Bloque técnico - Memoria Estructuras Aula …oa.upm.es/57058/3/TFM_Chaves_Martinez_Macarena_memoria.pdfMáster Habilitante Bloque técnico - Memoria Estructuras Aula Fernández-Galiano

M á s t e r H a b i l i t a n t eB l o q u e t é c n i c o - M e m o r i a E s t r u c t u r a s

A u l a F e r n á n d e z - G a l i a n o P r o f . C o n s t r u c c i ó n / I n s t a l a c i o n e s / E s t r u c t u r a s

J e s ú s A n a y a / J u a n C a r l o s H e r r a n z / J a i m e C e r v e r aM a c a r e n a C h a v e s M a r t í n e z

J u n i o 2 0 1 9

1. Explicación del Proyecto.

2. Datos de partida.

-Características de los materiales a utilizar. -Normativa considerada. -Acciones adoptadas para el cálculo.

3. Sistema estructural.

-Plantas de estructura. -Secciones estructurales. -Análisis.

4. Cimentaciones.

5. Esfuerzos estructurales.

INDICE

Macarena Chaves. 13091. Taller de Estructuras

1. Explicación del proyecto. Se plantea un complejo donde se cree una atmosfera favorable para los trabajadores de las empresas emprendedoras con espacios de trabajo versátiles y adaptables a cada Start up, con zonas privadas y a la vez espacios coworking para favorecer el intercambio de ideas, donde los individuos se sientan parte de una comunidad. Además, se realizan una serie de viviendas para los trabajadores. Este edificio reúne las características de un barrio en altura haciendo de el un edificio hibrido creando una comunidad en dimensión vertical, con un programa de ocio con comercio, zona de exposiciones, gimnasio, zonas de trabajo para Start ups, viviendas, zonas de servicios, parking y zonas verdes. El lugar de implantación de dicho complejo será en el nuevo master plan propuesto para la zona de Chamartin, situado cercano tanto a la nueva estación como a la zona financiera. El edificio de base de 170x50 m esta dividido en módulos de 8.1x8.1 m y cuyas alturas varían según sus 3 usos. En planta baja con una altura de 5m, la zona de oficinas cuenta con 4m y por últimos las viviendas tienen 3 metros de altura. Estos módulos crecen en altura creando un perfil quebrado como la solución multiescalar que apoya el skyline de Madrid. Esta malla se ve interrumpida únicamente en planta baja para facilitar el flujo de personas en la calle interior que permite la permeabilidad urbana. La elección de estas dimensiones de módulo es idónea para obtener una mayor versatilidad de esta estructura pudiendo acoger desde espacios de trabajo, módulos de comunicación, zonas de aparcamiento, viviendas ocio, todo ello sin entorpecer su uso. La calle interior comentada se traduce en altura en el corazón del edificio, el gran atrio central. De la misma forma que el exterior se ha creado mediante el apilamiento de módulos el interior se crea por la substracción de estos. Al ser el corazón del edificio, todos los espacios contiguos vuelcan hacia el, tanto para buscar la luz natural como para llevar a cabo una relación entre los usuarios. En las plantas mas altas se localizan las viviendas, estas se aprovechan de los módulos que forman la estructura para su ordenación. Las viviendas pueden variar en función de la disposición de las terrazas, que tienen una presencia que unifica todo el proyecto.


2. Datos de partida.

a) Características de los materiales a utilizar.

Los materiales a utilizar, así como las características definitorias de los mismos se indican en el siguiente cuadro:

b) Normativa considerada. Para la consideración de las cargas se ha utilizado el CTE-DB-SE

c) Acciones adoptadas para el calculo. Según el DB SE-AE Acciones en la edificación, las acciones y las fuerzas que actúan sobre un edificio se pueden agrupar en 3 categorías: acciones permanentes, acciones variables y acciones accidentales. La consideración particular de cada una de ellas se detalla en los siguientes subapartados, y responde a lo estipulado en los apartados 2, 3 y 4 del DB SE-AE.

Cargas Permanentes Las Acciones Permanentes son las acciones o cargas propias de la construcción que no pueden ser obviadas o suprimidas. Dentro de esta categoría se encuentra el peso propio de la estructura, pretensado y las acciones del terreno.


i) Peso propio: Se incluye dentro de este grupo el peso propio de los elementos estructurales, cerramientos, elementos separadores, carpinterías, revestimientos y rellenos.

