ut09 naves industriales

8/22/2019 UT09 Naves Industriales

1/17

CFGS CONSTRUCCION METALICA

MODULO 246

DISEO DE CONSTRUCCIONESMETALICAS

U.T. 9.- NAVES INDUSTRIALES


2/17

U.T. 9.- Naves industriales.

CFGS CONSTRUCCIONES METALICAS Pgina 2

9.1.- Tipos de naves industriales: simple, mltiples adosadas, diente de

sierra.

Las edificaciones industriales no son un fin en s mismas, sino un medio para la

produccin industrial, debiendo estas:

Atender a las necesidades del proceso

Proteger de los agentes atmosfricos

Servir de cerramiento y soporte.

No obstante su funcionalidad hay que buscar belleza y armonizacin con el

entorno supeditndola al fin principal, la produccin.

Del desarrollo de la distribucin en planta, obtendremos las dimensiones y

caractersticas de los edificios.

En funcin de la luz de los vanos interiores tendremos:

Nave simple (a dos aguas)

Naves mltiples adosadas (a cuatro aguas).


3/17



Cuando se requiera un buen nivel interior de iluminacin se recurre a las naves

en dientes de sierra, aunque esta funcin puede ser suplida a un menor costo

disponiendo chapas traslucidas en la cubierta de una nave normal.

Tambin se disponen chapas traslucidas en la parte superior de las paredes

laterales, combinndolas con chapas de cierre opacas.

9.2.- Tipos de estructuras de naves industriales: Cerchas y prticos.

Para cubrir grandes luces se emplean bsicamente dos tipos de estructura:

Estructuras de celosa, principalmente cerchas.

Estructuras de alma llena, fundamentalmente prticos.

Las cerchas son sistemas isostticos mientras que los prticos son sistemas

hiperestticos, siendo estos de apoyos empotrados, la mayora de las veces.

En el diseo de las cerchas deben seguirse las siguientes recomendaciones:


4/17



Las correas deben estar sobre los nudos del cordn superior para evitar

sobredimensionamientos como consecuencia de los esfuerzos de flexin

que provocaran las cargas aplicadas entre nudos.

De entre los montantes y las diagonales las barras comprimidas deben

ser las ms cortas.

Las longitudes de las barras comprimidas deben ser lo ms cortas

posibles.

Dada la tendencia a hacer cubiertas con la menor pendiente posible, para

reducir los esfuerzos de compresin del cordn comprimido se recurre a la

utilizacin de cerchas peraltadas.

Los prticos o marcos se componen de vigas y columnas que estn unidas

entre s, bien rgidamente o bien mediante articulaciones. Estos se clasifican en

prticos simples y prticos mltiples, segn consten de uno o varios vanos.

Los prticos suelen ser a dos aguas, adaptndose a la inclinacin de los

faldones, con lo que el aprovechamiento del volumen interior de la nave es

mximo.

9.3.- Elementos de las Naves industriales:

9.3.1.- Cerchas.


5/17



Tipos de cerchas.-

Dentro del catalogo de cerchas (ver la unidad de trabajo 6) nos encontramos

con los siguientes tipos:

Celosia americana.

Celosia belga

Celosia Inglesa

Polenceau recta

Polenceau recta invertida

Polenceau con peralte

Polenceau con peralte invertida

Nudos de cerchas.-

Los nudos de las cerchas pueden ser soldados o atornillados, en el punto 9.X

se detallaran las uniones.

No obstante cabe resaltar por su gran uso las uniones de las barras mediante

nudos acartelados. La cartela materializa de forma parcial el plano de la

estructura, sirviendo de nexo a las barras que sobre ella concurren.

El tipo ms generalizado es el constituido por perfiles dobles con cartela

pasante entre ellos.

El diseo de las cartelas ofrece muchos grados de libertad si bien, reglas de

buenas practicas recomiendan unas formas sobre otras. Deben evitarse los

angulos entrantes, es decir la cartela debe ser en su contorno un poligono

convexo. Los angulos interiores de ese poligono deben ser mayores de 90.


