos a lograr los podemos clasificar en varias clases: * Objetivos genéricos. Entendemos como objetivos genéricos los propios derivados de la implantación del sistema de calidad. Un ejemplo de estos objetivos son las patentes en el manual de calidad de la Empresa. * Objetivos basados en índices. Tales como porcentajes, ratios, unidades físicas, etc. * Objetivos valorados económicamente. Son aquellos que indicarán directamente la eficacia económica de las acciones desarrolladas y darán sentido pleno al título de mejora continuada.


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ACERO Control a Nivel Normal, según artículo 90.3 de la EHE Corresponde a Ys=1,15 El control consiste en la toma de dos probetas por cada diámetro y cantidad de 40 tn o fracción si posee Certificado de Calidad y 20 tn o fracción si no posee certificado de Calidad, para sobre ellas realizar los siguientes ensayos: 1.- Ensayo a tracción de una probeta de acero, según Norma UNE-7262-73, incluyendo: - Resistencia nominal a tracción - Límite elástico nominal. - Relación resistencia/límite elástico. - Alargamiento de rotura. 2.- Ensayo de doblado de una probeta de acero, según Norma UNE-36.088. 3.- Ensayo de doblado-desdoblado de una probeta de acero, según Norma UNE-36088 4.- Determinación de características geométricas, según Norma UNE-36088 SOLDADURAS Práctica recomendada para el examen de las uniones soldadas mediante la utilización de líquidos penetrantes, según UNE 14612, incluido informe. La calidad de las soldaduras se fijará de acuerdo con los cuatro grupos siguientes: - Soldadura perfecta. Es la soldadura homogénea o soldadura con algunas inclusiones gaseosas muy pequeñas. -

Soldadura buena. Es la soldadura con débiles desviaciones de lagaseosas, homogeneidad, bajo de la forma de uno o varios de los defectos siguientes, inclusiones inclusiones escoria, mordedura de bordes. - Soldadura regular. Es la soldadura con pequeñas desviaciones de la homogeneidad, bajo la forma de uno o varios de los defectos siguientes, inclusiones gaseosas, inclusiones de escoria, mordedura de bordes, falta de penetración. - Soldadura mala. Es la soldadura con marcadas desviaciones de la homogeneidad, bajo la forma de uno o varios de los defectos siguientes, inclusiones gaseosas, inclusiones de escoria, mordedura de bordes, falta de penetración, falta de fusión.


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2.8.-DOCUMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CALIDADIRS La documentación de un sistema de calidad es un aspecto muy importante de este. Tendremos los siguientes tipos de documentación, de uso obligado en cualquier sistema de calidad: Manual de Calidad .

El documento maestro del sistema de calidad de la Empresa. Es donde se establecerá el procedimiento de calidad. Tiene una gran importancia para la Empresa ya que es de carácter público, reflejando una imagen fiel de la empresa, y será un instrumento de venta y captación de cliente de mucha importancia. Se actualizará periódicamente. Procedimientos Técnicos .

carácter público.

Documentos que detallan el proceso de calidad. No es de

Instrucciones de Trabajo.

Este tipo de documento entra hasta el mínimo detalle acerca de cómo es el proceso realizado.

Registros de documentos.

Registrar y archivar todos los documentos existentes.


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2.9.-COMPROMISOIRS Toda Empresa, en la necesidad de la creación de un Plan de Calidad se comprometerá a: - Aceptar formalmente el plan de calidad elaborado. - Revisar el desarrollo de la implantación del sistema. - Designar un responsable de calidad - Controlar mensualmente los objetivos y evolución del sistema de calidad. - Análisis global de los resultados. Para continuar con la función de calidad de la Empresa se hace necesario realizar la Declaración de Principios que será asumida y practicada por todas y cada una de las personas que componen la plantilla de la sociedad. DECLARACIÓN DE PRINCIPIOS . La Política a desarrollar, es la de suministrar a sus clientes, los servicios que satisfagan plenamente sus necesidades al menor coste posible. La Dirección Gerencial, se considera como directamente responsable de la Gestión de la Calidad por tanto de la definición, cumplimiento y revisión de esta Política. El primer objetivo de la Dirección Gerencial es proveer los medios y planificación estratégica, necesarios para establecer y mantener un Sistema de Calidad Total que permita: 1- Asegurar la conformidad de todos los servicios. 2- Implicar a todas y cada una de las funciones y personas en la Calidad como primera prioridad. 3- Crear un Proceso Continuo de Mejoras. El Manual de Calidad y los sistemas de trabajo y procedimientos describen la estructura y funcionamiento del sistema de aseguramiento de la calidad. La Dirección Gerencial encomienda a todas y cada una de las personas que componen la plantilla el utilizar e integrar en sus métodos habituales de trabajo los sistemas y procedimientos antes mencionados, así como fomentar la revisión y/o creación de otros nuevos que permitan cumplir los objetivos de Calidad indicados. La Dirección Gerencial delega en los Técnicos responsables la tarea de: 1- Vigilar el cumplimiento y la revisión periódica de este programa, haciendo que la calidad diseñada sea la calidad realizada. 2- Fomentar el esfuerzo de todo el personal hacia una constante mejora de los servicios y procesos. 3- Buscar la satisfacción del cliente como objetivo principal. Para todo ello los Técnicos responsables están dotados de la autoridad e independencia necesarias.


