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Indice: 1. Introducción......................................................................................................................................................................................4 2. Análisis Despoblamiento rural ….................................................................................................................................................5 •
2.1 Causas
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2.2 Consecuencias
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2.3 Soluciones
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2.4 Proceso
3. La Miel …............................................................................................................................................................................................8 4. Análisis de Torrecuadradilla ….....................................................................................................................................................9 •
4.1 Geográfico
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4.2 Histórico
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4.3 Arquitectónico y constructivo
5. Propuesta …....................................................................................................................................................................................12 6. Timeline ...…....................................................................................................................................................................................14 •
6.1 Primera etapa
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6.2 Segunda etapa
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6.3 Tercera etapa
7. Instalaciones…................................................................................................................................................................................19 8. Calculo Estructural........................................................................................................................................................................21 •
8.1 Parametros de calculo ..............................................................................................................................................21
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8.2 Casos de estudio ........................................................................................................................................................23
9. Bibliografía......................................................................................................................................................................................48
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1. INTRODUCCIÓN Durante los últimos siglos la humanidad ha experimentado uno de los mayores cambios en su historia, la urbanización y densificacion de la población humana en ciudades. Si en 1900 solo el 10% de la población mundial vivía en ciudades en 2008 ya era el 50% de la y para 2030 se prevé que la cifra llegue al 60%. Este fenómeno, aunque con desigual intensidad es común a todos los países En el caso de España hemos visto como en unas pocas décadas se ha transformado un país eminentemente agrícola y rural en un país urbanizado e industrializado. En el proceso sin embargo se han perdido miles de núcleos rurales que han desaparecido completamente por el abandono de sus habitantes y otros miles se enfrentan a una inminente desaparacion, lenta pero constante. Cela en 19461, en su viaje a la Alcarria ya señalaba este problema, que al final de siglo no habia hecho mas que incrementarse. La sociedad sin embargo no ha sabido responder a este problema, durante muchas décadas se ha minusvalorado el medio rural frente al urbano, y su desaparición se veía como una consecuencia inexorable de la modernización y en ocasiones como un aspecto positivo. Solo en los últimos años se ha vuelto a poner de manifiesto que nuestro patrimonio rural es un bien que merece la pena ser conservado. La respuesta de las administraciones ha sido débil o inexistente y solo tímidos intentos desde la sociedad civil han intentado revertir este proceso, como el fenómeno de las ecoaldeas españolas. Es necesario por tanto buscar una solución multidisciplinar a la problemática en la que se involucren todos los actores (políticos, técnicos, urbanitas, paisanos,...). Una solución desde la arquitectura es posible y deseable ¿Que puede hacer la arquitectura para frenar el despoblamiento rural? ¿Como intervenir en lo rural? Son preguntas que en una disciplina eminentemente urbana como la arquitectura pocas veces encuentran respuestas pero que sin embargo existe la capacidad para generar respuestas y soluciones satisfactorias a ello. En la presente memoria intentare responder a estas cuestiones y ofrecer un modelo abierto y flexible que desde el profundo respeto a la realidad rural sea capaz de ofrecer respuestas contemporáneas y que sea interpolable a otros casos y situaciones.
1''(...) Pues yo estoy casada y tengo 3 niñas asi que estoy bien preparada pues mi marido es jornalero ara esta en laermita que estan aciendo pero ya la terminaran para julio o gosto que quieren enagurarla pues contal que termine esto pues setiene que ir abuscar trabajo por que aqui no ay si biese usted el pueblo ara desde cuando usted paso por aqui pues le dire que ay unos 70 vecinos porque seante nido que ir por no aber trabajo y poco apoco se han marchado porque comer y bestir no se escusa (...)'' CELA, Camilo José. Viaje a La Alcarria. 1946, Cap VIII. 4
2. ANÁLISIS DESPOBLAMIENTO RURAL: La comarca de la Alcarria Alta es una de las cinco en las que tradicionalmente se ha dividido Guadalajara, limitada al Sur por el Tajo y al Norte por el AVE y la Carretera nacional. Es atravesada por el Río Tajuña. Brihuega y Cifuentes son sus principales ciudades y las cabezas de las subcomarcas. Como núcleos importantes destacan también Jadraque, Trijueque y Torija. En los últimos 110 años la población total de la provincia de Guadalajara prácticamente no ha aumentado, apenas si lo ha hecho en las ultimas dos décadas en la capital y el corredor de Guadalajara. La comarca de la Alcarria Alta con Brihuega y Cifuentes como principales ciudades ha experimentado un fuerte descenso en su población. La ausencia de grandes núcleos de población potencia el éxodo fuera de la comarca.
La mayoría de la población rural de la comarca ha emigrado fuera de la subcomarca. Ni siquiera Cifuentes, su ciudad más importante, ha sido capaz de frenar el éxodo y ha visto también reducida su población. Torrecuadradilla es un ejemplo típico de lo ocurrido en los municipios de la región. Su fuerte dependencia de la agricultura de secano ha provocado un fuerte éxodo rural amenazando a su propia supervivencia como pueblo. 2.1 Causas El despoblamiento rural se debe a muchas y variadas razones: Causas territoriales: En el medio rural se ha pasado de un modelo territorial aislado en el que todos los recursos se obtenían de el entorno mas inmediato (territorio, pueblo) a un modelo de completa dependencia del exterior a imitación del modelo urbano. En el que hasta los alimentos mas básicos han de ser comprados en supermercados a varios kilómetros de distancia.
Causas económicas: Muy relacionadas con las causas territoriales, el modelo rural tradicional era una economía de subsistencia en el que los habitantes buscaban la manera de sobrevivir con muy pocos recursos que se repartían de la manera mas equitativa posible. El modelo económico rural es de total competencia en una economía libre y globalizada en la que un agricultor manchego con pequeñas parcelas dispersas e irregulares y poca maquinaria ha de competir con el precio de productos producidos en la otra punta del globo y en unas condiciones mucho mas competitivas, lo que produce una reducción de los ingresos y conlleva un menor numero de puestos de trabajo (y por tanto un mayor despoblamiento)
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Causas secundarias: Causas sociales y culturales el desprestigio del medio rural en la sociedad, la ausencia de ocio, oportunidades educativas, diversidad laboral empuja a las nuevas generaciones a emigrar. Causas tecnológicas como la perdida de puestos de trabajo como consecuencia de la tecnificación y evolución de la agricultura (maquinaria, tractores, etc) y la perdida de las actividades artesanas. Causas demográficas el éxodo generalizado en una comarca genera un circulo vicioso que aumentan las causas del despoblamiento. 2.2 Consecuencias: Consecuencia patrimoniales: la disminución de la población reduce el mantenimiento de los edificios históricos (castillos, iglesias, ermitas, etc) pero sobre todo supone el abandono de la arquitectura rural, la perdida de su patrimonio y de las técnicas constructivas tradicionales Consecuencias ecológicas: como el aumento del numero de incendios, por la falta de cuidado de los bosques o la perdida de especies vegetales y animales tradicionales usadas en la agricultura y ganadería Consecuencias paisajísticas: la perdida del paisaje rural-agrícola tradicional (casas de apeos, eras, parideras, campos de cultivo). Consecuencias sociales y culturales la perdida de las tradiciones, costumbres, fiestas, etc de los pueblos, un patrimonio cultural apenas documentado y transmitido oralmente de generación en generación desde hace siglos. Consecuencias económicas. La reducción de la población aumenta el coste de los servicios que han de prestarse a la población restante. Esto aumenta aun más el despoblamiento al reducirse los servicios prestados por las administraciones públicas dado su alto coste. 2.3 Soluciones Se hace imprescindible transformar el modelo económico y territorial para que puedan responder a las necesidades de sus habitantes y frenen el despoblamiento Modelo territorial propuesto: El modelo territorial propuesto llamado autosuficiencia multiescalar, busca un aprovechamiento mas eficiente de los recursos y una menor dependencia del exterior pero sin llegar a un modelo aislacionista ni dependencionista, como los señalados anteriormente y que han fracasado, buscando un equilibrio entre ambos. La autosuficiencia multiescalar en el ámbito rural establece varias escalas vivienda, manzana, barrio, pueblo, territorio y región En cada una de estas escalas se intentara por todos los medios lograr la máxima autosuficiencia posible en todos los ámbitos, cuando esto no sea posible, se recurrirá a la escala superior, y en caso de que alguna necesidad no se satisfaga completamente se recurrirá de nuevo a la escala superior y asi sucesivamente. 6
