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PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA
EDIFICACIÓN ACCIÓN 4 CSCAE Curso 6. DB SE SE AE
y A.
Documento Básico SE-A Seguridad Estructural
Acero Aplicación Práctica.
Ponente Antonio González Sánchez Doctor
Arquitecto Profesor T.U. en el Área de MMCT de
Estructuras Universidad de Alicante
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2. DB SE A Acero. Aplicación Práctica.
2.1. Definición Geométrica de una Estructura de
Edificación.
Se va a analizar las cargas sobre una estructura
de edificación con las siguientes características

• DATOS
• Edificación abierta, situada en el entorno urbano
  de la ciudad de Albacete.
• Estructura de soportes y vigas de acero
  estructural S275, forjados de Hormigón Pretensado
  (H.P.) semiviguetas y HA 25 para la cimentación
  y capa compresión forjados.
• Consta de 4 plantas sobre rasante sin sótano.
• Forjado unidireccional con vigas de acero, y
  cimentación sobre zapatas aisladas arriostradas.
• Canto del forjado 27 cms (225 cms). ((L500)/20
  25 se ha redondeado a 27 cms.)
• Peso propio del forjado 3,35 KN/m2. (335 Kp/m2).
• DATOS SISMICOS
• Aceleración básica ab0,04.g (Albacete).
• No se considera la acción sísmica.

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Planta estructura tipo
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Axonométrica
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Acciones consideradas
PLANTA BAJA (La planta baja va directamente sobre solera apoyada en terreno) PLANTA BAJA (La planta baja va directamente sobre solera apoyada en terreno) PLANTA BAJA (La planta baja va directamente sobre solera apoyada en terreno) PLANTA BAJA (La planta baja va directamente sobre solera apoyada en terreno)
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado
Peso Propio solera (30 cms espesor) G0 7,5 KN/m2 -
Peso Propio Solado. (Terrazo o similar) G2 1 KN/m2 -
Peso Propio Tabiquería (Tabicón del 9) G2 0,8 KN/m2 -
Sobrecarga de uso Q2 3 KN/m2 2 KN
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PLANTA TIPO (De la 1 a la 3) PLANTA TIPO (De la 1 a la 3) PLANTA TIPO (De la 1 a la 3) PLANTA TIPO (De la 1 a la 3)
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado
Peso Propio Forjado (22527 cms) G1 3,35 KN/m2 -
Peso Propio Solado. (Terrazo o similar) G2 1 KN/m2 -
Peso Propio Tabiquería (Tabicón del 9) G2 1 KN/m2 -
Sobrecarga de uso Q3 2 KN/m2 2 KN
PLANTA CUBIERTA (y cubierta castillete) PLANTA CUBIERTA (y cubierta castillete) PLANTA CUBIERTA (y cubierta castillete) PLANTA CUBIERTA (y cubierta castillete)
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado
Peso Propio Forjado (22527 cms) G1 3,35 KN/m2 -
Peso Propio Cubierta Cubierta inclinada teja sobre tabiquillos conejeros (palomeros) G3 2,8 KN/m2 -
Nieve (Albacete). Se considera concomitante con la sobrecarga de uso Q4 0,6 KN/m2 -
Sobrecarga de uso Sólo mantenimiento Q5 1 KN/m2 2 KN
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ESCALERAS ESCALERAS ESCALERAS ESCALERAS
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado
Peso Propio Losa (20 cms espesor) G4 5 KN/m2 -
Peso Propio Solado (Terrazo o similar) G5 1 KN/m2 -
Peso Propio Peldañeado G5 1 KN/m2 -
Sobrecarga de uso Q6 3 KN/m2 2 KN
LOSA ASCENSOR LOSA ASCENSOR LOSA ASCENSOR LOSA ASCENSOR
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido Valor Concentrado
Peso Propio Losa (30 cms espesor) G6 7,5 KN/m2 -
Peso Propio Solado - -
Peso Propio maquinaria ascensor G7 45 KN/m2 -
Sobrecarga de uso - -
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PESOS PROPIOS CERRAMIENTOS (Se consideran h2,70 m) PESOS PROPIOS CERRAMIENTOS (Se consideran h2,70 m) PESOS PROPIOS CERRAMIENTOS (Se consideran h2,70 m)
Tipo de Carga Nomenclatura Valor Uniformemente Repartido
Cerramientos caja de escalera y ascensor. Ladrillo perforado 1 hasta, 24 cms, más recubrimientos. (3,70,2x2)x2,7 G8 11 KN/m
Cerramientos exteriores. Tabicón del 9, más citara 11,5 cms, más revestimientos más aislante. (1,11,50,2x20,1)x2,7 G9 8,40 KN/m
Cerramientos medianeras y particiones interiores entre distintas propiedades. Tabicón del 9, dos hojas, más revestimientos más aislante. (1,1x20,2x20,1)x2,7 G10 7,30 KN/m
Antepechos en balcones y cubiertas. 1 citara más revestimientos (1,50,2x2)x1,5 G11 2,85 KN/m
Antepechos QH8 0,80 KN/m
Antepechos QV9 2 KN/m
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(No Transcript)
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No se han considerado las acciones reológicas por
retracción y fluencia del HA, ya que se han hecho
las juntas de hormigonado pertinentes. Tampoco se
ha considerado las acciones térmicas por no tener
ninguna dimensión mayor de 40 m. Caso de
sobrepasar este valor de 40 metros, es
recomendable disponer de JDE, para no considerar
esta hipótesis.