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2.10.-ANEXOSIRS NORMAS DE CONSULTA RELATIVAS A SISTEMAS DE CALIDAD. • UNE-EN-ISO 9000-1:1994 – Normas para la gestión de la calidad y el aseguramiento de la

calidad. Parte 1: Directrices para su selección y uso. • UNE-EN-ISO 9000-2:1993 – Normas para la gestión de la calidad y el aseguramiento de la calidad. Parte 2: Reglas generales para la aplicación de ISO 9001, ISO 9002 E ISO 9003. • UNE-EN-ISO 9000-3:1991 – Normas para la gestión de la calidad y el aseguramiento de la calidad. Parte 3: Guía para la aplicación de ISO 9001 al desarrollo, suministro y mantenimiento del soporte lógico. • UNE-EN-ISO 9001:1994 – Sistemas de la calidad. Modelo para el aseguramiento de la calidad en la producción, el desarrollo, la instalación el servicio posventa. de la • UNE-EN-ISO 9002:1994el–diseño, Sistemas de la calidad. Modelo ypara el aseguramiento calidad en la producción, la instalación y el servicio posventa.

• UNE-EN-ISO 9003:1994 – Sistemas de la calidad. Modelo para el aseguramiento de la • • • • • •

calidad en la inspección y los ensayos finales. UNE-EN-ISO 10011-1:1990 – Reglas generales para la auditoría de los sistemas de la calidad. Parte 1: Auditorías. UNE-EN-ISO 10011-2:1991 – Reglas generales para la auditoría de los sistemas de la calidad. Parte 2: Criterios de cualificación de los auditores de los sistemas de la calidad. UNE-EN-ISO 10011-3:1991 – Reglas generales para la auditoría de los sistemas de la calidad. Parte 3: Gestión de los programas de auditoría. UNE-EN-ISO 10012-1:1992 – Requisitos de aseguramiento de la calidad de los equipos de medida. Parte 1: Sistema de confirmación metrológica de los equipos de medida. UNE-EN-ISO 10013 – Guía para desarrollar los manuales de calidad. UNE-EN-ISO/TR 13425 – Guía para la selección de métodos estadísticos en normalización y especificación.


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ANEJO III: PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD 3.1.-MEMORIA El presente Plan de Seguridad y Salud establece las previsiones respecto a prevención de riesgo de accidentes y enfermedades profesionales, así como los derivados de los trabajos de reparación, conservación entretenimiento y mantenimiento, y las instalaciones preceptivas sanitarias y de bienestar de los trabajadores. Servirá para dar unas directrices básicas para llevar a cabo las obligaciones necesarias en el campo de la prevención de riesgos profesionales, facilitando su desarrollo, bajo el control de la Dirección de Obra, de acuerdo con el Real Decreto 1627/1.997, de 24 de Octubre. El presente Plan de Seguridad y Salud tiene por objeto analizar, estudiar, desarrollar y cumplimentar las previsiones contenidas en el mismo para definir los riesgos que en su día puedan presentarse en la ejecución del montaje del arriostramiento. Se pretende definir los procedimientos concretos para conseguir que la fase de ejecución se desarrolle sin accidentes y enfermedades profesionales. Con este Plan de Seguridad y Salud se pretende evitar también los riesgos derivados a personas ajenas a la obra, analizando las medidas preventivas que se puedan aplicar. Además se pretende evitar los posibles accidentes blancos o sin lesiones ni daños, que por su trascendencia, pueden crear incomodidad e inseguridad en los trabajadores, por las situaciones de parada que se originan. Se van a definir las actuaciones a seguir en caso de que fracase la acción preventiva y se produzca algún accidente, de tal forma, que la asistencia al accidentado y su evacuación sean las adecuadas y en el menor tiempo posible. Para ello, y tomando como referencia la Ley 31/1995 de 8 de Noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales, y/o su reforma de Marco Normativo según Ley 54/2003 de 12 de Diciembre de los Reales Decretos de Seguridad y Salud en obras de Construcción RD 1627/97, provee y mantiene a todos sus empleados en un entorno seguro y sin riesgo para su salud en la medida de lo razonablemente posible.


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3.2.-POLITICA SEGURIDAD Y SALUD En general, la política de seguridad se aplica: • Concienciando al 100% al personal propio. • Imponiendo formación y control para el personal. • Planificando el trabajo de forma segura. • Aplicando la normativa vigente. • Imponiendo los métodos que hagan posible la mejora continua de la calidad con el objetivo de “CERO ACCIDENTES y CERO INCIDENTES” Además, la política de Seguridad y Salud plantea los siguientes compromisos: • Estará coordinada y armonizada con la Calidad. • Compromete a la organización en el cumplimiento de todos los requisitos legales. • Compromete a la empresa a planificar, actuar, comprobar y corregir las acciones propuestas

en materia de prevención de riesgos laborales.

• Velará por su adecuada implantación y considerará como herramienta fundamental, la

creación de una cultura de prevención.

Durante la fase de ejecución se designará al Coordinador en materia de Seguridad y Salud, desarrollando fundamentalmente las siguientes funciones: • Coordinar seguridad. con el personal en obra la aplicación de los principios generales de prevención y • Tomar las decisiones técnicas y de organización con el fin de planificar los distintos

trabajos o fases de trajo que vayan a desarrollarse simultáneamente o de manera sucesiva. • Estimar la duración requerida para la ejecución de estos distintos trabajos o fases de trabajo dentro del montaje del arriostramiento. • Coordinar que las actividades se apliquen de manera coherente y responsable. • Coordinar las acciones y funciones de control en a aplicación correcta de los métodos de trabajo. • Adoptar las medias necesarias para que sólo puedan acceder las personas autorizadas a la zona de trabajo. En resumen, la vigilancia de los principios de la acción preventiva se aplicará en las siguientes tareas o actividades: • Mantenimiento del área de trabajo en buen estado y limpieza. • La elección del emplazamiento de los puestos y áreas de trabajo, teniendo en cuenta sus

condiciones de acceso y la determinación de las vías o zonas de desplazamiento o circulación. • La manipulación de los distintos materiales y ubicación de los medios auxiliares. • El mantenimiento, el control previo de la puesta en servicio y el control periódico de las instalaciones y dispositivos necesarios montaje ydel arriostramiento, con objeto de corregir los defectos que pudieran afectarpara a laelseguridad salud de los trabajadores.