Modelo económico propuesto: El modelo económico del mismo modo busca una síntesis entre los dos modelos económicos preexistentes la subsistencia y la economía globalizada. Implantando un sistema basado en la autosuficiencia. Pero complementando con un sistema productivo de libre mercado que produzca una fuente de ingresos extra. Estos dos nuevos sistemas propuestos por tanto se articulan en torno a tres conceptos clave:
AUTOSUFICIENCIA: El medio rural ha de tener autonomía reduciendo su dependencia del exterior (aunque no aislándolo). Esta autosuficiencia ha de entenderse de un modo global a través de todas las escalas. Autosuficiencia multiescalar COOPERACIÓN: La cooperación entre los habitantes es imprescindible para lograr la autosuficiencia y aumentar la producción de los recursos. PRODUCCIÓN: La producción esta destinada a comerciar con el exterior y complementar la economía de autosuficiencia. 2.4 Proceso 1. Búsqueda de colonos: Actualmente existen en los núcleos urbanos personas dispuestas a abandonar su estilo de vida urbano y cambiarlo por uno rural, son los ''neo-rurales''. 2. Financiación: Durante todo el proceso se intentara que las necesidades financieras sean las mínimas posibles, aun así se requerirá de una inversión que proveerá de los recursos privados de los socios y de otras fuentes (banca ética y administraciones publicas) 3. Cooperativa: Se establece una cooperativa por parte de los nuevos colonos como sistema para cooperar entre ellos para la explotación de la miel y administrar la ecoaldea. 4. Administraciones: Los socios de la cooperativa contactaran con varias administraciones locales buscando aquella mas favorable a sus intereses, en este caso Torrecuadradilla, y establecerán una estrategia de actuación 5. Autosuficiencia: Para garantizar el éxito de la cooperativa en primer lugar se buscara obtener la autosuficiencia de sus habitantes en todos los ámbitos, energía, agua, comida, etc y se implantaran estrategias pasivas de aclimatación de las viviendas y de eficiencia energética. 6. Una vez garantizado el autoabastecimiento de su población se buscara una actividad productiva que proporcione los ingresos complementarios necesarios. En este caso una explotación apícola
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3. LA MIEL Como industria productiva se ha escogido la industria apicola por varias razones. La producción de miel requiere de inversiones reducidas, especialmente en lo referente a la compra de terrenos ya que es posible arrendar pequeñas parcelas agrícolas para colocar los colmenares a bajo precio y sin interferir en modo alguno en las actividades agrícolas. La miel tiene un valor fijo en el mercado y es un producto no perecedero que puede ser comercializado incluso varios años después de haber sido cosechado. Torrecuadradilla reúne también las mejores condiciones geográficas para la producción de miel además de una larga tradición apícola su aislamiento de núcleos urbanos importantes y la gran cantidad de bosques y pastos que la circundan son idóneos para la producción de una miel ecológica. El municipio se encuentra dentro de los limites de la D.O.P Miel de la Alcarria una de las tres únicas denominaciones de origen para la miel de España. Esto permitirá la producción de una miel de alta calidad. La obtención del sello de denominación de origen Miel de La Alcarria, requiere el cumplimiento de unas características especificas. El polen recolectado por las abejas ha de ser fundamentalmente de espliego y romero. Aunque se aceptan otras especies de la zona como el tomillo y la ajedrea. Para garantizar el adecuado alimento de las abejas, se repoblaran extensiones de terreno con especies florales autóctonas. La abeja que se utilizara será la Apis mellifera ibérica la especie mas extendida en la Península Las abejas son insectos sociables que siempre viven agrupados en la colmena. En una colmena hay tres tipos de abejas: abeja reina, abeja obrera y zángano, zángano en función de la alimentación que suministren las abejas obreras a la larva una vez ha eclosionado el huevo. Se utilizaran colmenas verticales de tipo Langstroth, por ser la más moderna y la que mejor resultados ha dado en la Alcarria. Las colmenas se agruparan en grupos de 24 colmenas, formando un colmenar o apiario, cada colmenar dispondrá además de un abrevadero para que puedan beber las abejas. Los colmenares estarán situados a una distancia como mínimo de 300 m entre ellos. La situación de los colmenares con respecto al pueblo, carreteras, etc, viene regulado por la normativa de Castilla la Mancha.2 De las colmenas se obtienen varios productos: - Miel: Sustancia elaborada por la abeja melífera a partir del néctar de las flores y de otras secreciones extraflorales, que las abejas transportan, transforman con otras sustancias, deshidratan, concentran y almacenan en los panales - Cera: Es una sustancia secretada por la abeja obrera. Utilizándose en la construcción de los panales. La cera de abejas es utilizada industrialmente en la elaboración de cosméticos, betunes, ceras, curtido de pieles, impermeabilizantes, lubricantes, pinturas y velas. - Jalea Real: Sustancia alimenticia secretada por las abejas de 5-15 días de edad. Como utilidad para las abejas, la jalea real es la dieta de las larvas jóvenes hasta el tercer día de vida y el alimento de la reina durante todo su ciclo de vida. Se le atribuyen propiedades alimenticias y medicinales. - Propoleo: El propóleos es una sustancia que las abejas obtienen de los exudados de los árboles. Utilizan el propóleo para reducir la entrada de aire por la piquera y obstaculizar el paso de enemigos. El propoleo se utiliza en medicina y cosmética ya que tiene múltiples propiedades - Polen: Es un producto recolectado por las abejas obreras. Lo recogen inicialmente en los pelos de todo su cuerpo, para depositarlo en la colmena, dentro de las celdas que rodean la cría. El polen, como producto comercial, se emplea en alimentación, cosmética y terapéutica.
2 Regulación aprovechamientos apícolas Castilla La Mancha Orden de 09/02/2011
El numero de colmenas en cada asentamiento no podrá sobrepasar las 120. Alrededor de cada asentamiento, según el número de colmenas que disponga, no podrá situarse ningún otro colmenar en los siguientes radios: (...) Si el número de colmenas está entre 16 y 24, en 300 metros I. II. III. IV.
500 m a zonas habitadas, núcleos de población y centros urbanos. 1200m de distancia máxima de la población (recomendación para la recolección) 400 m a carreteras de cualquier categoría y vías forestales asfaltadas. 100 m a caminos rurales no asfaltados, vías pecuarias y vías forestales no asfaltadas.
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4. ANALISIS DE TORRECUADRADILLA. 4.1 Geográfico Torrecuadradilla se situá en la orilla Sur del Río Tajuña, el arroyo de la Carrera es el principal arroyo que lo atraviesa y a el desembocan la mayoría del resto de pequeños arroyos del municipio. Recientemente en la esquina Noroeste se construyo un embalse, el embalse de la Tajera, destina al almacenamiento de agua para consumo humano que sin embargo no ha cambiado sustancialmente el paisaje de la zona Predomina un paisaje alcarreño montañoso en el que podemos encontrar zonas boscosas poco densas y escarpadas. Al Norte encontramos una zona de encinares, al sur y al este por el contrario aparecen varios sabinares mientras que al Oeste se encuentra un paisaje de transición en el que se mezclan sabinas y encinas.
Mapa de Torrecuadradilla Instituto Geográfico y Estadístico Trabajos Topográficos.189
4.2 Histórico Aunque su toponimia hace pensar en la existencia de una pequeña torre. La mayoría de los estudios coinciden en que su origen se debe a un grupo de colonos de la vecina Torrecuadrada de los Valles que conformaron un nuevo núcleo urbano en la orilla Sur del Tajuña (en torno a los siglos XIV-XV) al que se empezó a denominar Torrecuadradilla para diferenciarlo del primero. Esta circunstancia singular de su fundación explica lo apartado de la población y que no formara parte de ninguna red de caminos medievales preexistentes. Durante los siglos Torrecuadradilla tuvo un crecimiento más lento que el resto de las poblaciones vecinas. El catastro de Ensenada de 17533 es la primera referencia escrita del pueblo y cifra la población en 38 habitantes, con la primera referencia ademas al cultivo de la miel. El diccionario de Madoz de 1845 4 ya habla de 122 3
(…) Colmenas: Hay 13 colmenas, pero tienen dueños: 6 son de Franco Pérez, 4 de María Igualador, y 3 de María Ana Atoreno (…) Vecindario: Hay 38 vecinos, que incluyen 1 cura y 6 viudas.
4Datos de la localidad: Localidad con ayuntamiento en la provincia de Guadalajara (12 leguas), partido judicial de Cifuentes (2), audiencia t e r r . de 9
habitantes dedicados fundamentalmente a la agricultura. En 1910 con ocasión de la realización del catalogo de Edificios y Solares se contabiliza su máximo desarrollo con 224 habitantes. Sin embargo la Guerra Civil (que situó uno de sus frentes de guerra más activos en la provincia de Guadalajara) y el posterior éxodo rural de los años 50-70 sumado a lo particular de su enclave geográfico (alejado de vías de comunicación y núcleos de población importantes) propiciaron su despoblamiento paulatino. En 2013 su población se reducía a 33 habitantes, una población ademas muy envejecida. Sin ningún habitante por debajo de los 45 años.
Historia de Torrecuadradilla 4.3 Arquitectónico y constructivo: Aunque desde el punto de vista arquitectónico y constructivo Torrecuadradilla no reúne características de especial valor patrimonial ni histórico-artístico si constituye desde el punto de vista un interesante conjunto arquitectónico rural, que ha conservado su aspecto tradicional practicamanete invariable y que sumado a su enclave (a orillas del barranco de la hocecilla y circundado por montañas y bosques) le confieren un alto valor paisajistico y pintoresco. Constructivamente podemos distinguir tres tipologias básicas Construcciones agropecuarias: Son construcciones de pequeñas dimensiones muy humildes de mampuesto de piedra casi siempre a seco, con techumbre de teja con poca inclinación (15º), de escasa altura sin superar nunca los 2,5 metros en su punto máximo y con pocas y estrechas aberturas. Sus usos son muy variados y en esta categoría encontramos cuadras, corrales, casetas de apeos, leñeras, almacenes, etc.
