Analisis de portico de acero

ANÁLISIS DE PÓRTICOS DE ACERO CON BARRAS DOBLE “T” DE SECCIÓN E INERCIA VARIABLES



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Francisco Javier Enríquez Santos


INDICE


1) INTRODUCCIÓN (Pág.4)


2) ANÁLISIS ISOSTÁTICO DEL PÓRTICO TRIARTICULADO (Pág.4)

2.1) Descripción de la estructura a analizar (Pág.4)
2.2) Hipótesis de carga (Pág.7)
2.3) Cálculo de las reacciones en losapoyos (Pág.8)
2.4) Cálculo de las leyes de esfuerzos internos para cada barra (Pág.10)


3) ECUACIÓN DE GEOMETRÍA Y VALORES ESTÁTICOS DE LOS PERFILES EN CADA PUNTO DE LOS MISMOS EN FUNCIÓN DEL ÁNGULO DE CORTE (θ) (Pág.13)

3.1) Diseño del perfil de geometría variable. Ángulo de corte (θ) (Pág.13)
3.2) Valores estáticos de alma y de alas en el plano de la estructura (Pág.15)
3.3)Ecuaciones finales de los valores estáticos del perfil. Coeficiente de corrección de valores (Pág.16)


4) APLICACIÓN INFORMÁTICA PARA EL CÁLCULO DE PÓRTICOS TRIARTICULADOS CON PERFILES DE SECCIÓN E INERCIA VARIABLES (Pág.17)

4.1) Filosofía y funcionamiento de la hoja de cálculo (Pág.17)
4.2) Introducción de dimensiones del pórtico y de las cargas actuantes ponderadas. Obtención dereacciones. Obtención de leyes de esfuerzos internos (Pág.18)
4.3) Selección de los valores de esfuerzos más desfavorables (Pág.19)
4.4) Introducción del perfil de prueba y del ángulo de corte (θ). Introducción de valores geométricos invariables del perfil (Pág.19)
4.5) Obtención de tensiones. Ajuste de alma mínima de soldadura. Concentración de tensiones (Pág.20)
4.6) Resultados obtenidospara hipótesis de carga habituales. Porcentajes de ahorro de acero (Pág.20)


5) ADAPTACIÓN DEL ÁNGULO DE CORTE (θ) DE PÓRTICOS TRIARTICULADOS A PÓRTICOS BIARTICULADOS Y BIEMPOTRADOS (Pág.21)

5.1) Descripción de los pórticos biempotrados y biarticulados (Pág.21)
5.2) Transferencia de resultados del pórtico triarticulado al biarticulado (Pág.24)
5.3) Transferencia de resultados del pórticotriarticulado al biempotrado (Pág.26)
5.4) Conclusión y problemas del método. Alternativas (Pág.28)


6) DISCUSIÓN DE RESULTADOS. VENTAJAS E INCONVENIETES DE CADA TIPO DE PÓRTICO. RELACIÓN DEL COSTE DE ESTRUCTURA CON EL COSTE DE CIMENTACIÓN (Pág.30)





























1) INTRODUCCIÓN


El presente trabajo tiene el objetivo de realizar unestudio y análisis de los pórticos de acero como estructuras principales para la construcción de naves industriales. En concreto se trata de proponer perfiles de acero de sección e inercia variables, para de esta manera dotar al pórtico de área y rigidez suficientes en las zonas de mayores esfuerzos y restar resistencia en las zonas menos solicitadas. De esta manera se consigue un reparto más equitativode tensiones a lo largo de la barra y además ahorramos acero en zonas innecesarias, lo cual es el objetivo fundamental de un ingeniero.

El problema está enfocado de la siguiente manera:

En primer lugar he buscado el perfil de inercia variable óptimo para las barras de un pórtico de acero triarticulado, es decir, semidinteles articulados entre sí y apoyos de soportes tambiénarticulados, de manera que en ellos se anulan los momentos flectores y por tanto no se transmiten a cimentación. La ventaja que tiene trabajar sobre este tipo de estructura es que es de naturaleza isostática y por tanto es fácil analizarla aplicando las leyes de la estática sin ser necesario un predimensionamiento previo.

Una vez obtenido el perfil óptimo para el pórtico antes mencionado, heintentado obtener unas leyes de transformación que permitan aplicar los resultados obtenidos a otros tipos de estructuras más usadas y constructivamente mejores, en este caso, pórticos biarticulados (apoyos articulados y unión rígida de semidinteles) y pórticos biempotrados (apoyos empotrados y unión rígida de semidinteles). El no estudiar directamente estos modelos estructurales se debe a que...