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• La delimitación y el acondicionamiento de las zonas de almacenamiento y depósito de los

distintos materiales.

recogida de los materiales peligrosos utilizados.de residuos y escombros. •• La El almacenamiento y la eliminación o evacuación • La adaptación del periodo de tiempo efectivo que habrá de dedicarse a los distintos trabajos o fases de trabajo.

• Las interacciones e incompatibilidades con cualquier otro tipo de trabajo o actividad que se

realice en la obra o cerca del lugar de la obra.


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3.3.-INSTALACIONES PROVISIONALES En este apartado contemplamos las instalaciones físicas de quetrabajos, van a yser necesarias desarrollo de las actividades, unas como sistemas y apoyos otras necesariaspara por el avance social y de salud. Las instalaciones a las que nos referimos son: • • • • • •

Vallado. Acceso y circulaciones. Instalación provisional eléctrica. Prevención de incendios. Señalización. Aseos vestuarios, comedores y botiquines.

Vallado. Se utilizarán dos tipos de vallados que deben quedar claramente definidos: -Vallado de cerramiento. Este tipo será utilizado para el cerramiento del área donde se van a realizar los trabajos. Se solar. deberá tener en consideración que el vallado podrá realizarse adaptándose a las dimensiones de La protección de todo el recinto de la obra se realizará mediante vallas autónomas de limitación y protección. Las condiciones del vallado serán las siguientes: 1.- La altura de dicha protección perimetral de la obra, tendrá 2 metros de altura como mínimo. 2.- Se establecerán accesos cómodos y seguros, tanto para personas como vehículos y maquinaria, posible, se separaran accesos, disponiéndose unopersonal. para vehículos y maquinaria desi4 es metros de anchura y puerta los independiente para el acceso del Si no es posible lo anterior, se separarán por medio de barandillas la calzada de circulación de vehículos y la del personal, señalizándose debidamente. 3.- La valla se realizará a base de pies de hormigón y mallazo metálico electrosoldado. 4.- Este deberá mantenerse hasta la conclusión de la obra o sustitución por el vallado definitivo. -Vallado de señalización. La valla de señalización se dispondrá de forma vertical e informará, por medio de los colores vivos, que no se debe traspasar su ubicación. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Su longitud será de 2,5 metros y una altura de 1 metro. Se disponen sin sujeción y por esta circunstancia no puede sustituir a las barandillas en huecos de riesgos de caídas. Cuando exista un riesgo de caída a distinto nivel y se dispongan de estas vallas, se deberán situar de forma que cierren el paso no dejando huecos y a distancia mínima del hueco de 1,50 metros. Accesos y circulaciones. Se prevé el recorrido de caminos desde la entrada hasta la zona de trabajo y a la zona en donde estará en su momento los talleres y acopios de materiales. Para los accesos de vehículos se prevén rampas con las siguientes características: 1.- Ancho mínimo 4,50 metros en tramos rectos y sobreancho en curvas. 2.- Pendientes en tramos rectos no superiores al 12%. 3.- Pendientes en curva no superiores al 8%. Así mismo, se señalizarán adecuadamente los laterales de la rampa, estableciéndose límites seguros para evitar vuelcos o desplazamientos de camiones y maquinaria. El acceso del personal, debe de situarse de forma separada al de vehículos, y si es a la excavación por medio de escalera peldañeada y con barandilla, debiéndose situarse en zona próxima a la puerta de entrada al solar y locales de aseos y vestuarios. Si por alguna circunstancia tuviese que utilizarse las rampas para los operarios, debe tenerse en cuenta: 1.- No pasar cuando lo haga algún vehículo. 2.- Disponer traviesas o escalones en su recorrido. 3.- Colocar barandillas junto al terraplén. Las zonas de paso se señalizarán y se mantendrán lisas y sin obstáculos. En las señalizaciones de los itinerarios a seguir por los operarios para su circulación por la zona de trabajo, almacenaje o dependencias, puede utilizarse cinta plástica o malla plástica, estudiándose además la colocación de las señales que informarán con antelación suficiente de los riesgos y obligaciones pertinentes. En situaciones en las que se vean afectados las vías de comunicación y tránsito de vehículos, las señales se ajustarán a la normativa del Código de Circulación.