Chapa grecada con capa de hormigón, grueso total 0.17 m = 2.00 kN/m2. Losa de Hormigón, grueso total 0.30 m= 4.71 kN/m2. Cubierta ETFE, 0.175 kN/m2. Solado: Pavimento de madera, grueso total <0.08m= 1 kN/m2. Tabiquería: 1 kN/m2.

Cargas Variables

Son las acciones cuya variación en el tiempo no es monótona ni despreciable respecto al valor medio. Se contemplan dentro de esta categoría las sobrecargas de uso, las acciones sobre barandillas y elementos divisorios, la acción del viento, las acciones térmicas y la acción que produce la acumulación de nieve. i) Sobrecarga de uso: La sobrecarga de uso es el peso de todo lo que puede gravitar sobre el edificio por razón de su uso. A partir de la tabla Tabla 3.1 del CTE-DB-AE se identifican las sobrecargas de uso que se dan en el edificio.

Planta baja: 5kN/m2 – vestíbulos, zonas comunes, espacios de transito en el edificio, locales comerciales. Plantas de oficinas: 2kN/m2. Plantas de viviendas: 2kN/m2. Plantas de sótano: 2kN/m2.

ii) Acción del viento: La acción de viento, en general una fuerza perpendicular a la superficie de cada punto expuesto, o presión estática, que puede expresarse como: qe = qb ·ce ·cp. Siendo: qb= Presión dinámica del viento. ce= Coeficiente de exposición, en función de la altura del edificio y del grado de aspereza del entorno. cp= Coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma. Para edificios mas altos de 10 plantas se considera una carga de viento de 1.3 kN/m2. Para mayorar esta carga se debe multiplicar por el coeficiente de mayoración: 1.5 de manera que siento el área total de la fachada 8017 m2 la carga que incide sobre esta es de 15633 kN. iii) carga de nieve: según el CTE-DB-SE-AE, como valor de carga de nieve por unidad de superficie en proyección horizontal, qn, puede tomarse: qn =μ·sk siendo: μ coeficiente de forma de la cubierta. sk el valor característico de la carga de nieve sobre un terreno horizontal. En cubiertas planas el coeficiente de forma toma el valor μ =1.


En la localidad de Madrid, el valor característica de la carga de nieve toma el valor sk=0,60 kN/m2. Con estos valores se ha considerado una sobrecarga de nieve en las zonas desprotegidas de valor 0,60 kN/m2.

Acciones accidentales. Se consideran acciones accidentales los impactos, explosiones, sismo y el fuego. Las condiciones en que sea necesario la consideración de las acciones debidas al sismo están definidas en la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-02. No se consideran acciones sísmicas en este proyecto.


3. Sistema estructural. El sistema estructural consiste en una mallar tridimensional de pilares HEB y vigas metálicas de perfil IPE 500. Estas vigas salvan unas luces de 8.1 m. Como se ha explicado anteriormente, las alturas varían entre 5,4 y 3m. Sobre esta estructura metálica se apoyan unos forjados de chapa colaborante, sujetos gracias a una estructura secundaria de perfiles IPE 360. En ciertas zonas estos forjados desaparecen, para proporcionar dobles alturas y el gran atrio interior. Independientemente de que los forjados se eliminen en zonas concretas, la estructura metálica se mantiene ya que es algo característico del proyecto, que consigue especial fuerza en el patio donde la malla es visible en todas sus direcciones. Al ser una estructura vista y conceder al proyecto un estilo característico se presta especial atención al diseño de los nudos, especialmente al de los arriostramientos.

, p

Forjados

Estructura metálica

Estructura y forjados


a) Plantas estructurales.

Planos en ANEXO b) Secciones estructurales.