Construcciones residenciales: Actualmente se conservan unas 60 viviendas en Torrecuadradilla de muy diverso estado de conservación, aunque la mayoría de ellas presentan graves deficiencias y casi todas se encuentran deshabitadas. La tipologia responde a la construcción típica manchega-alcarreña con poco frente de fachada pero sin embargo mucho desarrollo en profundidad. La mayoría de ellas son viviendas entre medianeras y muchas tenían fachada al menos a dos calles, aunque solo puerta de acceso a una calle a través en muchos casos de un pequeño espacio Madrid (22), ciudad g. de Castilla la Nueva , dióc de Sigüenza (5) SIT. en un hondo sobre terreno pedregoso; goza sin embargo, de buena ventilación y saludable CLIMA. Tiene 60 CASAS; la consistorial, en la que está la cárcel y el pósito con 90 fanegas de trigo; escuela de instrucción primaria frecuentada por 12 alumnos; una fuente de buenas aguas; ana iglesia parroquial (San Miguel Arcángel) servida por un cura y un sacristán, término confina con los de Torrecuadradilla, Renales, Canredondo, Sacecorbo, Cifuentes y El Sotillo ; dentro de él se encuentran varios manantiales y la ermita de Sta. Ana. El TERRENO es quebrado, de mediana calidad y de secano, á pesar de bañarlo el Tajvña, cuyas aguas no pueden aprovecharse para el riego; hay varios trozos poblados de roble, encina y algunos pinos maderables, CAMINOS-, los que dirigen á los pueblos limítrofes, todos de herradura y en mal estaco, por la escabrosidad del terreno. CORREO se recibe y despacha en la cabecera del part., siendo su conducción carga vecinal, PRODUCCIÓN PRINCIPAL: trigo, cebada, centeno, avena, legumbres, leñas de combustible, algunas maderas de construcción y buenos pastos, con los que se mantiene ganado lanar, cabrío, vacuno, mular y asnal; hay caza de liebres, conejos, perdices y algunos corzos; pesca de barbos truchas, anguilas y cangrejos, IND. la agrícola, recriacion de ganados y el corte y aserrado de algunas maderas, POBL 46 v e c , 122 almas CAP. PROD.. L.248,000 reales IMP. 62,400. CONTR. 3,548.
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abierto de entrada que servia de cuadra, corral, o espacio de guarda de los apeos del campo. Su construcción es así mismo con mampuesto de piedra recibidos con mortero de cal, algunas de las casas (especialmente las mas contemporáneas) presenta enfoscados y revocos realizados con morteros de yeso.
Construcciones dotacionales: Aunque pocas y de muy diversas características merece la pena señalar al menos la mayoría de ellas. Así podemos destacar en primer lugar la iglesia mayor; del s XVI e interior barroco, la ermita; situada a las afueras del pueblo pero muy cerca de las viviendas que actualmente se encuentra abandonada y sin cubierta, la escuela municipal; muy reformada, el ayuntamiento; del XVIII y con un campanario, la fuente, el lavadero y el frontón municipal; construidos a principios del siglo XX y el antiguo pósito municipal; edificio donde se el concejo municipal guardaba tradicionalmente una parte de las cosechas de grano para repartirlo en épocas de carestía entre las familias mas humildes y que actualmente se ha reconvertido en el bar del pueblo.
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5. PROPUESTA La propuesta consiste en la creación de una ecoaldea que sea capaz de garantizar la autosuficiencia de sus habitantes y la producción de la miel para permitir el repoblamiento de Torrecuadradilla con nuevos habitantes provenientes de las ciudades ¿Que es una ecoaldea?
''Una “ecoaldea” es un asentamiento humano, concebido a escala humana, que incluye todos los aspectos importantes para la vida, integrándolos respetuosamente en el entorno natural, que apoya formas saludables de desarrollo y que pueda persistir indefinidamente'' (Robert Gilman)
En España aunque existen pocas ecoaldeas y la mayoría son de reciente construcción en los últimos años han experimentado un auge y una mejora apreciable en sus condiciones de vida. Las ecoaldeas existentes en España se integran en la Red Ibérica de Ecoaldeas (RIE) que es la Red que relaciona, conecta y acerca las diferentes ecoaldeas que están funcionando. Una característica común a todas las ecoaldeas es que frente a la actual dictomia publico-privado. Las ecoaldeas introducen el concepto del procomun o del commons que recoge el mismo espíritu que lo común, es decir aquellos espacios o recursos que pertenecían a una colectividad y que eran explotados y controlados por sus miembros conforme a unas reglas autodadas en las que se recogían los derechos y obligaciones y el reparto de los beneficios y del trabajo. Lo común actualmente se encuentra en vías de extinción y ha sido el Estado o la iniciativa privada quien lo ha absorbido. Sin embargo encontramos ejemplos de el procomun tanto en el presente (creative commons, wi-fi libre, wikipedia) como en formas tradicionales del pasado; bosques y pastos comunales, eras, la suerte de pinos, las peonadas, sistemas comunitarios de explotación de la recursos (encinas, resina, trufas … ) El modelo organizativo es horizontal, asambleario y participativo basado en una distribución cooperativa de la fuerza de trabajo y de los recursos existentes para lograr una mayor autosuficiencia. La propuesta elimina parte de la superficie dedicada a espacio privada y la reconvierte en espacio comunitario que sera ocupado por las intervenciones para conseguir la autosuficiencia.
Todas las ecoaldeas (pese a sus diferencias) siguen el mismo funcionamiento una estrategia basada en tres conceptos: AUTOABASTECIMIENTO + COOPERACIÓN + PRODUCCIÓN AUTOABASTECIMIENTO Para reducir la dependencia del exterior y garantizar la supervivencia se hace necesario profundizar en la autosuficiencia, de alimentos, energética, agua, calefacción etc... 1. Recuperar las huertas tradicionales, los frutales y el compostaje; Las huertas se encuentran actualmente abandonadas, recuperarlas garantizara el suministro de alimentos. 2. Recuperar las leñeras y las calderas de biomasa; Como sistemas de calefacción se intentara eliminar la 12
necesidad de los combustibles fósiles y se recurrirá a la leña y a la biomasa. 3. Recuperar los corrales y las conejeras; Los pequeños animales domésticos como gallinas y conejos requieren pocos cuidados pero ayudan a complementar la dieta. También se recuperar la cría de otros animales de granja como cerdos, cabras y vacas lecheras. Se introducirán las piscifactoría a pequeña escala para completar la dieta. 4. Autobastecimiento energético y eléctrico; Mediante las energías renovables principalmente energía solar y eólica, Torrecuadradilla puede lograr fácilmente la autosuficiencia energética. COOPERACIÓN Para lograr la autosuficiencia los vecinos han de cooperar entre ellos, la cooperación es ademas imprescindible para lograr la integración entre nuevos y antiguos habitantes de Torrecuadradilla 1. Atraer nuevos habitantes; Para frenar el despoblamiento se necesitan nuevos colonos que estén dispuestos a mudarse al pueblo. 2. Rejuvenecer la población; Para que la repoblación sea un éxito es fundamental rejuvenecer la repoblación y reducir la dependencia de sus habitantes. 3. Establecer nuevos vínculos sociales; Antiguos vecinos y nuevos tienen que formar lazos de relación para garantizar una correcta interacciona e integración en el pueblo. 4. Crear sentimiento de comunidad; Una población con fuertes lazos sociales y sentido de comunidad es una población con menor tendencia a la emigración y el abandono. PRODUCCIÓN Para poder acceder a aquellos bienes y servicios que no puedan ser satisfechos en el interior del pueblo se necesitan fuentes de ingresos externas que complementen la economía. 1. Crear industria complementaria a la autosuficiencia; En este caso se ha decidido apostar por la apicultura, una industria tradicional que puede complementar la economía local. 2. Turismo; Los turistas pueden ser una fuente de ingresos complementaria, pueden ser atraídos con actividades relacionadas con la miel. 3. Vender los excedentes locales en mercados tradicionales; Los excedentes horticolas pueden ser vendidos en mercados tradicionales cercanos (Cifuentes, Canredondo) o a turistas en el propio pueblo. 4. Alcanzar la soberanía energética y exportar el excedente; Una vez alcanzada la autosuficiencia energética el excedente será vendido a la región, ayudando a financiar al ayuntamiento.
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6. TIMELINE Esta intervención se realizara a través de 9 intervenciones diferentes, diferentes 6 de ellas denominadas plug-in y tres tipologias de viviendas. viviendas Los plug-in son unos dispositivos-maquina diseñados para lograr la autosuficiencia de los ecoaldeanos, cada uno de ellos esta especializado en la producción de un recurso y el diseño, construcción y localización del mismo se ha elegido en base a ello. Viviendas: Viviendas Las tres nuevas tipologias de viviendas están destinadas a satisfacer las necesidades habitacionales de los nuevos ecoaldeanos así como proporcionar nuevos espacios para procesar la miel en el interior del pueblo.