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Instalación provisional eléctrica: Una vez concedido, por parte de lasecompañía el esta fluido eléctrico, de la acometida para la instalación provisional de obra, procederádistribuidora al montaje de instalación, acuerdo con la norma específica de aquella. De no existir suministro eléctrico, se alojará un grupo electrógeno en la obra, con conexión a tierra. Todos los conductos empleados en la instalación estarán aislados para una tensión de 1.000 V., al exterior y de 440 V., en instalaciones interiores. Los tendidos eléctricos se enterrarán a su paso por zonas de tránsito de maquinaria y vehículos, y en el resto de las zonas se llevará aéreo en la medida de lo posible. 1. – Descripción de los componentes 1.- Cuadros eléctricos. Serán metálicos de tipo para la intemperie, con puerta y cerradura de seguridad (con llave), según norma UNE-20324. Los cuadros eléctricos poseerán tomas de corriente para conexiones normalizadas blindadas par intemperie, con número determinado, según cálculo realizado. 2.- Interruptores. Se ajustarán expresamente a los especificados en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Los interruptores se instalarán en el interior de cajas normalizadas, provistas de puerta de entrada con cerradura de seguridad. 3.- Protección de circuitos. La instalación poseerá todos aquellos interruptores automáticos que el cálculo defina como necesarios; no obstante, se calculará siempre aminorando con el fin de que actúen dentro del margen de seguridad, es decir, antes de que el conductor al que protegen, llegue a la carga máxima admisible. Los interruptores automáticos se instalarán en todas las líneas de toma de corriente de los cuadros de distribución y de alimentación a todas las maquinas, aparatos y maquina-herramientas de funcionamiento eléctrico. Los circuitos generales estarán también protegidos por interruptores. La instalación de alumbrado general para las instalaciones provisionales de obra y de primeros auxilios y demás casetas, estará protegida por interruptores automáticos magnetotérmicos. Toda la maquinaria eléctrica estará protegida por un disyuntor diferencial. 4.- Cables. El calibre o sección del cableado será siempre el adecuado para la carga eléctrica que ha de soportar en función del cálculo realizado para la maquinaria e iluminación prevista. La distribución general desde el cuadro general de obra a los cuadros secundarios (o de planta), se efectuarán mediante manguera eléctrica antihumedad. Los empalmes provisionales entre mangueras, se ejecutarán mediante conexiones normalizadas estancos antihumedad. Los empalmes definitivos se ejecutarán utilizando cajas de empalmes normalizados estancos de seguridad. Las mangueras de alargadera provisionales, se empalmarán mediante conexiones normalizadas estancos antihumedad o funda aislantes termorretráctiles. 5.- Tomas de energía. Las tomas de corriente de los cuadros, se efectuarán de los cuadros de distribución, mediante clavijas normalizadas blindadas (protegidas contra contactos directos), y siempre que sea posible con enclavamiento. Se hará extensiva esta norma a las tomas del cuadro Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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general y cuadro de distribución. Cada toma de corriente suministrará energía eléctrica a un sólo aparato, maquina o máquina-herramienta. La tensión siempre estará en la clavija “hembra”, nunca en el “macho”, para evitar los contactos eléctricos directos. 6.- Tomas de tierra. El transformador de la obra será dotado de una toma de tierra ajustada a los Reglamentos vigentes y a las normas propias de la compañía eléctrica suministradora de la zona. La parte metálica de todo equipo eléctrico y el neutro de la instalación dispondrá de toma de tierra. La toma de tierra se efectuará a través de la pica o placa de cada cuadro general. 2. - Riesgos más frecuentes - Electrocución por contactos directos o indirectos. - Incendios producidos por el calentamiento excesivo de los conductores o por fallo de algún - - -

aparato. Quemaduras por fogonazos, producidos por cortacircuitos. Caídas, como reacción a una sacudida eléctrica. Heridas producidas por herramientas.

3. - Equipo individual de protección - Guantes eléctricos. - Herramientas aisladas.

- -

Casco de seguridad homologado. Calzado dieléctrico. Banqueta o alfombra aislante.

4. - Medios auxiliares - Instrumentos portátiles de comprobación y medida. - Fundas aislantes para conductores. - Señalización. 5. - Revisiones - Se comprobará periódicamente el buen funcionamiento de los disyuntores diferenciales. - Se verificarán periódicamente las tomas de tierra. - Se inspeccionará periódicamente el estado del aislamiento de los conductores. - Se revisarán regularmente los contactores. Prevención de incendios Se instalarán extintores en todas las dependencias y de acuerdo con el posible fuego a sofocar. Todo el personal será instruido en el manejo de los mismos. Los extintores estarán perfectamente señalizados y libres de obstáculos. Serán revisados periódicamente. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Los medios de extinción a utilizar serán los siguientes:

Extintores de dióxido de carbono de 12 Kg. en el acopio de líquidos inflamables y cuadros •eléctricos. • Extintores de polvo seco de 6 kg. en las casetas de obra. • Extintores de polvo seco antibrasa de 6 kg. en almacenes de herramientas. Asimismo se considera que deben tenerse en cuenta otros medios de extinción, tales como el agua, la arena, herramientas de uso común (palas rastrillos, picos, etc.). Señalización. Desde el primer día de los inicios de los trabajos se tendrá en consideración las siguientes cuestiones: 1.- Poner la señal adecuada, en el sitio adecuado. 2.- Cumplir lo en ellas reflejadas. 3.- Cuidarlas y mantenerlas en condiciones limpias. De forma genérica, deberá atenderse a la siguiente señalización, si bien se utilizará la adecuada en función de las situaciones no previstas que surjan. En la/s entrada/s del personal de la obra, se instalarán las siguientes señales: 1.- Prohibido aparcar en la zona de entrada de vehículos. 2.- Prohibido el paso a peatones por el paso de vehículos. 3.- Obligatoriedad de uso del casco en el recinto de la obra. 4.- Prohibida la entrada a toda persona ajena a la obra. 5.- Cartel de obra. 6.- Al comienzo de la rampa señal de subida con pendiente. 7.- A la salida de la rampa la señal de stop. 8.- Al comienzo de la rampa señales de limitación de velocidad a 20 km./h. 9.- Entrada prohibida de peatones en la rampa acceso de vehículos. En los cuadros eléctricos generales y auxiliares de obra, se instalarán las correspondientes señales de riesgo eléctrico. En las zonas en donde existan peligro de caídas en altura se utilizarán las señales de peligro de caídas a distinto nivel y utilización obligatoria de cinturón de seguridad.