Planos en ANEXO

c) Análisis Teniendo en cuenta las cargas permanentes y variables mencionadas anteriormente tenemos:

Diagramas axiles (kN) Sección 1

Diagramas cortantes (kN) Sección 1

Diagramas momentos (kN) Sección 1. Considerando vigas apoyadas


Diagramas axiles (kN) Sección 2

Diagramas cortantes (kN) Sección 2

Diagramas momentos (kN) Sección 2. Considerando vigas continuas


4. Cimentaciones. El edificio se apoyará sobre zapatas superficiales y la contención de los cuerpos enterrados se hará mediante muro de contención. La resistencia del terreno en la parcela donde se encuentra el proyecto es de 250 kN/m2 Para el dimensionado de las zapatas se ha tenido en cuenta la carga que transmite cada pilar al terreno, para ello se toman las superficies tributarias de cada pilar con su correspondiente carga de uso, sumado a la carga permanente del forjado mayorados correspondientemente (x1,50 en cargas de uso y x1,35 en cargas permanentes). Plano de cimentación -ANEXO

5. Esfuerzos horizontales.

la fuerza del viento se contrarresta mediante los arriostramientos localizados en planta en la siguiente imagen. Para los arriostramientos se utilizan cables de diámetro entre 20 y 50 mm y perfiles HEB de 100 y 120. Dimensionado en Memoria de cálculo.

STARTMAD

T a l l e r d e E s t r u c t u r a s - A u l a G a l i a n o - Macarena Chaves - 13091 - Máster Habilitante - 25.06.2019

MEMORIA - CÁCULOS


STARTMAD

01C a r g a s


STARTMAD

02C á l c u l o e s t r u c t u r a H o r i z o n t a l


STARTMAD

C á l c u l o e s t r u c t u r a v e r t i c a l 03

Carga de cada pilar aislado

Reducción a aplicar según el codigo técnico

Perfil correspondiente depen-diendo del area necesaria.

Relacion entre longitud de pandeo y el Radio de giro

Comprobación aplican-do el factor de pandeo

Radio de giro de cada perfil

Factor de PandeoÁrea necesaria del pilar una vez calculada la carga que le llega a cada uno

ESTABILIDAD GENERAL


STARTMAD




STARTMAD


Carga de cada pilar aislado

Reducción a aplicar según el codigo técnico

Perfil correspondiente depen-diendo del area necesaria.

Relacion entre longitud de pandeo y el Radio de giro

Comprobación aplican-do el factor de pandeo

Radio de giro de cada perfil

Factor de PandeoÁrea necesaria del pilar una vez calculada la carga que le llega a cada uno


STARTMAD


E s t r u c t u r a s - A u l a G a l i a n o - Macarena Chaves - 13091 - Máster Habilitante - 25.06.2019


STARTMAD


u r a s A u l a G a l i a n o Macarena Chaves 13091 Máster Habilitante 25 06 2019



STARTMAD


A u l a G a l i a n o Macarena Chaves 13091 Máster Habilitante 25 06 2019


STARTMAD


r a s - A u l a G a l i ai a n o - Macarena Chaves - 13091 - Máster Habilitante - 25.06.2019



STARTMAD


l a G a l i a n o - Macarena Chaves - 13091 - Máster Habilitante - 25.06.2019



STARTMAD

A r r i o s t r a m i e n t o s 11


STARTMAD

A r r i o s t r a m i e n t o s 12


STARTMAD

C á l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s l o n g i t u d i n a l e s 13

1

1

2

2

3

3

4 5

6


STARTMAD

C á l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s l o n g i t u d i n a l e s 14

1 2 34 5

5

6

6

4


STARTMAD


STARTMAD

C á l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s t r a n s v e r s a l e s 15

1 2 3 4 56

7 89


STARTMAD


STARTMAD

C á l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s t r a n s v e r s a l e s 16

675 KN

675 KN

2369 KN2369 KN

1 2 3 4 56

7 89


STARTMAD

17C á l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s t r a n s v e r s a l e s


STARTMAD

17C áC áááááááá l c u l o A r r i o s t r a m i e n t o s t r a n s v e r s a l e s


STARTMAD

18C á l c u l o C i m e n t a c i ó n - Z a p a t a s

Documents

Bloque técnico - Memoria Estructuras Aula …oa.upm.es/57058/3/TFM_Chaves_Martinez_Macarena_memoria.pdfMáster Habilitante Bloque técnico - Memoria Estructuras Aula Fernández-Galiano