ICNC: "Construcción con vigas articuladas” - Concepto y

ICNC: "Construcción con vigas articuladas” - Concepto y

ICNC: "Construcción con vigas articuladas” - Concepto y disposiciones típicas de
pórticos
SN020a-ES-EU
ICNC: "Construcción con vigas articuladas” - concepto y
disposiciones típicas de pórticos
Esta ICNC introduce el concepto de 'construcción con vigas articuladas' para edificios de
varias plantas. La estabilidad lateral viene dada por núcleos rígidos o por paños
arriostrados; el análisis global es elástico y las uniones son articuladas.
Índice
1.
Introducción
2
2.
Diseño: Vigas
2
3.
Diseño: Pilares
2
4.
Diseño: Uniones
2
5.
Diseño de núcleos rígidos o paños arriostrados
3
6.
Disposiciones típicas de pórticos
3
7.
Base en EC3
6
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pórticos
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1.
1.1
Introducción
Generalidades
Este método de cálculo se aplica en estructuras donde el arriostramiento o los núcleos rígidos
ofrecen la resistencia y rigidez para resistir las fuerzas laterales y garantizar la estabilidad
lateral. El método es sencillo de utilizar y permite desarrollar estructuras económicas; véase el
documento SS047. Su uso en el Reino Unido y en otros países ha contribuido de forma
importante al dominio del mercado de pórticos de acero en construcciones de baja altura.
La rigidez traslacional del pórtico se describe en los documentos SN004, SN028 y SN047.
1.2
Análisis global
El método utiliza el análisis global y considera uniones articuladas con una excentricidad
nominal desde la cara de la columna definida en el documento SN005. La introducción de
articulaciones en cada unión hace que la estructura sea estáticamente determinada, y
simplifica la tarea de selección del tamaño de pilares y vigas.
2.
Diseño: Vigas
El diseño de las vigas considera que están simplemente apoyadas debido al uso de uniones
'simples' ('nominalmente articuladas') según EN 1993-1-8 § 5.1.1(2) y la Tabla 5.1 y § 5.2.2.2.
3.
Diseño: Pilares
El diseño de los pilares considera que deben resistir la compresión axial y, cuando
corresponda, un momento nominal proveniente de la unión con las vigas. Consulte los
documentos SN002, SN012 y SX010.
Según EN 1991-1-1 § 6.2.2(1), el diseño de pilares en edificios debe asumir que los forjados
tienen una carga uniforme, por lo que no es necesario considerar la flexión.
4.
Diseño: Uniones
Según se indica a continuación, la clasificación de las uniones como 'nominalmente
articuladas' se puede justificar según la experiencia de un comportamiento satisfactorio en
casos similares. Por lo tanto, se recomienda utilizar uniones tradicionales y una geometría
normal. Los documentos SN013, SN014 y SX012 ofrecen esta información para uniones de
extremo 'simples', y los documentos SN016, SN017, SN018 y SX013 para uniones de chapa
atornillada al alma.
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5.
Diseño de núcleos rígidos o paños arriostrados
Los núcleos rígidos se componen generalmente de muros de hormigón armado alrededor de
las escaleras y áreas del hueco del ascensor. La Figura 6.1 muestra una planta y un alzado
típicos.
Los paneles rígidos se componen generalmente de arriostramiento en cruz de San Andrés de
acero. Las disposiciones del arriostramiento en cruz de San Andrés deben planificarse
cuidadosamente tal que permitan ubicación de vanos de puerta. Las plantas y los alzados
típicos se muestran en la Figura 6.2, 6.3 y 6.4.
6.
Disposiciones típicas de pórticos
A
A
1
2
1
A-A
1.
2.
Núcleo de muros de hormigón
Vanos de puerta
Figura 6.1
Núcleo de hormigón alrededor de escaleras, ascensores, conducciones de
servicio, etc.
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Figura 6.2
Planta que muestra un núcleo rígido de paneles arriostrados en cruz de San
Andrés
Figura 6.3
Pórtico restringido por paneles rígidos, no agrupados como un núcleo
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Figura 6.4
Alzado que muestra arriostramientos típicos
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7.
Base en EC3
Este enfoque de eficacia comprobada para el diseño de pórticos arriostrados está totalmente
en conformidad con los Eurocódigos. Los puntos principales se indican a continuación:
1.
Uniones 'nominalmente articuladas'
EN 1993-1-8 § 5.2.2.1 (2) indica que 'una unión se puede clasificar en base a pruebas
experimentales, la experiencia de un comportamiento satisfactorio en casos similares o
mediante cálculos basados en ensayos’. Existe amplia experiencia de un comportamiento
satisfactorio de estas uniones. Estas uniones se han utilizado durante muchas décadas en
pórticos de acero de baja altura en el Reino Unido y en otros países.
2.
Tratamiento como pórtico arriostrado
EN 1993-1-1 no ofrece una definición de pórtico arriostrado ENV 1993-1-1 § 5.2.5.3
estableció anteriormente que 'una estructura se puede clasificar como arriostrada, si su
resistencia a la traslación viene dada por un sistema de arriostramiento que ofrezca respuesta a
cargas horizontales en el plano, y que sea suficientemente rígido para considerar que el
sistema de arriostramiento soporta todas las cargas horizontales'. Este caso se aplica a los
pórticos en los que las uniones entre viga y pilar son uniones articuladas.
3.
Resistencia a fuerzas horizontales
Los núcleos rígidos/paños arriostrados deben estar diseñados para resistir la carga horizontal
total de las acciones externas y las imperfecciones de pórticos según EN 1993-1-1 § 5.3.2.
SN028 demuestra que se pueden considerar las imperfecciones utilizando coeficientes de
fuerzas horizontales del 0,5% de cargas verticales.
4.
Efectos de segundo orden
Según se indica en el documento SN001, los núcleos rígidos y los paneles diseñados para una
resistencia a fuerzas de estado límite último pueden producir pórticos con α cr < 10, en cuyo
caso se deben diseñar teniendo en cuenta los efectos de la geometría deformada (efectos de
segundo orden). SN028 demuestra que el uso de coeficientes de fuerzas horizontales del 2,5%
de las cargas verticales y la limitación de los esfuerzos en el arriostramiento garantizará
siempre un valor α cr >10, lo que ofrece un proceso de diseño simple al evitar análisis de
segundo orden.
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Registro de Calidad
TÍTULO DEL RECURSO
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Referencias(s)
DOCUMENTO ORIGINAL
Nombre
Compañía
Fecha
Creado por
C M King
SCI
Oct 2005
Contenido técnico revisado por
A S Malik
SCI
Oct 2005
1. Reino Unido
G W Owens
SCI
23/05/06
2. Francia
A Bureau
CTICM
23/05/06
3. Suecia
B Uppfeldt
SBI
23/05/06
4. Alemania
C Müller
RWTH
23/05/06
5. España
J Chica
Labein
23/05/06
G W Owens
SCI
31/8/06
Traducción realizada y revisada por:
eTeams International Ltd.
08/08/06
Recurso de traducción aprobado por: J Chica
Labein
15/09/06
Compañía
Fecha
Contenido editorial revisado por
Contenido técnico respaldado por los
siguientes socios de STEEL:
Recurso aprobado por el
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