La propuesta se realizara en diferentes etapas, cada etapa tiene una duración de 15 años, un tiempo suficiente pero necesario para adquirir por completo los conocimientos, la experiencia y las aptitudes necesarias para poder pasar a la siguiente etapa. Cada etapa estará marcada por un programa concreto y por un sistema constructivo determinado y responde a las características sociales y demográficas de la ecoaldea en ese momento determinado. La realización de la intervención por etapas permite ademas un crecimiento de la población pausado pero constante que facilita las interacciones entre los habitantes y sobre todo garantiza que el espíritu original del pueblo no se desvirtuara totalmente y que parte de su vasto patrimonio cultural pueda ser traspasado lo mas intactamente posible a las nuevos habitantes de la ecoaldea. Una repoblación masiva y en un corto periodo de tiempo por el contrario ocasionaría una fuerte tensión entre nuevos y antiguos habitantes y desvirtuaría y eliminaría por completo la identidad cultural original de Torrecuadradilla por lo que esta completamente desaconsejada.
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6.1.PRIMERA ETAPA (colonización): Esta etapa transcurre en los primeros 15 años (2015-2030) de la nueva ecoaldea, esta destinada a lograr la autosuficiencia básica de los habitantes a través de la producción de alimentos. El sistema constructivo usado es el llamado entramado ligero (balloon frame). Un sistema constructivo sencillo, barato y económico que requiere de pocos operarios y herramientas, muy adecuado para esta etapa del proceso. Características: 1- Se crean estructuras superficiales en muros forjados y cubiertas que al unirse funcionan como una estructura espacial 2- Se emplea un gran numero de elementos con una disminución de las escuadrías, por lo que se distribuye y alterna la carga a través de muchos elementos de pequeña dimensión 3- Las piezas usadas son normalizadas 4- Las piezas tienen un bajo nivel de mecanización lo que supone un bajo coste en la fabricación 5- Las uniones son sencillas, sin juntas ni ensambles especiales, bastando el empleo de clavos y grapas 6- El tiempo de construcción es muy bajo por la prefabricacion y la construcción seca 7- Tiene un alto grado de flexibilidad, tanto en el diseño inicial como en los cambios posteriores, si son necesarios. 8- Es fácil de aislar e impermeabilizar. Las cavidades que deja el entramado permiten el paso de instalaciones y el relleno con aislante. En esta etapa se construyen el plug-in ganadero, plug-in aquaponia y vivienda parásita
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6.1.1 Plug-in Ganadero: Usado para la cría de animales de corral para su consumo humano. El modulo base se puede usar sencillo o duplicarlo para obtener un modulo doble. El modulo sencillo alberga gallinas y conejos, el modulo doble sirve para cabras y cerdos o puede ser utilizado como cuadra de un animal grande (vaca, caballo, …) En la parte inferior del plug-in se construye un biodigestor. El biodigestor permite mediante un proceso de fermentación anaerobico transformar los excrementos de los animales en fertilizante para ser usado en los cultivos y en biogas para las cocinas.
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6.1.2 Plug-in Aquaponico: Destinado a la producción de alimentos durante todo el año. La aquaponia es la combinación de la acuicultura y la hidroponia. Se utilizan pequeñas construcciones preexistentes para establecer un invernadero de botellas de plástico recicladas. Unos tanques de agua permiten criar peces en régimen de piscifactoría durante todo el año (barbos y truchas). El agua sucia de los tanques es bombeada hasta el piso superior donde es utilizada como agua de riego para cultivos hidroponicos de vegetales. El agua filtrada y 15
purificada por las plantas es devuelta de nuevo a los tanques de peces ya limpia. Formando un ciclo cerrado que produce verduras y peces pero solo necesita del aporte de alimento para peces. •
6.1.3 Vivienda parásita: La vivienda parásita edificaciones preexistentes en desuso colonizandolas. La planta baja se destina a la primera etapa del proceso de la miel, la recepción de las alzas con miel y su extracción y almacenamiento en bidones de miel. La planta superior se destina a vivienda,
6.2 SEGUNDA ETAPA (asentamiento) Esta etapa transcurre en los siguientes 15 años (2030-2045), esta destinada a lograr las condiciones básicas de habitabilidad y reducir la necesidad de recursos externos (agua, A.C.S, y calefacción). El sistema constructivo es de entramado pesado. El entramado pesado es un sistema constructivo tradicional (vigas y viguetas) mediante uniones articuladas que requiere la colaboración entre mas habitantes y una mayor especialización. Características: 1- Se utiliza la madera como elemento estructural puro. Es decir, la estructura es independiente del cerramiento y los esfuerzos principales actúan en dirección paralela a la fibra 2- Admiten luces mayores y entramados en altura de hasta 6 plantas. 3- Permite aprovechar los espacios abuhardillados ya que la cubierta deja estancias mas diáfanas 4- Aunque en su origen era un sistema muy artesanal y complejo actualmente puede ser competitivo y sencillo al disponerse de equipos y herramientas portátiles mecánicas 5- Las piezas tradicionalmente se cortaban y montaban in situ, aunque el sistema emplea ahora diversos grados de industrialización y prefabricacion. 6- Todas las piezas son desmontables y trasladables ayudándose de unas marcas especiales. En esta etapa se construyen el plug-in hidrico, hidrico plug-in térmico y vivienda artesana.
2.1 Plug-in Hídrico: Actúa de torre de captación hídrica, su altura le permite capturar mejor el agua de lluvia a través de una abertura en su parte superior, su fachada a base de lamas de maderas conduce el agua de lluvia al interior del plug-in donde es recogida primero en un deposito y después vertida al filtro depurativo. En los viales de la ecoaldea una red de viajes de agua conduce el agua hasta su interior, donde junto con el agua de lluvia es filtrada y depurada a través de varios filtros naturales de diferentes materiales (grava, arena, limos) para posteriormente ser almacenada en un aljibe 16
subterráneo Del aljibe es bombeada de nuevo para su posterior uso en el riego de los cultivos principalmente. 2.2 Plug-in térmico: Coloniza las medianeras de los edificios construyendo un sótano donde se establecen las calderas de biomasa que proporcionaran A.C.S y calefacción centralizada a varias viviendas. En planta a nivel de calle se establece una plaza publica. En las plantas superiores un sistema de tuberías con algas biorreactivas permite la creación de biomasa que es usada en la alimentación de las calderas.
2.3 Vivienda artesano: Se localiza en el interior de viviendas de grandes dimensiones pero que actualmente se encuentran deshabitadas. En ellas coloniza el espacio interior mediante una construcción auxiliar de entramado pesado que no toca la envoltura exterior del edificio. La planta baja se destina a labores de artesanía relacionadas con la miel, la transformación de la cera de abeja principalmente en velas, cosméticos, betunes, objetos de decoración, etc. La planta superior se destina a vivienda liberando el máximo posible la planta inferior para permitir la entrada de luz desde los lucernarios superiores. En la nueva azotea creada pequeños huertos familiares garantizan la autosuficiencia alimentaria a una escala familiar. 3. TERCERA ETAPA (expansión) La ultima etapa transcurre en los últimos 15 años (2045-2060) busca obtener beneficios extra para los ecoaldeanos (electricidad y suministros). La construcción se basa en un sistema de pórticos prefabricados de madera laminada. Esta construcción aunque requiere de más operarios y de una mayor especialización permite obtener luces mayores y construcciones de una mayor complejidad. Características constructivas: 1- La materia prima empleada en la fabricación de la madera laminada proviene de los bosques renovables, el coste energético de su transformación es muy bajo en comparación con otros materiales como el acero, el hormigón o el aluminio, siendo reciclable todo el material empleado y los residuos generados. 2- Las características de la madera laminada permiten cubrir grandes luces y resolver geometrías complejas a un coste competitivo. 3- Las características mecánicas , las versatilidad de diseño y su comportamiento al fuego hacen que la madera laminada sea un material altamente competitivo frente a otros materiales estructurales. 4- La madera laminada es resistente en ambientes agresivos y corrosivos, lo que la hace ideal para aquellas aplicaciones en los que por sus características otros materiales ven limitado su uso 6- La madera laminada es el material que mejor garantiza la estabilidad al fuego exigida por la normativa vigente sin necesidad de ningún tratamiento adicional. 7- La estructura de madera laminada resulta 10 veces más ligera que la de hormigón y 3 veces que la acero a iguales exigencias estructurales. Esta característica se traduce en pilares y cimentaciones más esbeltos y reducidos, con el consiguiente ahorro económico. 17
8- Por su alto grado de prefabricación, el montaje de estructuras de madera laminada se realiza en espacios de tiempo muy cortos. Además se trata de un material de "construcción seca", que no genera residuos ni requieres grandes infraestructuras en obra. En esta etapa se construyen el plug-in energético, energético plug-in suministros y vivienda apicultor.