Como sobrecarga de viento se han considerado los
siguientes valores según CTE DB SE AE
Esbeltez del edificio en la dirección Y del
viento Situación zona urbana Grado Aspereza IV
Barlovento (presión) toda la altura del edifico
Sotavento (succión) toda la altura del edifico
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Pórtico Y2, definición geométrica
Geometría pórtico Y2
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Pórtico Y2, Hipótesis 1, Verticales permanentes
Cargas
Momentos Flectores
Cortantes
Normales
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Pórtico Y2, Hipótesis 2, Verticales variables
Cargas
Momentos Flectores
Normales
Cortantes
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Pórtico Y2, Hipótesis 3, Viento Y
Cargas
Momentos Flectores
Cortantes
Normales
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Pórtico Y2, Hipótesis 4, Viento -Y Todo Ídem a
Hipótesis 3, con signo contrario
Pórtico Y2, Hipótesis 5, Imperfecciones iniciales
Cada planta tiene una carga vertical total
mayorada del orden de 1000KN.
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Pórtico Y2, Hipótesis 5, Imperfecciones iniciales
Cargas
Momentos Flectores
Cortantes
Normales
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• Para la obtención de las solicitaciones se va a
  emplear un calculo elástico de primer orden.
• Se considera en principio la geometría inicial y
  el pórtico intraslacional para que sea
  intraslacional se han de cumplir alguna de las
  dos siguientes condiciones.
• Existen arriostramientos (cruces de San Andrés,
  etc). Que en el pórtico estudiado no existen.
• El pórtico es intraslacional según el valor del
  coeficiente r

Siendo HEd valor de cálculo de las cargas
horizontales totales (incluyendo las debidas a
imperfecciones) en la planta considerada y en
todas las superiores. Coincide con el cortante
total en los pilares de la planta VEd valor de
cálculo de las cargas verticales totales en la
planta considerada y en todas las
superiores.Coincide con el axil total en los
pilares de la planta h altura de la
planta dH,d desplazamiento horizontal relativo
de la planta (del forjado de techo al de suelo).
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Del estudio elástico del pórtico se han obtenidos
los siguientes desplazamientos horizontales en
las distintas plantas
Hipótesis dx4 (mm) dx3 (mm) dx2 (mm) dx1 (mm)
H1 Permanentes verticales -5,7 -4 -2,2 -0,7
H2 Variables verticales -2,6 -1,8 -1 -0,3
H3 y H4 Viento - - 9,6 - 8,4 - 6 - 2,6
H5 Imperfecciones - - 1,9 - 1,6 - 1,1 - 0,5
Total -19,8 -15,8 -10,3 -4,1
Desplome horizontal máximo
Admisible
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Determinación de los coeficientes r
Intraslacional.
Intraslacional.
Intraslacional.
Si r hubiera sido superior a 0,1 e inferior a
0,33, sería traslacional, y se debería
multiplicar todas las fuerzas horizontales por el
factor, 1/(1-r), que en el peor de los casos
valdría
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De pórtico Y2, se van a estudiar la viga que va
del soporte P8 al P14 en el forjado segundo F2, y
el pilar P2, de la planta bajan a través de las
secciones AB para el pilar y CDE para la viga.
