Seccion bicelular

roblema I.1:
Pasarela de Sección Bicelular
Calculo de estructuras
Práctica obligatoria I









Por:
xxx

Contenido



Introducción

En el siguiente documento se expone la solución a las cuestiones mecánicas, físicas y geométricas que surgen del objetivo de construir una pasarela peatonal con una determinada sección y bajo ciertas acciones que deberá resistir.
De manerageneral, las principales problemáticas son:
Definir los grosores de la chapas de acero que conforman la sección.
Verificar ciertos estados límite de servicio (E.L.S) para el dimensionamiento de las secciones críticas de la estructura.
Comprobación de los esfuerzos y deformaciones de la estructura.
Características y datos del problema

A continuación se presentan todos los datosdisponibles, tanto de la estructura, como de las acciones a considerar para su dimensionamiento.

La estructura

Se trata de una pasarela peatonal constituida por una viga continua de tres vanos. Consta de una sección trasversal de cajón bicelular de acero, con chapas de diferentes espesores para las almas y alas. El límite elástico del acero es







Figura 1: Sección transversal. Cotas enmetros (m).





Figura 2: Idealización estructural

Acciones

Las acciones a considerar para los correspondientes cálculos serán:
Pp(G)
Por determinar
Cm(G)
3 kN/m2
Su(Q1)
4 kN/m2
Vt(Q)
1,5 kN/m2
Peso propio
Cargas muerta (pavimentos, barandillas, etc.)
Sobrecarga de uso
Viento trasversal


Por otra parte, dado que se estudiaran Estados Límite de Servicio (ELS), seconsiderarán las siguientes combinaciones de acciones.

Combinación característica:

Combinación frecuente:

Combinación cuasi-permanente:




Los factores de seguridad a considerar:
Tipo de acción
Efecto

Favorable
Desfavorable
Permanente


Permanente de valor no cte.


Variable








Y los coeficientes de simultaneidad:
Acción



Sobrecarga
0,6
0,50,2
Viento
0,6
0,5
0,2
Temperatura
0,6
0,5
0,2












Hipótesis de cálculo y comprobación
Hipótesis de cálculo
Con tal de tener un punto de partida para la realización de los correspondientes cálculos, supondremos inicialmente unos espesores, en este caso los más bajos ya que así, aproximadamente estaríamos suponiendo un buen rendimiento de la sección (relaciónInercia/área alta).
ts
10 mm
tw
8 mm
ti
10 mm
Supondremos que:





Comprobación

Para poder dar por buena la hipótesis de espesores supuesta anteriormente, se tendrán que cumplir simultáneamente tres casos de ELS.
1.-Flecha máxima
Bajo la combinación frecuente, se deberá cumplir:
2.-Tensión de comparación
Bajo la combinación frecuente, se deberá cumplir:
3.-Tensión decomparación
Bajo la combinación característica, se deberá cumplir:



Características de la sección

Área
Chapa superior
Acs = 3*ts= 3*0.01 = 0.03m4
Chapa inferior
Aci = 3.4*ti = 3.4*0.01 = 0.034m4
Chapa central
Acc = 0.7*tw = 0.7*0.008 = 0.0056m4
Chapas laterales
Acl = 0.728*tw = 0.728*0.008 = 0.00582m4
L = = 0.728m = α = 750
Area total
At = Acs + Aci + Acc+ 2*Acl = 0.0812m2

Inercias

Ejes

En primer lugar, definimos los ejes en la sección transversal de la siguiente manera:






Figura 3: Disposición de ejes en la sección transversal
Calculo de las inercias

Iy = Iy’ + ZG2
Iz = Iz’ + yG2
Centro de gravedad
Y = 0m
ZG = = 0.334m
Chapa superior
Iycs = * 3*0.013 + Acs*0.3662 = 0.00402m4
Izcs = * 33*0.01 + 0 = 0.0225m4Chapa inferior
Iyci = * 3.4*0.013 + Aci*0.3342 = 0.0038m4
Izci = * 3.43*0.01 + 0 = 0.0327m4
Chapa central
Iycc = * 0.008*0.73 + Acc*( - 0.334)2 = 0.00023m4
Izcc = * 0.0083*0.7 + 0 = 3*10-8m4
Chapas laterales
Iycl = * 0.008*0.7283* + Acl* ( - 0.334)2 = 0.00024m4
Izcl = * 0.008*0.7283* + Acl* ( – )2 = 0.015m4

Iy = = 0.00853m4
Iz = = 0.0852m4

Deformación en ELS
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