3.1 Plug-in energético: Las tradicionales peñas de los pueblos cumplen una función social primordial, establecer lugares de reunión y de ocio para sus habitantes que son usados intermitentes a lo largo del año. Los miembros de una peña se suelen dividir por grupos de edad, o aficiones. Las ''neopeñas'' se establecen en la planta superior de los plug-in energéticos. La planta inferior se destina a pequeños garajes comunitarios (solucionando el problema de aparcamiento, dada la estrechez de las calles urbanas) y como almacén de leña comunitaria para las chimeneas y estufas de las viviendas. 3.2 Plug-in suministros: La ausencia de comercios en el pueblo obliga a sus habitantes a usar el coche para ir a Cifuentes u otros pueblos vecinos cada vez que necesitan algún bien. Los 4 plug-in suministros recuperan edificios abandonados para su uso como pequeños comercios; una panadería en el antiguo horno de pan, una tienda de ultramarinos, una farmacia y una tienda de productos de miel para turistas y visitantes. En el exterior del plug-in la cubierta crea un espacio de reunión cubierto donde poder reunirse o simplemente esperar la cola del pan. El plug-in actuá como centro de intercambio de los excedentes y restos de las obras de construcción de la ecoaldea. Cualquier ecoaldeano puede depositar algún material que no use (tejas, piedras, listones de madera, botellas de plástico, ...) permitiendo que otro ecoaldeano puede recogerlo posteriormente para utilizarlo en otra obra. 3.3 Vivienda apicultor: La ultima de las viviendas es la única completamente de planta nueva. Su doble crujía divide la vivienda en dos partes, una publica destinada a sala de envasado final de la miel y de procesado de subproductos apicolas (jalea real, propoleo y polen) y con acceso directo desde la calle. Y otra parte mas privada con un acceso lateral y volcada al interior de la manzana
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7. INSTALACIONES A) Pluviales Torrecuadradilla no dispone de un sistema separativo para las aguas pluviales. Actualmente las pluviales se vuelcan directamente a la calle. Se crea una red de canales de recogida que discurren por el centro de los viales recogiendo el agua de la calle y el agua vertido por los canalones al vial. Estos canales desembocan en los plug-in HÍdricos (7) situados en los extremos del pueblo, en las cotas más bajas. En los plug-in Hídricos el agua de lluvia se filtra y almacena en los aljibes subterráneos. De ahí es bombeada hasta los aljibes de riego situados en las zonas de cultivo, para su uso como agua de riego.
B) ACS y Calefacción. La gestión de la ACS y calefacción pasara a estar centralizada. Los 5 plug-in térmicos abastecerán de un modo centralizado las necesidades de agua y calefacción de las viviendas de su zona (aproximadamente entre 15-20 viviendas por plug-in) Los plug-in térmicos producirán ACS y calefacción a través de una caldera de biomasa, esta caldera será abastecida por medio de restos orgánicos leñosos (podas, talas, agricultura carpintería, construcción...) y generará su propia biomasa mediante el uso de algas biorreactivas que se ''cultivarán'' en los conductos de su fachada.
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C) Saneamiento. Se reaprovecha la red de saneamiento actual, pero optando por su depuración in situ, para su posterior reaprovechamiento o vertido al Arroyo de la Espinosa. Las aguas grises y negras llegan al centro de depuración, ahí en primer lugar pasan por un separador de grasas. A continuación pasan a través de un tamiz para eliminar las partículas mayores y son conducidas a la fosa séptica. De la fosa séptica, el agua es vertida en una gran balsa de fitodepuración donde plantas acuáticas proceden a la depuración de la misma. El agua limpia obtenida es almacenada en un plug-in hídrico o vertida al arroyo de la Espinosa.
D) Cultivos. Para garantizar el correcto autoabastecimiento y siguiendo los principios de la autosuficiencia multiescalar, se disponen cultivos en todas las escalas territoriales. En la escala vivienda, con cultivos en terrazas (A) y cultivos hidropónicos en ventanas (B). En la escala manzana con cultivos vecinales en el interior de las manzanas gestionados por los vecinos (C), y con cultivos en invernaderos en los plug-in aquaponia (D). A escala pueblo, todos los habitantes se encargan de gestionar y cuidar los huertos municipales (E) y los árboles frutales (F).
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E) Electricidad. Torrecuadradilla reúne buenas condiciones para la producción de energía solar fotovoltaica dada su latitud, es por ello que la colocación de paneles solares en los faldones de todas las cubiertas a Sur y/o Oeste será prioritario para garantizar la autosuficiencia energética. La producción y consumo de electricidad se gestionara de forma gestionada siendo el excedente vendido a la red para ayudar a la financiación del ayuntamiento. En una segunda etapa se explorara la posibilidad de colocar molinos eólicos que complemente la producción de energía especialmente en días nublados y por las noches para reducir las necesidades de almacenamiento y de dependencia del exterior.
F) Reciclaje Un correcto autoabastecimiento pasa por garantizar las tres R, reusar, reducir y reciclar. Para el ultimo supuesto (el reciclaje) se disponen varios puntos de reciclaje por el pueblo. Un punto de reciclaje para el vidrio, plástico, y otros RSU. Un punto de reciclaje integrado que convierte el papel y cartón en cajas de cartón para la industria de la miel, y que convierte los restos de lana y textiles en aislamiento para la construcción. Por ultimo los plug-in suministros actúan de punto de intercambio para los restos y excedentes de la construcción.
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8. CALCULO ESTRUCTURAL 1. PARAMETROS DE CALCULO Se usaran exclusivamente dos tipos de madera, madera aserrada estructural y madera laminada encolada homogénea. En el caso de la madera aserrada corresponderá a madera de pino procedente de la serranía de Cuenca, Cuenca también llamado comúnmente pino laricio, pino negral o pino salgareño nombre científico pinus nigra Su clase resistente como se observa en la tabla (abajo) es la C30
Las propiedades de la madera de clase resistente C30 son las siguientes:
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Las propiedades de la madera lamina encolada homogénea usada (GL24) son las siguientes:
Protección a fuego La resistencia a fuego que han de soportar los elementos estructurales sera de R30 debido a su escasa superficie, altura, numero de plantas y uso agropecuario que a falta de otras opciones se podría asemejar al caso de viviendas unifamiliares, que según el CTE DB-SI Sección 6.3.1 es de R30 En el caso del plug-in térmico debido a que se tratan de tres plantas (una de ellas sótano) se han realizado los cálculos en base a una resistencia R60. No obstante en todos los casos, se proveerán de todos los medios necesarios de evacuación en caso de incendio y medidas de protección contra incendio reglamentarias. Todos los elementos constructivos de madera tendrán un tratamiento ignífugo previo. Del tipo IGNIMAD LA-33 en autoclave de doble vació. Mediante este tratamiento la madera pasa de una categoría D en nivel de comportamiento ante fuego (combustible con una contribución media al fuego) a una categoría B (combustible con una contribución muy limitada al fuego)
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2. CASOS DE ESTUDIO 2.1 PLUG-IN AQUAPONIA 2.1.1 Calculo de cargas
