INDICE

Las hipótesis que se han considerado en el cálculo son:

• Comportamiento lineal y elástico de los materiales

• Los pilares y vigas se consideran como barras rectas de área e inercia constante a lo largo de su longitud.

El cálculo de la estructura ha sido realizado empleando el método matricial.

Los perfiles y chapas empleados serán de acero A 42 b. Cuyas características según la NBE EA 95, son:

Se emplearán paneles formados por una doble hoja de chapa de acero galvanizado (LESACA perfil S-1, espesor 0,7 mm) con interposición de una capa de aislamiento, formando un "sándwich", con el fin de aumentar el aislamiento acustico y térmico.

Las planchas destinadas a lucernarios serán de PVC.

El montaje de la cubierta será de tipo S.R.R y esta irá fijada a las correas mediante tornillos autoportantes.

A continuación vemos sus dimensiones:

Las dimensiones de la mismas:

Acciones

Acciones gravitatorias

• Concargas

Cubierta: 21 kg/m2 × 1 (separación correas) = 21 kg/m

Peso propio: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 1 IPE 200 22,4 kg/m = 22,4 kg/m

• Sobrecargas

• Sobrecargas de uso

NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 19 Todo tipo de edificios Azoteas para conservación 100 kg/m2 × 1 (separación correas) = 100 kg/m

• Sobrecargas de nieve

NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 17 0 a 200 m 0º 40 kg/m2 × 1 (separación correas) = 40 kg/m

Acciones del viento

Cubierta NTE.ECV(Estructuras.Cargas de viento) Tabla 2 Sin huecos Zona Y Expuesta 9 m 10º

• Viento un lado

px = 0

py = -18 kg/m

• Viento otro lado

px = 0

py = -35 kg/m

Acciones sísmicas

No se consideran

Acciones térmicas

No se consideran

Acciones reológicas

No se consideran

Acciones del terreno

No se consideran

Acciones de movimiento impuesto

No se consideran

Combinaciones

Aplicando la Tabla 3.1.5 NBE EA 95 y considerando efecto desfavorable tenemos las siguientes hipótesis de carga, o combinaciones de las acciones:

Combinación		C	U	N	V1	V2
1	CASO Ia (1)	1,33	1,33		1,50
2			1,33	1,33			1,50
3		CASO Ia (2)	1,33	1,50		1,33
4			1,33	1,50			1,33
5	CASO Ib	1,33	1,50	1,50
6	CASO Ic	1,33		1,50	1,50
7			1,33		1,50		1,50
8		CASO II	1,33	1,33	1,33	1.33
9			1,33	1,33	1,33		1,33
10		CASO III	1	0,5	0,5	0,25
11			1	0,5	0,5		0,25

C = Concarga

U = Sobrecarga de uso

N = Sobrecarga de nieve

V1 = Viento un lado

V2 = Viento otro lado

Flecha maxima

Al tratarse de vigas de cubierta, y según el apartado 3.4.4.2 de la NBE EA 95, adoptaremos como flecha máxima:

Solución

Tras el cálculo en ordenador, con los datos anteriores, se obtienen un IPE 140.

• Pórticos. Nave

Las dimensiones del mismo son:

Acciones

Acciones gravitatorias

• Concargas

Cubierta: 21 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 100 kg/m

Correas: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 1 IPE 140 12,9 kg/m × 4,75 (entrevigado) × 16 (nº correas) / 18 (luz) / cos

12.5º = 28 kg/m

Peso propio dinteles: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 1 IPE 600 122 kg/m = 122 kg/m

Total = 100 + 28 + 122 = 250 kg/m

• Sobrecargas

• Sobrecargas de uso

Conservación: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 19 Todo tipo de edificios Azoteas para conservación 100 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 475 kg/m

Total = 475 kg/m

Puente grúa

Las reacciones en las ruedas del puente grúa máximas y mínimas son:

	Un lado (max)	Otro lado (min)
R1	3515 kg	1020 kg
R2	3515 kg	1020 kg
R1 + R2	7030 kg	2040 kg

Con esas reacciones hallamos las cargas sobre el pórtico:

Carga		Un lado (R1 R2 max)	Otro lado (R1 R2 min)
Vertical		7030 kg	2040 kg
Horizontal		703 kg	204 kg
Transversal		1055 kg	306 kg

• Sobrecargas de nieve

NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 17 0 a 200 m 0º 40 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 190 kg/m

Total = 190 kg/m

Acciones del viento

• Viento por la derecha

Edificio NTE.ECV(Estructuras.Cargas de viento) Tabla 1 Zona Y Expuesta 9 m q = 89 kg/m2 89 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 423 kg/m

	2/3 × 423 kg/m = 282 kg/m
		1/3 × 423 kg/m = 141 kg/m

Cubierta NTE.ECV(Estructuras.Cargas de viento) Tabla 2 Sin huecos Zona Y Expuesta 9 m 10º

	m = -18 kg/m2 -18 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = -86 kg/m
		n = -35 kg/m2 -35 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = -166 kg/m

• Viento por la izquierda

Por la simetría de la estructura coincide con viento por la derecha

Acciones sísmicas

Según NCSE 94 si la aceleración de cálculo ac es inferior a 0,06g dicha norma no es de obligado cumplimiento. Pudiendo entonces, no considerarse acciones sísmicas sobre la estructura.

La aceleración de cálculo vale:

siendo:

ab = aceleración sísmica básica. Se obtiene del anejo 1 de NCSE 94

t = tiempo de vida de la estructura (años).

En nuestro caso:

ab: NCSE 94 Anejo 1 Provincia de las Palmas Agüimes ab = 0.04g

t: 75 años

que nos da ac = 0.05g, eximiéndonos del cumplimiendo de dicha norma.

Por tanto: no consideraremos acciones sísmicas.

Acciones térmicas

No se consideran

Acciones reológicas

No se consideran

Acciones del terreno

No se consideran

Acciones de movimiento impuesto

No se consideran

Combinaciones

Aplicando la Tabla 3.1.5 NBE EA 95 y considerando efecto desfavorable tenemos las siguientes hipótesis de carga, o combinaciones de las acciones:

Combinación		C	U	N	VD
1	CASO Ia (1)	1,33	1,33		1,50
2	CASO Ia (2)	1,33	1,50		1,33
3	CASO Ib	1,33	1,50	1,50
4	CASO II	1,33	1,33	1,33	1,33
5	CASO III	1	0,5	0,5	0,25

C = Concarga

U = Sobrecarga de uso

N =Sobrecarga de nieve

VD = Viento por la derecha

Flecha Maxima

Según el apartado 3.4.4.2 de la NBE EA 95, adoptaremos como flecha máxima para los dinteles:

Solución

El número total de pórticos es de 9, teniéndose 8 pórticos centrales, un pórtico delantero y uno trasero, con una distancia entre pórticos de 4,75 m.

Para los pilares se ha dispuesto un perfil HEB 320 y para los dinteles IPE 450.

Para más detalles véase el plano nº 8 "Estructura 1".

• Viga carril

La viga carril es la que soporta el puente grúa. Para el cálculo de la misma se ha seguido lo dicho en Argüelles [B.1]. Las reacciones máximas en cada rueda son: R1 max = 3515 kg y R2 max = 3515 kg. La separación entre ruedas es de 2,5 m.

A continuación se muestra el esquema de la misma:

El resultado obtenido es un IPE 300

• Forjado

El forjado será de tipo unidireccional y se ha resuelto mediante placas alveolares. El modelo del mismo:

ACCIONES

Acciones gravitatorias

• Concargas

Peso propio: 350 kg/m2

Solado: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 14 Baldosa o terrazo recibido con mortero sobre 2 cm de arena E = 7 cm 130 kg/ m2

Total = 350 + 130 = 480 kg/ m2

• Sobrecargas

• Sobrecargas de uso

Oficina: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 19 Oficinas y comercios Locales privados 200 kg/m2

Tabiqueria: 100 kg/m2

Total = 200 + 100 = 300 kg/m2

• Sobrecargas de nieve

No se consideran

Acciones del viento

No se consideran

Acciones sísmicas

No se consideran

Acciones térmicas

No se consideran

Acciones reológicas

No se consideran

Acciones del terreno

No se consideran

Acciones de movimiento impuesto

No se consideran

COMBINACIONES

Suponiendo control normal, del articulo 12º de la EHE obtenemos: G = 1,50 y Q = 1,60. La única combinación que tenemos es:

q* = 1,50 × 480 + 1.60 × 300 = 1200 kg/m2

CALCULO DEL CANTO h

Para obtener el canto usaremos la siguiente fórmula sacada de EF 96:

siendo:

h = Canto del forjado (m).

q = Carga total (kN/m²).