6/17



Es conveniente buscar cierta regularidad en cuento a la forma y dimensiones

de las cartelas que forman parte de la estructura. Estas deben tener el menor

tamao posible para evitar tensiones secundarias no previstas. El espesor de

las cartelas debe elegirse de forma que sea compatible con el de los perfiles

que se van a soldar sobre ella.

9.3.2.- Prticos.

En las naves prticos trabajan unidos el soporte y el perfil que hace la cubierta.

La forma o prtico, estar constituida por perfiles laminados comerciales, o por

perfiles armados hechos con las dimensiones y secciones necesarias.

Los prticos podrn ser articulados en su unin al fundamento o tambin

empotrados.

Uniones en prticos.-

Las uniones en los prticos pueden ser soldadas o atornilladas.

Las uniones pueden ser de fuerza, que son las que transmiten esfuerzos entre

los elementos estructurales que unen y uniones o costuras de atado cuya

misin es mantener la posicin de los elementos unidos. A las uniones de

fuerza que sirven para prolongar elementos estructurales se les denomina

empalmes.


7/17



Nudos de prticos de naves.-

Una simplificacin usual en el clculo de nudos rgidos de prticos consiste en

admitir que los esfuerzos normales y los momentos flectores son absorbidos

por las alas del perfil y los esfuerzos cortantes por el alma. Esto provoca una

concentracin de tensiones en el nudo siendo la solucin ms generalizada

para evitar esta concentracin de tensiones, la prolongacin de las alas de la

viga y del pilar (prolongar la unin cabio-pilar). Suelen emplearse espesores de

los rigidizadores similares a las alas de los perfiles. Si el alma no soportara la

deformacin se reforzara con un rigidizador diagonal.

Para grandes luces o solicitaciones se pueden proyectar nudos acartelados, en

estos se suelen disponer rigidizadores en los cambios de seccin. La cartela

es un nudo rgido, esta mejora la esttica del prtico, reduce el perfil en la zona

recta y disminuye los costes de material, aunque aumenta los de mano de

obra.

Rigidizadores.-

Son elementos estructurales utilizados para evitar situaciones peligrosas en las

zonas de alma bajo la accin de cargas concentradas, debido a la

concentracin de tensiones. Estos se colocaran en las secciones de apoyo y en

todas las secciones en las que acten cargas puntuales. Los rigidizadores

suelen ser chapas de un espesor similar al del alma, angulares, perfiles UPN.


8/17



9.3.3.- Claraboyas. Sistemas de ventilacin.

En la cubierta se instalan claraboyas con la finalidad de facilitar la entrada de

iluminacin natural y si estas son practicables para la evacuacin de humos y

ventilacin (exutorios).

En la cubierta tambin se pueden instalar elementos para poder renovar el aire

interior de la nave, sistemas de ventilacin.

9.3.4.- Pilares simples y compuestos.

Los pilares pueden ser simples si estn formados por un perfil laminado, o

pueden ser compuestos si estn formados por varios perfiles laminados unidos

entre s por unos elementos llamados presillas.

Se denominan pilares simples a los constituidos por un solo perfil.

Se denominan pilares compuestos a los constituidos por dos o ms piezas

simples enlazadas mediante presillas o mediante barras de celosa.

Actividad de bsqueda en Internet: Busca y analiza documentacin tcnicade claraboyas y sistemas de ventilacin en naves industriales. Fjate en los

pesos, dimensiones y analiza los sistemas de fijacin.


9/17



9.3.5.- Vigas simples y compuestas. Vigas caladas.

Como hemos visto en la unidad de trabajo anterior las vigas son elementos

estructurales que trabajan a flexin. Estos elementos pueden clasificarse en

alguno de los siguientes:

Vigas de alma llena:

o Simples: Son las vigas formadas por perfiles laminados.

o Mltiples: Son las formadas por dos o ms perfiles laminados

unidos.

o Armadas: Son las formadas por chapas unidas.

Vigas aligeradas.

Se denominan vigas caladas o aligeradas a las obtenidas mediante corte

senoidal y posterior soldadura de perfiles en doble T, tales como IPN, IPE,

HEB, etc Se las conoce tambin como vigas alveoladas, vigas Void o en

panel de abeja.

Estas vigas pueden ser normales o peraltadas, obtenindose estas por

interposicin de chapas rectangulares resultando un alveolo octogonal.