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Deberá utilizarse cinta balizadora o malla plástica para advertir de la señal de peligro en aquellas zonas donde exista riesgo de caídas (zanjas, pozos, forjados, etc.) hasta instalar la protección definitiva perimetral y colocarse la señal de riesgo de caídas a distinto nivel. En las zonas en donde exista peligro de incendio por el almacenamiento de material combustible, se instalará la señal de prohibido fumar. En la zona de ubicación del botiquín de primeros auxilios, se instalará la señal correspondiente para ser localizado visualmente. En las zonas en donde se coloquen extintores se pondrá las correspondientes señales para facilitar su localización.

Figura 3.3.1. Señales obligación.

Aseos, vestuarios, comedor y botiquín. Las instalaciones de higiene y bienestar (aseo, vestuario, comedor, botiquín) del personal de la obra se realizarán y dimensionarán con arreglo a lo que se indica a éste respecto. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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Se considera el número máximo de trabajadores de todos los oficios que puedan coincidir en alguna fase de la obra, tomando éste número como base para el cálculo de las características de éstas instalaciones. Dotaciones de cada instalación: 1. - Comedores: - Se dotará cuando más de 10 trabajadores tomen comida en la obra. - Superficie aconsejable 1,20 m2 por persona. - Ventilación suficiente en verano y calefacción efectiva en invierno. - Limpieza diaria realizada por persona fija. - Bancos corridos y mesas suficientes, fáciles de limpiar. - Dotación de agua: un grifo y fregadero por cada 10 usuarios de comedor de no existir en otra instalación. - Recipiente hermético de 60 l. de capacidad y escoba con recogedor para facilitar el acopio y retirada de los desperdicios. 2. - Vestuarios: - Superficie aconsejable 1,25 m2 por persona. - Limpieza diaria realizada por persona fija. - Ventilación suficiente en verano y calefacción efectiva en invierno. - Útiles de limpieza. - Suelo liso y aislado térmicamente. - Una taquilla guardarropa dotada de cierre individual y doble compartimiento (separación del vestuario de trabajo y el de calle), y dos percheros por cada trabajador. - Bancos corridos o sillas. 3. - Aseos: - Estará situado en lugar aislado de los comedores y vestuarios. - Limpieza diaria realizada por persona fija. - Ventilación continúa. - Inodoro con descarga automática o placa turca por cada 25 trabajadores. - Espacio mínimo por cabina de evacuación sería de 1m x 1,20 m. de superficie y 2,30 m de altura, con puertas de ventilación inferior y superior provistas de cierre inferior y de una percha y papel higiénico. - Se dispondrá de productos para garantizar la higiene y limpieza, manteniéndose así los inodoros en las debidas condiciones de desinfección, desodorización y supresión de emanaciones. - Una ducha por cada 10 trabajadores o fracción. - Pileta corrida para aseo personal: un grifo por cada 10 operarios. - Jaboneras, portarrollos, toalleros, según el número de duchas y grifos. - Un espejo de 40x50 cm., mínimo por cada 25 trabajadores o fracción. -- Rollos de papel - toalla o secadores Instalación de agua caliente y fría automáticos.


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4. - Botiquín: Se instalará 1 botiquín portátil la caseta Se revisará mensualmente y se45-5 repondrá inmediatamente lo usado, queentendrá tododeelvestuarios, material que se indica en el artículo de la Orden General de Seguridad e Higiene en el Trabajo y que es el siguiente: - Agua oxigenada. - Alcohol de 96 grados. - Tintura de yodo. - Mercurocromo. - Amoniaco. - Gasa estéril. - Algodón hidrófilo. -- Vendas. Esparadrapo. - Antiespasmódicos. - Analgésico y tónicos cardíacos de urgencia. - Torniquete. - Bolsa de goma para hielo o agua. - Guantes esterilizados. - Jeringuillas y agujas desechables. - Termómetro clínico.