L = Luz del forjado (m).

C = Constante que se saca de una tabla (m).

Particularizando:

q = 12 kN/m²

L = 4,75 m

C = 40 (Losas alveolares con tabiques)

lo que nos da:

Por tanto adoptaremos un canto h = 20 cm.

• Pórticos. Edificio social

Este se halla en el interior de la nave y también esta realizado en estructura metálica.

Sus dimensiones:

Su estructura esta integrada en la de la nave, y por tanto, en su cálculo intervienen los pórticos de la nave.

Acciones

Acciones gravitatorias

• Concargas

Peso propio: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 1 IPN 450 115 kg/m = 122 kg/m

Forjado: Placas alveolares 350 kg/m2 350 kg/m × 4,75 (entrevigado) = 1663 kg/m

Solado: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 14 Baldosa o terrazo recibido con mortero sobre 2 cm de arena E = 7 cm 130 kg/m2 130 kg/m × 4,75 (entrevigado) = 618 kg/m

Total = 122 + 1663 + 618 = 2402 kg/m

• Sobrecargas

• Sobrecargas de uso

Oficinas: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 19 Oficinas Comercios Locales privados 200 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 950 kg/m

Tabiquería: NTE.ECG(Estructuras.Cargas gravitacionales) Tabla 22 < 300 kg/m2 100 kg/m2 × 4,75 (entrevigado) = 475 kg/m

Total = 1425 kg/m

• Sobrecargas de nieve

Ídem Pórticos. Nave

Acciones del viento

Ídem Pórticos. Nave

Acciones sísmicas

Ídem Pórticos. Nave

Acciones térmicas

No se consideran

Acciones reológicas

No se consideran

Acciones del terreno

No se consideran

Acciones de movimiento impuesto

No se consideran

Combinaciones

Ídem Pórticos. Nave

Flecha Maxima

Según el apartado 3.4.4.2 de la NBE EA 95, adoptaremos como flecha máxima para las vigas:

Solucion

Para los pilares HEB 220 y para las vigas IPE 400.

Para más detalles véase el plano nº 8 "Estructura 1".

• Zapatas

Las zapatas se ha calculado según el Calavera [B.2].

Las características consideradas para el terreno son:

Tensión admisible	σadm = 0,2 N/mm2
Angulo de rozamiento interno	ð = 30º

El armado y dimensiones de las diferentes zapatas se muestra en la siguientes tablas:

Zapata

Z1

Tipo

Zapata aislada con pilar central

Materiales

Hormigón

H 25

c

1,5

Acero

B 400S

s

1,15

Control

NORMAL

Esfuerzos (ya mayorados)

Nd

325 kN

Md dirección a

125 m·kN

Md dirección b

125 m·kN

Vd dirección a

44,5 kN

Vd dirección b

44,50 kN

Dimensiones y armado

a0

0,70 m

b0

0,60 m

a

2,80 m

Armado según a

14 Ø20 cada 18 cm

b

2,60 m

Armado según b

13 Ø20 cada 18 cm

h

0,75 m

Placa de anclaje

Placa

Material

A 42 b

Dimensiones

600 × 700 × 35 mm

Pernos

Material

B 400 S

Dimensiones

4 Ø32

Unión

Mediante soldadura a tope

Zapata

Z2

Tipo

Zapata aislada con pilar central

Materiales

Hormigón

H 25

c

1,5

Acero

B 400S

s

1,15

Control

NORMAL

Esfuerzos (ya mayorados)

Nd

550 kN

Md dirección a

30 m·kN

Md dirección b

30 m·kN

Vd dirección a

24 kN

Vd dirección b

24 kN

Dimensiones y armado

a0

0,45 m

b0

0,45 m

a

2,00 m

Armado según a

10 Ø20 cada 18 cm

b

2,00 m

Armado según b

10 Ø20 cada 18 cm

h

0,50 m

Placa de anclaje

Placa

Material

A 42 b

Dimensiones

450 × 450 × 20 mm

Pernos

Material

B 400 S

Dimensiones

4 Ø16

Unión

Mediante soldadura a tope

Para más detalles véase el plano nº 10 “Cimentación y toma de tierra”.