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Las solicitaciones en la viga que va del pilar P8
al pilar P14, del forjado F2, y el soporte P2 de
planta baja que va de la cimentación al F1, para
las distintas hipótesis consideradas son
Nudo Nudo Solicitación H1 Permanentes verticales H2 Variables verticales H3 y H4 Viento - Y H5 Imperfecciones geométricas iniciales
P I L A R A N (KN) -757 -204 - 17,76 - 3,66
P I L A R A V (KN) -3,58 -0,16 - 12,7 - 2,29
P I L A R A M (KN) -7,96 -2,28 - 29,22 - 5,35
P I L A R B N (KN) -754 -204 - 17,76 - 3,66
P I L A R B V (KN) -0,45 -0,16 - 12,7 - 2,29
P I L A R B M (KN) 2,79 1,8 - 8,88 - 1,53
V I G A C N (KN) -1,64 -0,25 - 8,03 - 1,27
V I G A C V (KN) 80,45 29 - 5,55 - 1,1
V I G A C M (KN) -72,38 -26,43 - 13,84 - 2,75
V I G A D N (KN) -1,64 -0,25 - 8,03 - 1,27
V I G A D V (KN) 0 0 - 5,54 - 1,1
V I G A D M (KN) 32,05 11,7 0 0
V I G A E N (KN) -1,64 -0,25 - 8,03 - 1,27
V I G A E V (KN) -74,16 -25,98 - 5,54 - 1,1
V I G A E M (KN) -56,64 -18,85 - 13,84 - 2,75
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Todas las vigas se han predimensionado con
perfiles doble T, IPE 300, y los pilares con
perfiles también doble T HEB 260 en la planta
baja. Ambos perfiles son clase 1. Los valores
estáticos de ambas secciones son son
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(No Transcript)
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Capacidad portante para dimensional a flexión la
viga en ELU, las combinaciones serian Situación
persistente o transitoria.
La sección más solicitada en la viga es la C,
apoyo izquierdo. Las imperfecciones se van a
considerar como una acción permanente, no
considerándolas en caso de que su acción sea
beneficiosa.
Comprobación del cortante
Como el cortante de cálculo supera al 50 del
cortante plástico, hay que considerar el cortante.
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El IPE 300, es admisible a cortante y flexión.
El Momento plástico de la sección IPE 300, es
Es decir, que el cortante apenas influye.
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Comprobación del dintel IPE 300, a pandeo lateral
Se supone en principio el arriostramiento para
L5m (sólo en apoyos, peor caso posible), y que
toda la viga esta exenta.
A) El Momento crítico elástico es
La componente MLTv (torsión uniforme, o de Saint
Venant), del momento crítico es
La otra componente (torsión no uniforme), del
momento crítico es
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La esbeltez relativa frente a pandeo lateral de
la viga será
El coeficiente ØLT tiene el siguiente valor,
suponiendo un coeficiente de imperfección aLT de
0,21
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Con todos estos valores se puede ya obtener el
factor de reducción chi para pandeo lateral de
la viga
Finalmente el valor de cálculo de la resistencia
a pandeo lateral de la viga, Mb,Rd es
Como Medgt Mb,Rd, no se cumple y hay pandeo
lateral de la viga del cordón comprimido, en el
apoyo. Se tendrían varias soluciones

1. Aumentar la sección de la viga, no parece muy
   efectivo.
2. Soldar chapas o perfiles a las vigas para
   aumentar su inercia en el eje débil.
3. Disponer de una viga de arriostramiento (IPE 200)
   en la mitad de la luz de la viga principal, así
   Lc2500mm, repetir los cálculo y probablemente
   ahora Medlt Mb,Rd.
4. Disponer el forjado con conectores al ala
   superior del IPE 300, y así Lc700 mm, cumple
   seguro. (700 mm es el intereje de las viguetas
   del forjado).
5. Embeber la viga IPE 300 en el forjado y al igual
   que en el caso anterior Lc700 mm. Por otro lado
   la viga metálica descolgaría menos. (Mejor
   solución).

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Aptitud al servicio Desplome total (acciones de
corta duración que pueden resultar irreversibles)
Los desplomes producidos por las cargas
verticales, son pequeños, el desplome producido
por la acción del viento (H3 y H4) se sumaria al
desplome de las cargas verticales y el de las
imperfecciones, el desplome total del pórtico Y2
sería.
Cumple perfectamente con el L/500, para el
desplome total.
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Aptitud al servicio Flecha instantánea efectos
de corta duración reversibles
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El IPE 300, es admisible a deformaciones por
flechas.
