Estructura metalica con cype metal 3d

ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN PARA EL DISE O DE PÓRTICOS DE CUBIERTA POLIGONAL

Teresa María Fuentes López

É. INTRODUCCIÓN
Este trabajo se ha realizado con la finalidad de ampliar los conocimientos adquiridos durante la carrera en las asignaturas de la cátedra de Ingeniería Rural y para aprender a manejar programas informáticos como el software de arquitectura de Cype Ingenieros, hoja de cálculoExcel y diversos programas de análisis de estructuras de R. Argüelles.

Cuando se han de vencer grandes luces, y se decide realizarlo con estructuras de acero, una alternativa al tradicional pórtico a dos aguas es el pórtico con cubierta poligonal, que abarata sustancialmente el coste del material.

Por poner un ejemplo, en un pórtico a dos aguas, con las características: 35 metros de luz. 7metros de altura de pilares. 10% de pendiente. 5 metros de separación entre pórticos. harían falta exactamente 8984.1 kilos de acero para su realización, sin tener en cuenta el acero de las zapatas y de las placas de anclaje, pero si se realiza esta

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misma estructura colocando unquiebro en el dintel (acotaciones más adelante) esta misma estructura pesaría 5986.6 kilos. Lo que supondría un ahorro de algo más de un 33% en acero en cada pórtico. Traducido a euros, el pórtico a dos aguas supondría 4492.03 € (745676.98 ) mientras que con la cubierta poligonal costaría 2993.02 € (496841.32 ) lo que es una reducción bastante considerable.

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ÉÉ. BASES DEL TRABAJO
La realización de este trabajo se ha basado en el estudio comparativo de pórticos a dos aguas con pórticos de cubierta poligonal teniendo en cuenta 3 variables:

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Luz del pórtico. Altura de los pilares. Pendiente de la cubierta.

Así pues, este estudio se ha realizado con pórticos de luces de 20,25, 30, 35 y 40 metros, alturas de 5, 6 y 7 m y con 10% y 20% de pendiente.

Para situar el punto en el quiebro de la cubierta poligonal se recurre al arco parabólico de igual luz y flecha, intentando minimizar al máximo los esfuerzos de flexión y potenciar los de compresión, tal y como sucede en la estructura arco.

Con esto se consigue que en el dintel superior se reduzca sustancialmente elperfil con respecto al pórtico a dos aguas, como se comprobará posteriormente.

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Para fijar las distintas separaciones del quiebro respecto al soporte extremo, o en otras palabras, las distintas abcisas del quiebro, recurrimos a la viga biempotrada con carga uniformemente repartida, enla que el momento nulo se sitúa a 1/5 de la semiluz (L). A partir de este valor, desplazaremos el punto del quiebro hasta la abcisa extrema de 3/5 de L, estudiando las solicitaciones y dimensionando las barras en todos los casos, siempre con la referencia del pórtico a dos aguas de iguales variables (luz, pendiente y altura).

M=0 cuando x0=0.2113L lo que es aproximadamente 1/5L (0.2L) Asípues, teniendo en cuenta que la semiluz del pórtico es L los cortes a efectuar en el eje X, para realizar los diferentes pórticos, quedarían hechos a distancia 1/5 de L de forma que en cada dintel tendríamos 3 cortes principales. El primero de ellos a 1/5 de L, el segundo a 2/5 de L y el último a 3/5 de L como se muestra en la figura. Posteriormente cada uno de los segmentos resultantes se volverán adividir en tres dando dos cortes a 1/15 de L cada uno.

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De este modo en el estudio del pórtico de 35m de luz,10% de pendiente y 7 metros de altura tendríamos las siguientes estructuras con las siguientes nomenclaturas:

NA351007= nave a dos aguas. NP351007= nave poligonal con el...