• Vigas de atado

Para su cálculo se ha seguido lo dicho en el Calavera [B.2]. Sus dimensiones se dan en la siguiente tabla:

Viga de atado			V1
Materiales
	Hormigón			H 25		c	1,5
		Acero			B 400S		s	1,15
Control
	NORMAL
Esfuerzos (ya mayorados)
	Nd			550 kN
Dimensiones y armado
	b	0,30 m			Armado longitudinal			4 Ø20
	h	0,40 m			Armado transversal			cercos Ø6 cada 20 cm
	l	4,50 m

Para más detalles véase el plano nº 10 "Cimentación y toma de tierra".

• INSTALACIÓN DE AGUA

• Consideraciones generales

Para el cálculo de las pérdidas en las tuberías se ha usado la ecuación de DARCY-WEISBACH:

siendo:

ðH = Pérdida de carga (m).

ð = Coeficiente de pérdida de carga (adimensional).

L = longitud de tubería (m).

D = Diámetro de la tubería (m).

v = Velocidad media del fluido (m/s2 ).

El coeficiente ð se calcula según:

para

para

siendo:

Re = Número de Reynolds (adimensional).

k = Rugosidad de la tubería (m).

D = Diámetro de la tubería (m).

Para mayor información puede verse [B.3].

Para el cálculo del caudal en cada tramo se ha seguido el método del coeficiente de simultaneidad:

donde

siendo:

Q I = Caudal instantáneo que circula, y con el que se llevan a cabo los cálculos del tramo (l/s).

QT = Caudal total que circularía si funcionasen todos los aparatos a la vez (l/s).

K = Coeficiente de simultaneidad, cuyo valor se halla entre 0,2 y 1, y que en ciertos casos puede adoptar un valor mayor al dado por la fórmula para un correcto funcionamiento de la instalación (adimensional).

n = Número de aparatos a los que suministra el tramo.

La velocidad del agua en las tuberías ha de estar comprendida entre 0,5 m/s y 1,5 m/s. Por debajo de 0,5 m/s se producirían sedimentaciones y por encima de 1,5 m/s el ruido sería excesivo.

La presión en las tuberías nunca será mayor de 50 mca (= 5 kp/cm2 )

Para mas detalles véase [B.4]

• Cálculo del diámetro y pérdidas de cada tramo

Se ha hecho un calculo conjunto de la red de agua fría y de la de agua caliente, por la gran coincidencia entre ambas. Las tuberías serán de PB (Polibutileno). La rugosidad de las mismas: k = 0,0001 m.

El esquema de la instalación es el siguiente:

En la siguiente tabla se indican los diferentes tramos:

Tramo	Tubería	K	Qi (l/s)	Di (mm)	v (m/s)	ðH / L	L (m)	Laparatos (m)	ðH (m)
1	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	3,5	3	0,068
2	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	3,5	3	0,068
3	3/4''	1	0,2	20	0,637	0,038	1	1	0,075
4	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
5	3/4''	0,71	0,213	20	0,678	0,042	1	1	0,084
6	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
7	3/4''	0,6	0,24	20	0,764	0,053	1	1	0,106
8	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
9	3/4''	0,5	0,25	20	0,796	0,057	3,5	2	0,314
10	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2	3	0,052
11	3/4''	0,6	0,36	20	1,146	0,114	1	1	0,228
12	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2	3	0,052
13	3/4''	0,6	0,42	20	1,337	0,153	1	1	0,306
14	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
15	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
16	3/4''	1	0,2	20	0,637	0,038	1	1	0,075
17	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
18	3/4''	0,71	0,213	20	0,678	0,042	1	1	0,084
19	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2,5	3	0,058
20	3/4''	0,7	0,28	20	0,891	0,071	4	4	0,565
21	1 ½''	0,6	0,66	40	0,525	0,011	1	1	0,021
22	1 ½''	0,6	1,14	40	0,907	0,030	1	1	0,060
23	3/4''	1	0,1	20	0,318	0,010	2	3	0,052
24	1 ½''	0,6	1,2	40	0,955	0,033	3,5	3	0,214
25	1 ½''	0,6	1,2	40	0,955	0,033	10	3	0,427