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3.4-PROTECCIONES Y RIESGOS. NORMAS DE SEGURIDAD 3.4.1-TRABAJOS DE SOLDADURA ELÉCTRICA 1. - Normas de actuación - El soldador deberá estar situado sobre apoyo seguro y adecuado que evite su caída en caso de pérdida del equilibrio por cualquier causa. De no ser posible estará sujeto a cinturón de seguridad. - En los lugares de trabajo donde existan exposiciones intensas de radiaciones, se instalarán tan cerca de la fuente de origen como sea posible pantallas absorbentes, cortinas de agua y otros dispositivos apropiados para neutralizar o disminuir el riesgo. - Zonas de trabajo limpias y ordenadas. - Si existiese peligro caídadedecaída objetos o material a nivel fuese inferior, éstela se acotará para impedir el paso. Si eldepeligro de objetos y materiales sobre zona de trabajo, ésta se protegerá adecuadamente. - No se deberán arrojar las puntas de los electrodos desde altura, por lo que el soldador llevará una bolsa para recogerlas. - Será preceptivo el empleo de mascarilla o careta con el filtro químico correspondiente en trabajos de soldadura o corte sobre material galvanizado. - Los bornes de conexión estarán cuidadosamente aislados. - Los cables de conducción de corriente estarán debidamente aislados y se tenderán de forma que en una rotura accidental, por caída de alguna pieza, no produzca contacto con los elementos metálicos que se estén montando y sobre los cuales están trabajando otros operarios. - Los cables estarán en buen uso, evitándose los empalmes, que en caso obligado, se aislarán con cinta antihumedad. - Los grupos se hallarán adecuadamente aislados y protegidos contra lluvia. - Los interruptores eléctricos serán cerrados y protegidos contra la intemperie. - Los cables del circuito de soldadura deberán de mantenerse secos y limpios. - Las masas de cada aparato de soldadura estarán expuestas a tierra, así como uno de los conductores del circuito de utilización para la soldadura. Será admisible la conexión de uno de los polos del circuito de soldeo a éstas masas cuando por su puesta tierra, no se provoquen corrientes vagabundas de intensidad peligrosa, en caso contrario, el circuito de soldeo estará puesto a tierra en el lugar de trabajo. - Si para regular la corriente de soldar se emplean reguladores a distancia, éstos deben de conectarse a la toma de tierra de la máquina de soldar. - Antes de conectar una máquina eléctrica a una toma de corriente, se comprobará que la tensión es la que corresponde a la máquina y su conexión. Si no tiene indicación de voltaje, éste debe ser averiguado con un voltímetro y nunca con una lámpara. - En el caso de avería en el grupo deberán solicitarse los servicios de un electricista. - Se evitará el poner en contacto la pinza de soldadura con ropas mojadas o sudorosas. - No se conectará más de una pinza a los grupos de soldadura individuales. - No se harán trabajos de soldadura eléctrica a cielo abierto mientras llueva o nieve, ni en caso de tormentas, ó intensa fuerza del viento.

- En deintervalos altura, mientras se no estéessoldando, deberá estar desconectado el grupo, y enloslosmontajes pequeños en quenoesto posible, el portaelectrodos se guardará en la funda de cuero que forme parte del equipo de soldador.


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- Cuando el soldador abandone el tajo de soldadura, deberá desconectar previamente el grupo, independientemente del tiempo que dure la ausencia.

- de Paradesconectador cambiar los polos en el aparato de soldadura, se desconectará éste a no ser que disponga de polos. - Las labores de soldadura, se realizarán siempre por dos trabajadores, encargándose uno de ellos de sofocar posibles fuegos mediante la dotación de un extintor. 2. - Riesgos más frecuentes - Afecciones oculares. - Cuerpos extraños en los ojos. - Caídas de objetos. - Quemaduras. -- Radiaciones. Electrizaciones. - Electrocuciones. - Caídas a distinto nivel. - Incendios. - Explosiones. 3. - Medios de protección personal - Casco. - Pantalla para soldador. - Gafas contra proyecciones. - Manoplas. - Manguitos. - Polainas. - Mandil de cuero. - Botas de seguridad. - Cinturón de seguridad. 4. - Medios auxiliares - Señalización. - Extintores. - Pantallas absorbentes. - Cortinas de agua. - Silla o jaula de soldador. 5. - Revisiones - Cables. - Pinzas. - Tensión de soldadura. -- Conexiones. Clavijas.


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3.4.2-TRABAJOS DE SOLDADURA POR GASES 1. - Normas de actuación - Zonas de trabajo limpias y ordenadas. - Si existe peligro de caída de objetos o materiales sobre la zona de trabajo, ésta se protegerá adecuadamente. - No se encenderá la boquilla del soplete más que con chispa. - No se comprobará el soplete sobre la mano o parte alguna del cuerpo. - La pérdida parcial de visión ocasionada por el empleo de gafas o pantallas absorbentes, será compensada con un aumento paralelo de la iluminación general y local. - Será preceptivo el empleo de mascarilla o careta con el filtro químico correspondiente en trabajos de soldadura o corte sobre material galvanizado. - No habrádetrapos, papeles, maderas, materiales combustibles a excepción del piso de madera los andamios, a menos ni deotros dos metros de la llama del soplete. Cuando existan substancias inflamables o explosivas, esta distancia mínima será de 8 m. - Se pondrá especial cuidado en que la ropa no tenga manchas de grasa o aceite, así como gasolina. - Cuando momentáneamente haya que dejar el soplete encendido, se elegirá adecuadamente el lugar de apoyo de forma que la llama no pueda ocasionar accidentes ni daños. - Siempre que el operador abandone el equipo de gas por el tiempo que fuere, deberá previamente, cerrar las botellas. - Cuando se desplacen botellas de gas mediante un aparato eléctrico se deberá de emplear una red adecuada u otro dispositivo análogo, no empleándose nunca eslingas, ganchos o electroimanes. - Las botellas se usarán preferentemente en posición vertical y la inclinación máxima debe ser tal que el extremo superior quede como mínimo 40 cm. a mayor altura que el inferior. - Las llaves de paso deberán ser abiertas con precaución y una vez vacías las botellas, deberán de cerrarse. - Las mangueras de soldar tendrán una longitud mínima de 6 m. y la distancia en el punto de trabajo y las botellas será de tres metros como mínimo. - Las botellas de oxígeno deberán purgarse antes de colocar el monoreductor. - En caso de calentamiento interno de una botella de acetileno, se enfriará con agua. Se la aislará y observará durante veinticuatro horas en previsión de un nuevo calentamiento. - Durante los trabajos de soldadura oxiacetilenica se deberá de mantener la presión de oxígeno lo bastante elevada para impedir el reflujo del acetileno de oxígeno. - No se deberá utilizar acetileno a más de una atmósfera de presión. - En caso de retorno de la llama, está prohibido doblar las mangueras. - Se recomienda el empleo de válvulas antiretroceso. - Las modificaciones o reparaciones en los equipos de gas solamente se realizarán por personal autorizado expresamente para ello. - En las botellas de acetileno, abrir la válvula con la llave especial, que se quedará para en caso de urgencia, poderla cerrar rápidamente. - Las labores de soldadura, se realizarán siempre por dos trabajadores, encargándose uno de ellos de sofocar posibles fuegos mediante la dotación de un extintor.