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Se va a dimensionar ahora el soporte P2 de planta
baja que va de la cimentación al F1.
Capacidad portante para dimensional a
flexo-compresión el soporte en ELU, las
combinaciones serian Situación persistente o
transitoria.
Comprobación del cortante
No se considera el cortante.
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Las resistencias de cálculo del perfil HEB 260
son
Axil Plástico
Mpl,Rd Wpl . fyd
Momento Plástico
Se va a considerar del lado de la seguridad y de
la sencillez
Ya que el pórtico es intraslacional, y se han
considerado imperfecciones geométricas iniciales
en el pórtico.
La esbeltez reducida es
Mirando en la tabla 6.2 y 6.3 para pandeo en y
se tiene la curva b lo que da unos valores de
chi de aproximadamente
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La esbeltez reducida en el otro plano es
Mirando en la tabla 6.2 y 6.3 para pandeo en
z se tiene la curva c, lo que da unos
valores de chi de aproximadamente
Si se quiere hacer exacto, se actúa como sigue
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Se han elegido respectivamente, como coeficientes
de imperfección, 0,34 y 0,49, según tablas 6.2 y
6.3. Los valores obtenidos para las chi son
similares, tanto en las tablas como por las
fórmulas.
Obsérvese que la chi es aproximadamente
De la antigua Norma NBE EA 95 (MV 103).
Elementos comprimidos y flectados Para toda
pieza
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Además, sólo en piezas susceptibles de pandeo por
torsión (Secciones abiertas)
Se va a proceder a la obtención de los
coeficientes que faltan para utilizar estas dos
ecuaciones.
Se empieza por el coeficiente de momento
equivalente cm,y
Se continua con el coeficiente de interacción,
para sección de clase 1 y abierta ky
Para la obtención del coeficiente de pandeo
lateral, se actúa de forma semejante al pandeo
lateral en vigas
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El momento critico de pandeo lateral del perfil
HEB 260, es
La esbeltez relativa frente a pandeo lateral del
pilar será
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Elementos comprimidos y flectados Para toda pieza
Admisible
Coeficiente de interacción KyLT
Además, sólo en piezas susceptibles de pandeo por
torsión
Admisible
El perfil HEB 260, cumple perfectamente con
todas las condiciones exigidas de resistencia,
por lo que se da por bueno, como soporte de
planta baja.
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Comprobación del CTE DB SI, para la estructura
metálica
Según Tabla 3.1, del DB SI, sección SI 6,
resistencia al fuego de la estructura, al ser una
edificación residencial, y tener la altura de
evacuación menor a 15 m, se necesita una
resistencia al fuego R 60. Basándose en las
tablas del Anejo D, para estructuras de elementos
metálicos, se tiene que obtener los siguientes
parámetros
Comprobación de la viga metálica IPE 300.
Factor de forma
Coeficiente de sobredimensionado
siendo Ed efecto de las acciones de cálculo en
situación persistente (temperatura normal) ?fi
factor de reducción. Rfi,d,0 resistencia del
elemento estructural en situación de incendio en
el instante inicial t0, a temperatura normal.
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Particularizando para los valores de cargas
verticales por unidad de superficie, se tiene
Suponiendo que cajeamos las vigas con unas placas
de cartón yeso de 20 mm de espesor, el cartón
yeso tiene una conductividad de 0,18 W/mK. El
coeficiente de protección será
Mirando en la tabla D.1, con los siguientes
datos, coeficiente de sobredimensionado, factor
de forma y coeficiente de protección, se tiene
La tabla da una resistencia de R 60, que es
admisible.
41
(No Transcript)
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Comprobación del soporte metálico HEB 260.
D.2.2.1 Soportes de estructuras arriostradas 1
En soportes de acero revestidos mediante
elementos de fábrica en todo el contorno expuesto
al fuego, se puede considerar del lado de la
seguridad que la resistencia al fuego del soporte
es, al menos igual a la resistencia al fuego
correspondiente al elemento de fábrica.
Según en Anejo F, del DB SI, tabla F.1, se tiene
que un ladrillo hueco doble, de 40 mm de espesor,
y con 15 mm al menos de guarnecido de yeso en las
caras expuestas al incendio, tiene una
resistencia de EI 60, con lo cual se puede dar
por buena esta solución en principio.
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PLAN DE FORMACIÓN DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA
EDIFICACIÓN ACCIÓN 4 CSCAE Curso 6. DB SE SE AE
y A.
Gracias por la atención prestada.