a) Cubierta – Peso tablero policarbonato = 0,05 kN/m2 P= 0,05 . 2,21 . cos 20º . 0,54; P= 0,056 kN – Peso propio par= 4,60 kN/m3 V par= 0,06 . 0,12 = 0,012 m3 P= 4.60 .0,012 = 0,0552 kN – Carga Nieve= 0,6 kN/m2 P= 0,6 . 054 . 2,21 . cos20º; P= 0,67 kN – CARGA PERMANENTE= PERMANENTE 0,056+ 0,0552= 0,111 kN/2,21 = 0,05kN/ml – CARGA VARIABLE= 0,3kN/ml VARIABLE 0,67/2,21=0,3kN/ml b) Pilar – Peso pilar= 4,60 kN/m3 V pilar= 0,06 . 0,1 . 2,37 =0,014 m P= 4,60 . 0,014 = 0,065 kN – Peso cordón superior = 4,60 kN/m3 V cordón= 0,1 . 0,06 . 0,54 = 0,0212m3 P= 4,60 . 0,0212= 0,09 kN – CARGA PERMAMENTE= ,155kN PERMAMENTE 0,065+ 0,09 = 0,155kN c) Forjado – Peso pavimento= 0,30 kN/m2 P= 0,3 . 0,54 . 4 = 0,648 kN – Peso tablero = 6 kN/m3 V Tablero= 0,02 . 4 .0,54 = 0,0432 m P Tablero= 0,0432.6= 0,25 kN – CARGA PERMANENTE= 0,2245 kN/ml PERMANENTE 0,648+0,25= 0,898 kN/4=0,2245 – CARGA USO= USO 2 kN; 2kN/4= 0,5 kN/ml 2.1.2 Diagramas (SAP 2000)
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2.1.3 CALCULOS, estudio pórtico nº 6 2.1.3.1 VIGAS + VIGA A PREDIMENSIONADO (1) B= 6cm; H = 20cm
Clase de madera C30
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: Se obtienen los momentos flectores máximos de calculo M d de cada tramo para situaciones permanentes o transitorias, sumando los momentos producidos por las cargas permanentes y las cargas variables multiplicados por los coeficientes de mayoracion que dependen del tipo de acción. γ G : es el coeficiente de seguridad para acciones permanentes; 1,35 γ Q : es el coeficiente de seguridad para acciones variables; 1,5 El coeficiente entre cada momento flector máximo de calculo y el modulo resistente de la pieza W= b h² /6 proporciona el valor de las tensiones normales máximas de calculo σ m,d en cada uno de los tramos La comprobación se realiza comparando estas tensiones de calculo σ m,d con la resistencia de calculo a la flexión de la madera seleccionada f m,d Para la obtención de esta ultima se emplea la expresión siguiente:
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f md
k fi ⋅ f mk = k mod ⋅ k h ⋅ Ym
f m,k: es la resistencia característica a flexión (corresponde a la flexiona correspondiente a la clase resistente) f m,k VIGA A= 30 N/mm²
k mod: es un factor de modificación que tiene en cuenta la duración de la carga y el contenido de la humedad de la madera k mod VIGA A= 0,8 k fi: factor de modificación en caso de incendio k fi VIGA A= 1 k h: es un factor de corrección denominado de ALTURA que depende de las dimensiones de la sección y oscila entre 1 – 1,3 para madera maciza y 1- 1,1 para madera laminada encolada k h VIGA A= 1,00 γ M: es el coeficiente parcial de seguridad del material, que para las combinaciones fundamentales tiene el valor de 1,30 para la madera aserrada y 1,25 para la madera laminada encolada. γ M VIGA A= 1,30 f m,d VIGA A= 0,8. 1,05 . ( 1 . 30) / 1,30 = 18,5N/mm² siendo σ d:
N * + N su * M pp * + M su * σ d = pp + Aef wef N pp: carga permanente mayorada N pp VIGA A = 0
N su: axil mayorado N su VIGA A = 0
M pp: Momento flector mayorado (cargas peso propio) M pp VIGA A = 0,09 m KN
M su: Momento flector mayorado (cargas de sobrecarga de uso) M su VIGA A = 0,27 m KN
A ef: área (de la sección eficaz) A ef VIGA A = 120 cm²
W ef: momento resistente (de la sección eficaz) W ef VIGA A = 400 cm³ σ d VIGA A= (0+0 / 120) + (0,27+0,09/ 400) = 0,9 mm² Cuando f m,d > σ d se cumple la condición de resistencia VIGA A f m,d > σ d ; 18,5 N/mm² N/mm² > 0,9 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (5%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: No se realizaran comprobaciones a estabilidad frente a pandeo lateral, ya que en todas las piezas se encuentran fuertemente arriostradas por otro elementos (viguetas si el elemento a comprobar es una viga y entarimados o tableros en el caso de viguetas de forjado) c) Resistencia de la pieza frente a cortantes Se calcula para cada tramo, el esfuerzo cortante máximo de calculo V d, suma de los cortantes máximos producidos por las cargas permanentes y las cargas variables, multiplicados por los coeficientes de mayoración 26
de acciones que les corresponden. De acuerdo con 6.1.8.2 del DB SE-M, en la determinación de los esfuerzos cortantes se desprecian las cargas que actúan dentro de las zonas cuya distancia a los apoyos es menor que el canto de la pieza. A partir de los valores máximos de los esfuerzos cortantes de calculo V d de cada tramo, se obtienen las tensiones tangenciales de calculo τ d, mediante la aplicación de la expresión siguiente: τ d= Vd . 1,5/ A en la que A es el área de la sección transversal de la pieza La comprobación se realiza comparando las tensiones tangenciales de calculo de cada tramo τ d con la resistencia de calculo a esfuerzo cortante de la clase resistente de la madera seleccionada f v,d Para la obtención de esta ultima se emplea la expresión siguiente
f v d = k mod ⋅ k fi ⋅
fvk Ym
f v,k: es la resistencia característica a cortante (corresponde al cortante correspondiente a la clase resistente) f v,k VIGA A = 4,0 N/mm²
k mod: es un factor de modificación que tiene en cuenta la duración de la carga y el contenido de la humedad de la madera k mod VIGA A = 0,8 k fi: factor de modificación en caso de incendio k fi VIGA A= 1 γ M: es el coeficiente parcial de seguridad del material, que para las combinaciones fundamentales tiene el valor de 1,30 para la madera aserrada y 1,25 para la madera laminada encolada. γ M VIGA A= 1,30 f vd VIGA A= 0,8 . 1 .(4/1,3) = 2,5 N/mm² N/mm²
τ d = 1,5 ⋅
V pp * +Vsu * k cr ⋅ Aef
siendo td : pp: carga permanente mayorada (cargas de peso propio) V pp V pp VIGA A= 0,16 mKN
V su: axil mayorado (cargas de sobrecarga de uso) V su VIGA A = 0,5 mKN kcr: Factor de corrección por influencia de fendas en esfuerzo cortante. kcr VIGA A= 0,67 A ef: área (de la sección eficaz) momento resistente (de la sección eficaz) A ef VIGA A= 120 cm² td = 1,5 . (0,16 + 0,5/ 0,67 . 120 ) = 0,1 N/mm² Cuando en el tramo mas desfavorable se verifique que fv,d > td se cumplirá la condición de resistencia frente a cortante VIGA A fv,d > td; 2,5 N/mm² > 0,1 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (5%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) La flecha de un elemento estructural se compone de dos términos, la instantánea y la diferida, causada por la fluencia del material, que en el caso de la madera es bastante apreciable 27
La flecha instantánea, se calcula con la formulación tradicional de la resistencia de materiales; al tratarse de un Estado Límite de Servicio y no Estado Límite último, las cargas NO se mayoran 4 δ = δ '⋅ q ⋅ L
E ⋅I
Por tanto la formulación de la flecha total de una viga de madera será:
δ tot = δ pp ⋅ (1 + kdef ) + δ su ⋅ (1 + ψ 2 ⋅ kdef ) k def: es el factor de fluencia para CS2 k def VIGA A = 0,80 Ψ 2: es el factor para cargas de corta duración Ψ 2 VIGA A = 0,3 dpp = Flecha instantánea debida a carga permanente d pp VIGA A = 0,07 mm dsu: Flecha instantánea debida a sobrecarga de uso d su VIGA A= 0,19 mm d tot VIGA A = 0,07 (1+0,8) + 0,21 (1+0,3 . 0,8) = 0,344 mm Para que la flecha máxima sea admisible If> d tot/ fmax; el valor de este indice no debe ser mayor a la unidad. f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/300 (cubiertas) f max VIGA A= 2200mm/300 = 7,33 mm 1 > 0,344 mm / 7,33mm; 1 > 0,04 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego Según este método, durante un incendio las dimensiones de una pieza expuesta disminuyen en una proporción que depende del tiempo de duración del fuego y de la velocidad de carbonización de la madera. A efectos de calculo, las dimensiones iniciales de la sección de la pieza (h y b) se transforman en otras dimensiones ''reducidas'' siendo σ m,d,fi= M d,fi / Wfi