- siguientes El almacenamiento requisitos:de botellas que contengan gases licuados a presión, se ajustará a los


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a) Su número se limitará a las necesidades y previsiones de consumo. b) La comprobación de posibles fugas se hará con agua jabonosa, nunca con llama. Si se abierto, constatará hay una fuga, la botella advirtiéndole se pondrá fuera de servicio y en lugar paraque su devolución al proveedor, la anomalía. c) Se colocará en forma conveniente para asegurarla contra caídas y choques, siempre en posición vertical. d) Las botellas de oxígeno y acetileno estarán separadas. e) No existirán en las proximidades sustancias inflamables o fuentes de calor. f) Quedarán protegidas convenientemente de los rayos del sol y de la humedad interna y continua. g) Los locales de almacenamiento serán de paredes resistentes al fuego y cumplirán las prescripciones dictadas para sustancias inflamables o explosivas. h) Estos locales se señalizarán de acuerdo con el código de señales. i) El de botellas harán endelcarros o dispositivos específicos para tal fin. j) Lastraslado bombonas estarán se provistas correspondiente capuchón roscado. k) El local de almacenamiento estará dotado de extintores de incendios. l) El camino hacia las botellas debe estar despejado para que en caso de necesidad, se puede llegar con urgencia a las válvulas. m) Está prohibido fumar cerca de las botellas almacenadas, debiéndose colocar las oportunas señales. n) Se marcan visiblemente las botellas vacías, para diferenciarlas. 2. - Riesgos más frecuentes - Cuerpos extraños en los ojos. - Afecciones oculares. - Caídas de objetos. - Quemaduras. - Radiaciones. - Incendios. - Explosiones. 3. - Medios de protección personal - Casco. - Gafas o pantalla de soldador. - Gafas contra proyecciones. - Manoplas. - Guantes. - Manguitos. - Polainas. - Mandil de cuero. - Botas de seguridad. 4. - Medios auxiliares - Carros de transporte. - Extintores. - Válvulas antiretroceso. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- Si se produce una inflamación en las botellas de acetileno, se procederá como sigue: a) Cerrar la llave. b) Apagado el fuego, abrir lentamente la llave. c) En caso de nueva inflamación, abrir totalmente la llave y apagar con chorro fuerte de agua, arena o extintor de incendios. Si no se pudiera cerrar la llave o apagar la llama, el riesgo de explosión es muy grande y deberá procurarse refrigerar con agua desde un lugar protegido y dar la alarma. - Si el manoreductor está helado, no calentarlo nunca con la llama. Se hará con trapos mojados en agua caliente. - Las botellas de acetileno se mantendrán en posición vertical al menos doce horas antes de utilizar su contenido. - No se apoyarán las mangueras sobre hombros ni se sujetarán con las piernas. - Los grifos y manómetros estarán siempre limpios de grasa o aceite. - Las operaciones de la puesta en servicio de las botellas deberán realizarse de la forma siguiente: a) Atornillar el manoreductor sin hacer apoyo en los manómetros, sino en la válvula y tornillo regulador. b) Aflojar suavemente hasta el tope el tornillo regulador del manoreductor. c) Abrir nuevamente la llave de la botella. - Señales. - Extractores de aire. 5. - Revisiones - Ropa de trabajo (manchas de grasa, aceite o gasolina) - Grifos y manómetros. - Mangueras y conexiones. - Sopletes. - Manoreductores. - Presión de soldadura. - Extintores de incendio. - Señales.


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3.4.3-RESTO DE TRABAJOS 1. – Taladro perforador - No se utilizará nunca a través de hueco ya agujereado, ni en fábricas de ladrillos huecos. - No utilizarla en superficies de fundición, acero, etc. - No utilizarlas en locales con riesgo de explosión. - Si se procede al desmontaje, se comprobará que está descargada. 2. - Uniones roscadas - La pieza estará fijada firmemente al banco. - La llave será de tamaño adecuado. - Los brazos las manos estarán separados realizar una yrosca larga, con terraja normal. de las roscas afiladas que produce el cojinete, al 3. - Pinturas - La mayoría de los disolventes y diluyentes utilizados en las pinturas son volátiles e inflamables. - Los equipos e instalación eléctrica que se empleen en la aplicación del sistema de pintura deberán tener conexión a tierra, de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico de Bajo Tensión. - En espacios cerrados se dispondrá de un sistema de ventilación de circulación de aire durante y después de la aplicación de las pinturas hasta que la capa quede suficientemente seca. - Los ventiladores destinados a expulsar los vapores y gases tóxicos o inflamables no deberán provocar chispas debiendo ser su dispositivo de accionamiento antideflagante. - El personal que efectúe la aplicación de la pintura deberá llevar la protección respiratoria, ocular y cutánea acorde con la concentración de contaminación de que se trate. - Jamás se usarán disolventes sobre la piel para quitarse la pintura. - No se mezclarán los componentes de la pintura en el interior de espacios cerrados; en el exterior de los mismos se tomarán las debidas precauciones con el fin de no producir contaminaciones en el suelo. - La limpieza de todo utillaje empleando deberá organizarse con rigor para eliminar todo resto de pintura antes de que se endurezca. Los trapos y otros materiales usados en la limpieza, así como los remanentes de disolvente empleados deberán ser depositados en lugar seguro sin producir contaminación. 4. - En general - Se iluminarán correctamente las zonas de trabajo. - Se revisará y se pondrá a punto periódicamente la maquinaria que se usa. - Se organizarán adecuadamente los trabajos para que no se estorben entre sí. - Los materiales inflamables estarán correctamente almacenados y en lugares señalizados. - La limpieza las zonas trabajo, es provocar importante, al trabajarse con sopletes no deben existir trapos,depapeles, etc.,deque puedan un pues incendio. - Los sopletes no se dejarán encendidos en el suelo, ni colgados de las botellas.