De la tabla se desprende:

• El caudal mas elevado es de 1,2 l/s para el tramo 25 que va desde la aljibe a la bomba.

• El trayecto con mayor pérdida, a partir del grupo de presión, es el compuesto por los tramos: 1 + 3 + 5 + 7 + 9 +11 + 13. La pérdida es de 1,2 mca

• Aljibe

Suponiendo:

un consumo de

15 personas en las instalaciones

reserva para 3 días

Volumen para 2 BIE de 25 mm, a 100 l/min (1,6 l/s) cada una, durante una hora = 2 × 60 min × 100 litros/min = 12000 litros = 12 m3

El volumen necesario será:

Y finalmente las dimensiones serán de 2,8 × 2,8 × 2,6 m que dan 20,4 m3

• Grupo de presión

Esta compuesto por bomba + déposito de presión. Para el cálculo de los mismos se ha seguido Arizmendi [B.6].

BOMBA

La potencia de la bomba se calcula con la expresión:

siendo:

P = Potencia de la bomba (CV).

Q = Caudal que circula (l/s).

H = Altura proporcionada (mca).

ð = Rendimiento. Entre 0,7 y 0,8 (adimensional).

Nuestro caso:

Q = 1,2 l/s

H = 1,2 (pérdidas trayecto más desfavorable) + 2 (presión residual en el aparato) + 2 (diferencia de cotas entre aspiración de la bomba y la bomba) + 3 (diferencia de cotas entre la bomba y el punto de consumo mas alto) + 15 (margen diferencial del colchón de aire en el depósito = Pmax - Pmin) = 23,2 mca

ð = 0,75

La potencia valdrá:

DEPOSITO DE PRESION

Pondremos un depósito sin compresor, cuyo volumen lo da la siguiente expresión:

siendo:

V = Volumen del deposito (l).

Q = Caudal que circula (l/s).

Nc = Número de ciclos de la bomba. Entre 4 y 6 (ciclos/hora)

Pmax = Presión máxima dentro del depósito. Se para la bomba. Manométrica. (mca).

Pmin = Presión mínima dentro del depósito. Se enciende la bomba. Manométrica. (mca).

Nuestro caso:

Q = 1,2 l/s

Nc = 5 ciclos/hora

Pmin = 1,2 (pérdidas trayecto más desfavorable) + 2 (presión residual en el aparato) + 3 (diferencia de cotas entre el depósito y el punto de consumo más alto) = 6,2 mca. Tomaremos 12 mca

Pmax = 12 (Pmin) +15 (margen diferencial del colchón de aire en el depósito) = 27 mca

El volumen buscado será:

Para más detalles véase el plano nº 12 "Fontanería".

• INSTALACION DE SANEAMIENTO

• Consideraciones generales

El dimensionamiento de los diámetros de los conductos y de las arquetas se ha realizado empleando las tablas 1 y 2 de la NTE ISS respectivamente. Los conductos serán de PVC y su pendiente será como minino del 1,5%.

• Cálculo del diámetro de cada tramo

A continuación puede verse el esquema de la instalación:

En la siguiente tabla se recogen los resultados obtenidos:






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Tramo	Superficie cubierta (m2) Zona Y	Nº aparatos no: Inodoros Vertederos Placas Turcas	Nº aparatos: Inodoros Vertederos Placas Turcas	Nº aparatos totales	Pendiente	D (mm)
1	171	0	0	0	> 100%	80
2	342	0	0	0	1,5%	150
3	0	3	0	3	1,5%	60
4	0	3	0	3	1,5%	60
5	0	8	3	11	1,5%

Enviado por:	Francisco José Betancor
Idioma:	castellano
País:	España