10/17



Este tipo de vigas presenta algunas ventajas si bien su uso es limitado.

Para un mismo peso por metro lineal tienen mayor canto que las normales y

por lo tanto una disminucin de tensiones y flechas para la misma carga. Sin

embargo su fabricacin es costosa, aunque puede abaratarse cuando se

producen en serie. Tambin debemos comentar que los alveolos permiten el

paso de conducciones y canalizaciones lo que compensa su mayor altura.

Vigas en celosa. Este tipo de vigas ha sido ampliamente tratado en la Unidad

de Trabajo 6.

9.3.6.- Puentes gra.

Los puentes gra son mquinas utilizadas para la elevacin y transporte, en el

mbito de su campo de accin, de materiales generalmente en procesos de

almacenamiento o curso de fabricacin. Estn regulados por una normativa

especfica que afecta a las mquinas (RD 1644/2008)

Desde el punto de vista del anlisis de la estructura metlica tienen para

nosotros importancia los siguientes elementos:

Viga carril. Son las vigas sobre las que se desplaza el equipo de elevacin del

puente gra, estas estn sometidas a solicitaciones simultneas de fuerzas

dinmicas verticales y horizontales. Estas vigas se conciben y dimensionan

Actividad de bsqueda en Internet: Busca la normativa indicada y analiza elcontenido relacionado con los aparatos de elevacin.


11/17



como vigas isostticamente apoyadas. Las cargas que deben soportar son

cargas verticales, cargas transversales en la direccin del movimiento del

puente gra y fuerzas de frenado horizontal en la direccin del puente gra.

Para los puentes gra de gran tonelaje se disean vigas de carril armadas.

Adems se colocan rigidizadores de alma cada 1.5 metros aproximadamente.

9.3.7.- Riostras y cruces de San Andrs. Cinturn de atado.

El sistema estructural de una nave industrial se completa con los elementos de

atado y de arriostramiento necesarios para el buen funcionamiento del

conjunto.

Los arriostramientos toman las acciones transversales como el viento y

proporcionan una rigidez al conjunto que lo hace menos deformable en el

sentido transversal, el arriostramiento tambin puede realizar funciones de

atado, pero lo normal es que coexista con los elementos especficos.

Los elementos de arriostramiento en una fachada lateral no tienen en general

problemas para su colocacin toda vez que quedan en paos ciegos o con

pocos huecos, por lo cual la rigidez en sentido longitudinal de la nave es alta. Si

se dispone de una cruz de San Andrs por ejemplo, se tomar la presin del

viento sobre las fachadas de testero y har que el prtico lateral constituido por

los pilares y las vigas de atado sean poco deformables.

El viento actuante sobre las fachadas laterales lo toma el propio prtico tipo, al

cual habr que dotar de la rigidez necesaria para evitar una deformacin lateral

excesiva. Se puede eliminar la accin del viento sobre el prtico tipo si se


12/17



dispone de una viga contraviento, capaz de llevar las resultantes de la presin

a los prticos de la fachada, los cuales a su vez como en los laterales son ms

fcilmente arriostrables, sobre los que apoya la viga.

9.3.9.- Correas.

Son los elementos que soportan las placas y transmiten sus esfuerzos a las

cerchas o prticos.

Se utilizan:

Perfiles laminados (IPN o IPE).

Perfiles huecos (tubos rectangulares)

Perfiles conformados (UF, CF, ZF, OF)

De todos los perfiles para correas, los ms utilizados por su mejor relacin

Momento resistente/peso son los UF, CF y ZF, presentando este ltimo un

buen momentos resistente transversal. Los perfiles CF se emplean

principalmente para utilizar sus alas como sujecin del aislamiento trmico.

Una ventaja muy importante de los perfiles conformados es que debido al

espesor < 3mm. habitualmente son fciles de taladrar y por tanto muy


13/17



adecuados para la utilizacin de tornillos autotaladrantes para la sujecin de las

placas. (Sistemas de fijacin con ejiones)

La separacin entre correas depende de la carga que acte sobre las placas.

Son normales separaciones de 1.15 para las placas de aluminio y 1.5 a 1.6

para las de acero galvanizado, pudiendo ser mayores en funcin del momento

resistente de las mismas.

