ANEJO 09: ESTRUCTURA 1 Pistas deportivas
1. Pistas deportivas
1.3. Resultado de cálculo 1 Cercha
Para el cálculo de la cercha se utiliza el programa SAP2000, obteniéndose los siguientes resultados:
Figura 26. Resultados de cálculo. Fuente propia.
Con el fin de facilitar la ejecución de los nudos, y por consecuencia abaratar el coste, se varía la sección de alguna barra obtenida manteniendo los espesores obtenidos mediante el cálculo.
El cordón inferior y superior se realizarán en su totalidad mediante perfiles de sección 70x70 y de espesor el indicado en la figura anterior. Los montantes y diagonales se conservan los obtenidos, siendo la sección de todos ellos de 60x60x3,6.
1.3.2. Basa
La basa fue calculada con el programa CYPE, obteniéndose estos resultados:
Se une a la cimentación mediante cuatro pernos de diámetro 14 mm y el anclaje mediante arandela y tuerca simple.
Tabla 39: resultado del cálculo de las basas. Referencia: P-1
Comprobación Valores Estado
Separación mínima entre pernos: - Placa de anclaje:
3 diámetros
Mínimo: 42 mm
Calculado: 241 mm Cumple Separación mínima pernos-perfil:
- Placa de anclaje: 2 diámetros
Mínimo: 28 mm
Calculado: 92 mm Cumple Separación mínima pernos-borde:
- Placa de anclaje: 2 diámetros
Mínimo: 28 mm
Alumno: José Monteserín Fernández
Tutor: Dña. Leticia Valladares López Página 58 de 294
Referencia: P-1
Comprobación Valores Estado
Esbeltez de rigidizadores: Placa de anclaje: - Paralelos a Y:
Máximo: 50
Calculado: 42.9 Cumple Longitud mínima del perno:
- Placa de anclaje:
Se calcula la longitud de anclaje necesaria por adherencia.
Mínimo: 19 cm
Calculado: 35 cm Cumple
Anclaje perno en hormigón:
Placa de anclaje:
- Tracción: Máximo: 24.13 kN
Calculado: 16.71 kN Cumple
- Cortante: Máximo: 16.89 kN
Calculado: 4.12 kN Cumple
- Tracción + Cortante: Máximo: 24.13 kN
Calculado: 22.59 kN Cumple Tracción en vástago de pernos:
- Placa de anclaje:
Máximo: 33.88 kN
Calculado: 16.71 kN Cumple Tensión de Von Mises en vástago de pernos:
- Placa de anclaje: Máximo: 261.905 MPa Calculado: 120.066 MPa Cumple Aplastamiento perno en placa:
- Placa de anclaje:
Límite del cortante en un perno actuando contra la placa
Máximo: 110 kN
Calculado: 4.12 kN Cumple Tensión de Von Mises en secciones globales: Máximo: 261.905 MPa
Placa de anclaje:
- Derecha: Calculado: 255.232 MPa Cumple
- Izquierda: Calculado: 255.232 MPa Cumple
- Arriba: Calculado: 240.722 MPa Cumple
- Abajo: Calculado: 61.6135 MPa Cumple
Flecha global equivalente:
Limitación de la deformabilidad de los vuelos
Mínimo: 250
Placa de anclaje:
- Derecha: Calculado: 815.124 Cumple
- Izquierda: Calculado: 815.124 Cumple
- Arriba: Calculado: 3315.87 Cumple
- Abajo: Calculado: 10932 Cumple
Tensión de Von Mises local: - Placa de anclaje:
Tensión por tracción de pernos sobre placas en voladizo
Máximo: 261.905 MPa
Calculado: 0 MPa Cumple
Figura 27. Detalle de basa. Funete: CYPE.
1.3.3. Cimentación
La cimentación se realiza con zapatas cuadradas aisladas.
Para el cálculo se consideran los esfuerzos más desfavorables que afectan a una zapata, siendo estos:
Figura 28. Cargas máximas de la zapata. Fuente propia.
Comprobación a hundimiento:
Las tensiones que transmiten cada fuerza de las anteriores al terreno son las siguientes:
El canto se fija en 0.50 metros, con el fin de que ancle la basa metálica sobre la que apoya el pilar.
𝜎𝑁 = 𝑁 𝐿2𝜎𝑁= 89.3 𝐿2 𝜎𝑀= 6𝑀 𝐿3 𝜎𝑀= 93.6 𝐿3 𝜎𝑉 = 6𝑉·ℎ 𝐿3 𝜎𝑉= 36.6 𝐿3
Con el fin que el terreno aguante las cargas, la suma de las tres tensiones ha de ser inferior a la que admite el terreno (250 KN/m2), 𝜎
𝑁+ 𝜎𝑀+𝜎𝑉 = 250
1.05, de aquí se obtiene que el lado de la zapata es de 1.0 metro.
Dimensiones de la zapata: 1,0 x 1,0 x 0.5 y tiene un peso (P) de 12 KN, por lo tanto, el nuevo axil es de N = 101.3 KN.