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- Si para realizar el montaje de la instalación, es necesario realizar trabajos en altura, se adoptarán las medidas adecuadas de seguridad. Lascable herramientas eléctricas portátiles dispondrán de odoble aislamiento de seguridad. - El del taladro no deberá mancharse con aceite grasa. - Los cables de trabajo para zonas húmedas estarán en buen estado y serán antihumedad. - Se utilizará calzado adecuado. - No se transportarán los taladros sujetándolos por el cable. - Los comprobadores de tensión se revisarán periódicamente. - Si se originase un incendio en una instalación en tensión se procederá a: desconexión de las

fuentes de tensión, no se usarán extintores de agua y se utilizarán guantes adecuados.


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3.5.-MEDIDAS DE PROTECCIÓN Y MEDIOS AUXILIARES A continuación se indican entre otros, las protecciones colectivas, personales y medios auxiliares a utilizar. 1. - Protecciones colectivas - Valla de cerramiento con sus puertas de acceso. - Barandillas de protección de huecos. - Barandillas en protección de banqueos. - Señales indicadoras. - Banderolas para señalización de zonas de trabajo. - Escaleras de acceso. -- Botiquín de primeros auxilios. Zonas limpias y ordenadas que evitarán múltiples riesgos como caídas, golpes contra objetos inmóviles. - Diariamente se comprobarán los andamios que se utilicen en los trabajos. - Las zonas de trabajo se iluminarán correctamente. - Las protecciones y aislamiento de los conductores se comprobarán periódicamente 2. - Protecciones personales - Casco de seguridad homologado. - Mono de trabajo ajustado al cuerpo. - Cinturones de seguridad homologado en función de la actividad y cuando haya riesgo de caída. - Señalización adecuada en lugares de peligro. - Lámparas portátiles. - Vainas o caperuzas aislantes. - Herramientas con mango aislante. - Transformadores de seguridad. - Traje de agua completo. - Botas de agua de goma. - Botas con puntera reforzada. - Botas con suela antideslizante. - Plantillas de protección contra riesgos de perforación. - Guantes de cuero o lona. - Guantes aislantes eléctricos. - Guantes de goma reforzados. - Orejeras como protector auditivo. - Mascarilla buco-nasal autofiltrantes. - Mandiles de lona. - Gafas de seguridad contra impactos. 3. - Medios auxiliares Entre otros se consideran los siguientes: - Plataformas de trabajo. Cálculo estructural de un arriostramiento metálico de un muro pantalla http://slide pdf.c om/re a de r/full/c a lc ulo-e str uc tura l-pa ra -un-muro-pa nta lla

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- Andamios tubulares. - Andamios colgados.

Andamiosmetálicas de borriquetas. - Escaleras y de madera transportables. - Bolsas y cinturones portaherramientas. - Instalaciones provisionales de obra (toma de tierra, lugares para acopios de materiales,

disponibilidad de espacio para trabajos de montaje, etc). - Pequeños medios auxiliares en los oficios de labor (cerrajero, soldador, ferralla, etc.) pantallas protectoras para soldaduras, electrodos de soldaduras, tableros y mesas de trabajo, manómetros, válvulas sopletes, fraguas, estanterías de almacenaje, etc. - Otros medios auxiliares que las Empresas Subcontratadas aporten para la buena ejecución de los trabajos.


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3.6-RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS DE SEGURIDAD

- Barandillas: Todas resistirán una carga mínima de 150 Kg/ml - Andamios colgados móviles: Tubos de 40 x 29 mm. con espesor mínimo de 3,25 mm. Las ruedas no soportarán más de 250 Kg. siendo de goma y 800 Kg. siendo metálicas. - Cuerdas utilizadas en los andamios: No aconsejable utilización, no obstante se observará la Ordenanza de Trabajo, artículos 201,es202, 203, 204 ysu205. - Redes de superficie elástica: Cuadrícula de 10 x 10 cm. ó de 8 x 8 cm. hilo de 3 y 4 mm² - Cinturones de seguridad: Anchura de la cinta 10-20 cm. y 4 mm. de espesor. La cuerda salvavidas puede ser: NYLON: diámetro 12 mm. CAÑAMO MANILA: diámetro 17 mm. - Cascos: Resistentes al impacto mecánico. Peso máximo de 0,45 Kg. Resistencia de 17.000 voltios sin perforarse. - Grúas: Cargagrúas máxima en traviesas función de distancia ( p.e. 100 Kg a 35 m.) Para de 30autorizada T. de peso, delacemento. Resistencia del hormigón de apoyo: 175 Kg. cm² Para vientos superiores a 80 Km/h, se tomarán medidas especiales de arriostramiento. - Cables: El factor mínimo de seguridad es de 6. Diámetro de los tambores de izar > 30 veces el diámetro del cable.


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Calculo Estructural Para Un Muro Pantalla

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