M d,fi: momento flector de calculo en situación de fuego M d,fi VIGA A: 0,07+0,18 . 1 . 1 = 0,25 m KN
W fi: modulo resistente de la sección reducida de la pieza W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA A= 7 cm³ σ m,d,fi VIGA A=34,6 N/mm²
La comprobación se realiza comparando la tensión de calculo de cada tramo con la resistencia de calculo a flexión en situación de fuego del tipo de madera utilizado f m,d,fi Para la obtención de esta ultima se usa la expresión f m,d,fi = . kmod,fi . ksys . (kfi . fmk)/ γ M:, fmk: es la resistencia característica a flexión (corresponde a la flexiona correspondiente a la clase resistente) f m,k VIGA A= 30 N/mm² k mod,fi: es el factor de modificación en situación de incendio que depende de la duración de la carga y de la clase de Servicio. Según el método de la sección reducida su valor es 1 k mod,fi VIGA A= 1 k fi: factor de modificación en caso de incendio que para R30 es 1,25 28
k fi VIGA A= 1,25 ksys: es el factor de corrección llamado carga compartida cuyo valor es 1,1 para elementos conectados por un sistema continuo de distribución de carga k sys VIGA A= 1,1 γ M: es el coeficiente parcial de seguridad del material en situación de fuego, cuyo valor es 1 γ M VIGA A= 1 fm,d,fi = 1 . 1,1. (1,25 . 30)/ 1= 37,5 N/mm² El resultado es suficiente cuando se cumple que fm,d,fi > σ m,d,fi VIGA A fm,d,fi > σ m,d,fi; 37,5 N/mm² > 34,6 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R30 (92%) + VIGA B PREDIMENSIONADO (1) B= 6cm; H = 20cm
Clase de madera C30
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA B= 30 N/mm² k mod VIGA B= 0,8 k fi VIGA B= 1 k h VIGA B= 1,0 γ M VIGA B= 1,30 f m,d VIGA B= 0,8. 1,0 . ( 1 . 30) / 1,30 = 18,5 N/mm² N pp VIGA B = 0 N su VIGA B = 0 M pp VIGA B = 0,74 m KN M su VIGA B = 1,50 m KN A ef VIGA B = 120 cm² W ef VIGA B = 400 cm³ σ d VIGA B= (0+0 / 120) + (0,74+1,5/ 400) = 5,6 mm² VIGA B f m,d > σ d ; 18,5 N/mm² N/mm² > 5,6 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (30 %) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: ídem VIGA A 29
c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA B = 4,0 N/mm² k mod VIGA B = 0,8 k fi VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1,30 f vd VIGA B= 0,8 . 1 .(4/1,3) = 2,5 N/mm² N/mm² V pp VIGA B= 0,74 mKN V su VIGA B = 1,50 mKN kcr VIGA B= 0,67 A ef VIGA B= 120 cm² td = 1,5 . (0,74 + 1,50/ 0,67 . 120 ) = 0,4 N/mm² VIGA B fv,d > td; 2,5 N/mm² > 0,4 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (17%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA A = 0,80 Ψ 2 VIGA A = 0,3 d pp VIGA A = 1,91 mm d su VIGA A= 3,47 mm d tot VIGA A = 1,91 (1+0,8) + 3,47 (1+0,3 . 0,8) = 5,67 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/400 (tabiques ordinarios y pavimento con juntas. Caso normal) f max VIGA A= 4003mm/400 = 10,01 mm 1 > 5,67 mm / 10,01mm; 1 < 0,566 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego M d,fi VIGA B: 0,57+1 . 1 . 1 = 1,57 m KN W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA B= 43 cm³ σ m,d,fi VIGA B = 36,7 N/mm² f m,k VIGA B= 30 N/mm² k mod,fi VIGA B= 1 k fi VIGA B= 1,25 k sys VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,25 . 30)/ 1= 37,5 N/mm² VIGA B; fm,d,fi > σ m,d,fi; 37,5 N/mm² > 36,7 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R30 (98%) 2.1.3.2 PILARES + PILAR A (sección más desfavorable) PREDIMENSIONADO (1) B= 6 cm; H = 10 cm
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a) Análisis de la pieza en situación normal (resistencia y estabilidad) Dado que la esbeltez de la pieza depende del radio de giro de la sección, el análisis debe realizarse para cada uno de estos planos. Para cada uno de estos planos el procedimiento de comprobación es el siguiente: Se calcula la esbeltez relativa λ rel mediante la expresión:
λrel =
λ ⋅ π
f c , 0 ,k E 0 ,k
f c,0,k: es la resistencia característica a la compresión paralela de la Clase Resistente seleccionada f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k: es el modulo de elasticidad paralelo a la fibra correspondiente a la misma clase resistente E 0,k Pilar A= 8,0 KN/mm² siendo λ la esbeltez mecánica:
λ =
βv ⋅ L
I ef
Aef
λ Pilar A y (plano paralelo al canto) = 1. 2,4/( Iy/60) = 138,56 λ Pilar A z (plano paralelo al ancho) = 1. 2,4/( Iy/60) =83,14 λ rel Pilar Ay = 138,56/3.14 . 0,059= 2,36 λ rel Pilar Az = 83,14/ 3.14 . 0,059 = 1,42 Se calcula el esfuerzo axial de calculo N d sumando los esfuerzos axiales debidos a las cargas permanentes y las cargas variables, multiplicados por los coeficientes de mayoracion de acciones correspondientes, mediante la expresión siguiente: Nd = N G . γ G + N Q . γ Q en la que: N G y N Q son los valores de las cargas verticales permanentes y variables introducidos γ G : es el coeficiente de seguridad para acciones permanentes; 1,35 γ Q : es el coeficiente de seguridad para acciones variables; 1,5 El cociente entre este esfuerzo axial de calculo N d y el área de la sección transversal de la pieza comprimida A= b .h proporciona el valor de la tensión normal de calculo σ c,0,d La expresión es:
N * + N su * M pp * + M su * σ d = pp + Aef wef σ c,0,d Pilar A = (0,14 . 0,3 / 80) = 0,1 N/mm² N/mm²
La comprobación se realiza comparando esta tensión normal de calculo σ c,0,d con una resistencia de calculo f' c,0,d que podríamos llamar ''ponderada'', ya que se obtiene a partir de la resistencia a la compresión paralela de calculo f' c,0,d del material mediante la aplicación de un coeficiente X c de minoracion de esta, que tiene en cuenta el efecto del pandeo y depende de la esbeltez de la pieza y de la calidad del material El valor del coeficiente de pandeo xc se obtiene a partir de la esbeltez mecánica relativa λ rel mediante la expresión siguiente:
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Xc =
1 kv +
k v2 − λ2rel
Kv: es un coeficiente cuyo valor es: 0,5 (1+βc(λrel – 0,3) + λrel²) Kv Pilar Ay= 0.5(1,2(2,06)+2,36²)= 3,50 Xc Pilar Ay= 1/(3,50+2,58)=1/6,08=0,164 Kv Pilar Az= 0,5(1,2(1,12)+2,01)= 1,62 Xc Pilar Az= 1/(1,62+0,78)=1/2,39=0,417 La resistencia de calculo a compresión paralela f, c,0,d se obtiene de la expresión siguiente:
f c , 0 ,d
k fi ⋅ f c ,0,k = k mod ⋅ X c ⋅ Ym
f c,0,k :es la resistencia característica a la compresión paralela correspondiente a la Clase Resistente de la madera, en este caso C30 f c,0,k Pilar A: 23,0 N/mm² k mod :es un factor de modificación que tiene en cuenta la duración de la carga y el contenido de humedad k mod Pilar A: 0,65 γ M: es el coeficiente parcial de seguridad del material 1,30 en madera maciza y 1,25 en madera laminada encolada γ M Pilar A: 1,30 k fi: factor de modificación en caso de incendio k fi Pilar A: 1,00 Xc : coeficiente de evaluación del pandeo en la estructura Xc Pilar Ay: 0,164 Xc Pilar Az: 0,417 f c,0,d Pilar Ay = 0,65 . 0,164 . (1 . 23/ 1,3) = 1,9 N/mm² N/mm² f c,0,d Pilar Az = 0,65 . 0,417 . (1 . 23/ 1,3) = 4,8 N/mm² N/mm² Para cada uno de los planos considerados el resultado de la comprobación sera SUFICIENTE cuando se cumpla f' c,0,d > σ c,0,d e INSUFICIENTE en el caso contrario Cuando f c,0,d > σ d se cumple la condición de resistencia Pilar Ay f m,d > σ c,0,d ; 1,9 N/mm² > 0,1 mm² (6%) Pilar Az f m,d > σ c,0,d ; 4,8 N/mm² > 0,1 mm² (2%) El indice Ic = σ c,0,d/ f m,d debe de ser menor a 1 0,1/1,9= 0,05 0,1/4,8=0,02 CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN y a ESTABILIDAD b) Análisis de la pieza en situación de fuego (resistencia y estabilidad) El análisis es similar al explicado en el apartado anterior pero en este caso las verificaciones se realizan para una sección de la pieza que tiene en cuenta la disminución de sus dimensiones debida a la acción del fuego (método de la sección reducida) f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar A= 8,0 KN/mm² λ Pilar A y (plano paralelo al canto) = 395,9