9.3.10.- Cumbreras. Canalones. Faldones en cubierta y en fachadas.

Cumbreras.-

Estos son puntos singulares en el cerramiento de la nave. La cumbrera es la

arista ms elevada en la interseccin de los diferentes planos de una cubierta

inclinada. Esta se ejecuta mediante el uso de caballetes que irn fijados en las

correas de la cubierta.

Actividad de bsqueda en Internet: Busca y analiza documentacin tcnica

de correas. Fjate en las caractersticas de los perfiles, los pesos, dimensiones y

sistemas de fijacin.


14/17



Canalones.-

Los canalones son el sistema empleado para la evacuacin de aguas pluviales

recogidas en la cubierta. Los canalones se calcularan teniendo en cuenta lo

indicado en el DB HS5, evacuacin de aguas.

Placas.-

Las placas de la cubierta pueden ser de distintos materiales desde

fibrocemento (sin amianto) hasta materiales metlicos, siendo estas ltimas

placas menos susceptibles de rotura y por tanto ms adecuadas.

Las chapas metlicas son de aluminio o galvanizadas con un espesor de 0.5

0.6 mm. Por razones de estetica se utilizan las chapas galvanizadas lacadas o

prelacadas con pinturas resistentes a ambiente atmosfrico.

Se utilizan tambin placas tipo sndwich con capa de aislamiento trmico o

acstico incorporados o adheridos a las mismas y placas de materiales

plsticos reforzados o de celulosa impregnada.


15/17



9.3.11.- Placas de anclaje.

Debido a que los pilares metlicos no podran asentarse directamente sobre el

hormign de la cimentacin ya que este no resistira las tensiones transmitidas,

se dispondrn unas placas metlicas entre el pilar y el cemento. La misin

fundamental de estas placas es la de disminuir las tensiones para que puedan

ser admisibles por el hormign. La unin de la placa con la zapata se realizar

mediante pernos de anclaje embebidos en el hormign, los cuales

inmovilizarn al pilar ante posibles tracciones.

9.3.12.- Cimentaciones.

Las cimentaciones son los elementos que transmiten la carga de la estructura

al terreno en el que est enclavado el edificio.

El cdigo tcnico define las cimentaciones directas como aquellas que reparten

las cargas de una estructura en un plano de apoyo horizontal. Las

cimentaciones directas se emplearn para transmitir al terreno las cargas de

Actividad de bsqueda en Internet: Busca y analiza documentacin tcnica

de placas para cubiertas y faldones de fachadas. Fjate en las caractersticas

tcnicas y analzalas.


16/17



uno o varios pilares de la estructura, de los muros de carga, Tambin son

llamadas cimentaciones superficiales.

El CTE las clasifica en:

Zapata aislada

Zapata combinada

Zapata corrida

Pozo de cimentacin

Emparrillado

Losa.

El CTE tambin incluye las cimentaciones profundas y los elementos de

contencin.

9.3.13.- Uniones.-

Las uniones cobran gran importancia dentro de los proyectos de construccin

de naves industriales y tambin, por qu no decirlo, gran dificultad. Toda unin

es por su propia naturaleza una discontinuidad y por tanto, una zona

potencialmente peligrosa, por esto precisa de una especial atencin en los

proyectos.


17/17



En el proyecto de una unin podemos distinguir dos fases principales:

Primera: Concepcin y diseo general de la unin.

Segunda: comprobacin de la capacidad portante de la unin elegida.

Debemos tener en cuenta que las uniones pueden representar el 40% del coste

de una estructura de edificacin. Para abaratar uniones, se debe procurar

unificar los distintos tipos de uniones a emplear en la construccin de la nave

industrial.

Clasificacin: Las uniones resistentes a flexin se clasifican en:

Rgidas. Aquellas que mantienen los ngulos que forman las piezas

enlazadas. El giro del nudo es igual al de las barras unidas.

Semirrgidas. Son uniones flexibles en las que se produce un giro

relativo entre las barras enlazadas en el nudo.

Simples. Son enlaces que se comportan como uniones articuladas en

los que la barra se une al nudo sin coartar sus giros.

ut09 naves industriales

Documents