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La excentricidad de cargas es, e = M+V·h
N , e = 0.214. Esta excentricidad es mayor al núcleo central, por lo
tanto, se recalculan las tensiones que admite el terreno con la siguiente fórmula:
𝜎𝑎𝑑𝑚 ≥ 1.05 · 4 N 3·𝐵∗·B250 ≥ 247.9 KN/𝑚 2 Comprobación a vuelco: (𝑁 + 𝑃)𝑎 2≥ (𝑀 + 𝑉 · 𝑑) 1.8 (101.3)1 2≥ (15.6 + 12.2 · 0.5) 1.8 50.65 𝐾𝑁𝑚 ≥ 39.06 KNm Comprobación de deslizamiento: (N + P)tg2 3∅ ≥ 𝑉 1.5 (101.3)tg2 327 ≥ 12.2 · 1.5 38.9 𝐾𝑁 ≥ 18.3 𝐾𝑁 Cálculo de armadura: 𝑅𝑑1 0.85 d𝑥1 = 𝐴𝑠 · 𝑓𝑦𝑑 siendo:
Figura 29. Figura 58.4.1.1.a de la EHE-08. Fuente EHE-08.
𝑅𝑑 = σ 𝐵2 2𝑅𝑑 = 247.9 12 2 = 124.0 𝐾𝑁 x1 = 0.25B = 0.25 m Por lo tanto: 𝑇𝑑 = 124.0 0.85 (0.5 − 2 · 0.035 − 0.006)0.25 = 𝐴𝑠 · 400 As = 860 mm2 8Ø12.
Cuantía mínima de 0.9 por mil corresponde a un área de acero de 450 mm2.
La separación de las barras es de 130 mm, cumpliendo así la separación mínima y máxima.
Esta armadura se coloca igual en las dos direcciones con el fin de facilitar el control de ejecución de la obra.
Cálculo vigas de atado
Según el libro de Calavera es suficiente con dimensionarlas para un axil del 5% al axil máximo entre los dos pilares:
Tracción:
𝐴𝑠 · 𝑓𝑦𝑑 ≥ 0.05 · 𝑁𝑑 𝐴𝑠 · 500/1.15 ≥ 0.05 · 89300
Se obtiene que el área de acero necesaria es de 10.3 mm2, por lo tanto, se opta por el armado y dimensiones
mínimas: 4 Ø 12 = 452 mm2 y unas dimensiones de 25 x 25 cm.
Lo cercos se colocarán a la menor distancia de: S ≤ 0.85 a S = 0.85 · 250 = 212 mm
S ≤ 300
S ≤ 15 Ø S = 15 * 6 = 180 mm
Por lo tanto, se dispondrán cercos de diámetro 6 mm cada 150 mm.
1.3.4. Correas
Estimación de cargas:
Uso de cubierta ligeras sobre correas: 0.4 KN/m2. Nieve: 0.3 KN/m2.
Chapa de acero de espesor 0.8 mm: 0.077 KN/m2. Viento: cálculo en el apartado 2.3.1.
Para el cálculo de las correas que unen los pórticos entre sí se calcula la más desfavorable, siendo esta la segunda correa comprendida entre el pórtico dos y tres tomando de referencia cualquiera de los extremos. Esa vigueta tendría una carga según la estimación anterior de:
Estimación de cargas:
Uso de cubierta ligeras sobre correas: 0.96 KN/m. Nieve: 0.72 KN/m.
Chapa de acero de espesor 0.8 mm: 0.20 KN/m. Viento: 3.00 KN/m.
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Después de las combinaciones oportunas se obtienen los siguientes resultados: Tabla 40. Resultado del cálculo de correa obtenido.
Comprobación de resistencia Barra (%) Posición (m) Esfuerzos pésimos Origen Estado N (kN) Vy (kN) Vz (kN) Mt (kN·m) My (kN·m) Mz (kN·m) IPE 120 94.14 0.000 0.000 0.652 12.440 0.00 12.13 0.64 GV Cumple 2. Gimnasio
La estructura se proyecta con previsión de una vida útil de 50 años.
2.1.Materiales 2.1.1. Hormigón
Tabla 41. Tipo de hormigón.
Elemento Hormigón fck
(MPa) ϒc
Árido
Ec
(MPa) Naturaleza Tamaño máximo
(mm)
Todos HA-30 30 1.50 Cuarcita 20 27264
2.1.2. Aceros
Tabla 42. Tipo de acero de barras corrugadas.
Elemento Acero fyk
(MPa) ϒs
Todos B 500 S 500 1.15
Tabla 43. Tipo de acero de perfiles. Tipo de acero para perfiles Acero Límite elástico
(MPa) Módulo de elasticidad (GPa) Acero laminado S275 275 210 2.2.Estimación de cargas Cubierta
Uso de cubierta accesible únicamente para conservación (G1): 1 KN/m2. Nieve: 0.3 KN/m2.
Chapa de acero de espesor 0.8 mm: 0.12 KN/m2. Hormigón de espesor 6 cm: 1.5 KN/m2.
Hormigón celular de espesor medio 3.5 cm: 0.12 KN/m2.
Grava de espesor 5 cm: 0.75 KN/m2.
Peto perimetral de altura 80 cm: 1.10 KN/m2.
Interior de gimnasio
Uso de acceso al público destinado a gimnasio (C4): 5 KN/m2. Hormigón de espesor 8 cm: 1.9 KN/m2.
Tabiquería de bloque: 1.2 KN/m2. Fachada de bloque: 8 KN/m.