32
λ rel Pilar Ay = 407/3.14 . 0,059= 6,76 σ c,0,d Pilar A = 0,6 N/mm² N/mm²
Kv Pilar Ay= 23,97 Xc Pilar Ay= 0,021 f c,0,d Pilar Ay = 0,57 N/mm² N/mm² Pilar Ay f m,d > σ c,0,d ; 0,57 N/mm² < 0,6 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN y a ESTABILIDAD EN SITUACION DE FUEGO (R30) (92%)
33
2.2 PLUG-IN TERMICO 2.2.1 Calculo de cargas a) Cubierta
– –
– – –
Peso tablero policarbonato = 0,1 kN/m² Q= 1,2 . 1,97 . 0,1 ; P= 0,236 kN Peso propio par= 4,60 kN/m3 V par= 0,1 . 0,15 . 1,2 = 0,018 m³ Q= 4,60 .0,018 = 0,0828 kN . 4 = 0,38 KN Carga Nieve= 1,3 kN/m2 Q= 1,2 . 1,97 . 1,3 ; P= 3,07 kN CARGA PERMANENTE= PERMANENTE 0,2+ 0,33+0,7+0,54= 1,77 kN/1,9 = 0,93 kN/ml CARGA VARIABLE= 1,61kN/ml VARIABLE 3,07/1,9=1,61kN/ml
b) Pilar Peso pilar= 4,60 kN/m3 V pilar= 0,2 . 0,2 . 3,3 =0,132 m³ Q= 4,60 . 0,132 = 0,6 kN c) Forjado – Peso palet= 0,15 kN/m2 Q= 1,2 . 1,97 . 0,15 = 0,354 kN – Peso viga= 4,60 kN/m3 V pilar= 0,2 . 0,3 . 0,9 =0,054 m³ Q= 4,60 . 0,054 = 0,248 kN – CARGA PERMANENTE= 0,66 kN/ml PERMANENTE 0,354+0,248= 0,6 kN/0,9=0,66 – CARGA USO= USO 2 kN; 2kN/0,9= 2,22 kN/ml d) Pilar – Peso pilar= 4,60 kN/m3 V pilar= 0,2 . 0,2 . 3 =0,12 m³ Q= 4,60 . 0,12 = 0,55 kN e) Forjado – Peso tablero + peso terrazo = 0,1 + 0,8 kN/m2= 0,9 KN/m² Q= 0,9 . 1,2 . 3,84 = 0,414 kN/3,84; Q=1,07 KN/ml – Peso viga= 4,60 kN/m³ V viga (3)= 0,2 . 0,3 . 3 =0,018 m³ –
34
– –
Q (3)= 4,60 . 0,018 = 0,828 kN/3; Q (3a)= 0,276 KN/ml CARGA PERMANENTE= PERMANENTE 1,07+0,276= 1,35 kN/ml CARGA USO= = 0,52 kN/ml USO 2 kN; 2kN/3,48=
f) Pilar –
Peso pilar= 4,60 kN/m3 V pilar= 0,2 . 0,2 . 3 =0,12 m³ Q= 4,60 . 0,12 = 0,55 kN
2.2.2Diagramas (SAP 2000)
2.2.3 CALCULOS, estudio pórtico nº 6 2.2.3.1 VIGAS + VIGA A (cubierta) PREDIMENSIONADO (1) B= 15cm; H = 20cm
Clase de madera C30
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA A= 30 N/mm² k mod VIGA A= 0,8 k fi VIGA A= 1,0 k h VIGA A= 1,0 γ M VIGA A= 1,30 35
f m,d VIGA A= 0,8. 1,0 . ( 1 . 30) / 1,30 = 18,5 N/mm² N pp VIGA A = 0 N su VIGA A = 0 M pp VIGA A = 0,65 m KN M su VIGA A = 1,09 m KN A ef VIGA A = 300 cm² W ef VIGA A = 1000 cm³ σ d VIGA A= (0+0 / 300) + (0,65+1,09/ 1000) = 1,7 mm² VIGA B f m,d > σ d ; 18,5 N/mm² N/mm² > 1,7 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (11%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: no se calcula c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA A = 4,0 N/mm² k mod VIGA A = 0,8 k fi VIGA A= 1 γ M VIGA A= 1,30 f vd VIGA A= 0,8 . 1 .(4/1,3) = 2,5 N/mm² N/mm² V pp VIGA A= 1,37 mKN V su VIGA A = 2,29 mKN kcr VIGA A= 0,67 A ef VIGA A= 300 cm² td = 1,5 . (1,37 + 2,29/ 0,67 . 300 ) = 0,3 N/mm² VIGA A fv,d > td; 2,5 N/mm² > 0,3 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (11%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA A = 0,80 Ψ 2 VIGA A = 0,3 d pp VIGA A = 0,15 mm d su VIGA A= 0,23 mm d tot VIGA A = 0,15 (1+0,8) + 0,23(1+0,3 . 0,8) = 0,55 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/300 (cubierta) f max VIGA A= 1900 mm/300 = 6,33 mm 1 > 0,55 mm / 6,33 mm; 1 > 0,08 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego M d,fi VIGA A: 0,48+0,73 . 1 . 1 = 1,21 m KN W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA A= 140 cm³ σ m,d,fi VIGA A = 8,6 N/mm²
36
f m,k VIGA A= 30 N/mm² k mod,fi VIGA A= 1 k fi VIGA A= 1,25 k sys VIGA A= 1 γ M VIGA A= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,25 . 30)/ 1= 37,5 N/mm² VIGA A; fm,d,fi > σ m,d,fi; 37,5 N/mm² > 8,6 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R60 (23%) + VIGA B (voladizo) PREDIMENSIONADO (1) B= 15cm; H = 20cm
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA B= 30 N/mm² k mod VIGA B= 0,8 k fi VIGA B= 1,0 k h VIGA B= 1,0 γ M VIGA B= 1,30 f m,d VIGA B= 0,8. 1,0 . ( 1 . 30) / 1,30 = 18,5 N/mm² N pp VIGA B = 0 N su VIGA B = 0 M pp VIGA B = 0,54 m KN M su VIGA B = 1,67 m KN A ef VIGA B = 300 cm² W ef VIGA B = 1000 cm³ σ d VIGA B= (0+0 / 300) + (0,54+1,67/ 1000) = 2,2 mm² VIGA B f m,d > σ d ; 18,5 N/mm² N/mm² > 2,2 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (12%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: no se calcula c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA B = 4,0 N/mm² k mod VIGA B = 0,8 k fi VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1,30 f vd VIGA B= 0,8 . 1 .(4/1,3) = 2,5 N/mm² N/mm² V pp VIGA B= 1,08 mKN V su VIGA B = 3,33 mKN kcr VIGA B= 0,67 37
A ef VIGA B= 300 cm² td = 1,5 . (1,08 + 3,33/ 0,67 . 300 ) = 0,3 N/mm² VIGA B fv,d > td; 2,5 N/mm² > 0,3 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (13%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA B = 0,80 Ψ 2 VIGA B = 0,3 d pp VIGA B = 0,08 mm d su VIGA B= 0,23 mm d tot VIGA B = 0,08 (1+0,8) + 0,23(1+0,3 . 0,8) = 0,43 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/400 (tabiques ordinarios y pavimento con juntas. Caso normal) f max VIGA B= 1000 mm/400 = 2,5 mm 1 > 0,43 mm / 2,5 mm; 1 > 0,17 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego M d,fi VIGA B: 0,4+1,11 . 1 . 1 = 0,44 m KN W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA B= 140 cm³ σ m,d,fi VIGA B = 10,8 N/mm² f m,k VIGA B= 30 N/mm² k mod,fi VIGA B= 1 k fi VIGA B= 1,25 k sys VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,25 . 30)/ 1= 37,5 N/mm² VIGA B; fm,d,fi > σ m,d,fi; 37,5 N/mm² > 10,8 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R60 (29%) + VIGA C.1 (voladizo) ídem VIGA B + VIGA C.2 PREDIMENSIONADO (1) B= 15cm; H = 20cm
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA C= 30 N/mm² k mod VIGA C= 0,8 k fi VIGA C= 1,0 38
k h VIGA C= 1,0 γ M VIGA C= 1,30 f m,d VIGA C= 0,8. 1,0 . ( 1 . 30) / 1,30 = 18,5 N/mm² N pp VIGA C = 0 N su VIGA C = 0 M pp VIGA C = 1,78 m KN M su VIGA C = 2,95 m KN A ef VIGA C = 300 cm² W ef VIGA C = 1000 cm³ σ d VIGA C= (0+0 / 300) + (1,78+2,95/ 1000) = 4,7 N/mm² VIGA C f m,d > σ d ; 18,5 N/mm² N/mm² > 4,7 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (26%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: no se calcula c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA C = 4,0 N/mm² k mod VIGA C = 0,8 k fi VIGA C= 1 γ M VIGA C= 1,30 f vd VIGA C= 0,8 . 1 .(4/1,3) = 2,5 N/mm² N/mm² V pp VIGA C= 2,67mKN V su VIGA C = 4,43 mKN kcr VIGA C= 0,67 A ef VIGA C= 300 cm² td = 1,5 . (2,67 + 4,43/ 0,67 . 300 ) = 0,5 N/mm² VIGA C fv,d > td; 2,5 N/mm² > 0,5 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (22%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA C = 0,80 Ψ 2 VIGA C = 0,3 d pp VIGA C = 0,81 mm d su VIGA C= 1,21 mm d tot VIGA C = 0,11 (1+0,8) + 0,31(1+0,3 . 0,8) = 2,95 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/400 (tabiques ordinarios y pavimento con juntas. Caso normal) f max VIGA C= 2600 mm/400 = 6,5 mm 1 > 2,95 mm / 6,5 mm; 1 > 0,45 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego M d,fi VIGA B: 1,32+1,96 . 1 . 1 = 2,58 m KN 39
W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA C= 140 cm³ σ m,d,fi VIGA C = 23,4 N/mm² f m,k VIGA C= 30 N/mm² k mod,fi VIGA C= 1 k fi VIGA C= 1,25 k sys VIGA C= 1 γ M VIGA C= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,25 . 30)/ 1= 37,5 N/mm² VIGA C; fm,d,fi > σ m,d,fi; 37,5 N/mm² > 23,4 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R60 (62%) 2.2.3.2 PILARES + PILAR A (calculo sección más desfavorable) PREDIMENSIONADO B= 20cm; H = 20cm
a) Análisis de la pieza en situación normal (resistencia y estabilidad) f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar A = 8,0 KN/mm² λ Pilar A = 47,98 λ rel Pilar A = 0,82 σ c,0,d Pilar A = 0,1 N/mm² N/mm² Kv Pilar A = 0,89 Xc Pilar A = 0,814 f c,0,k Pilar A: 23,0 N/mm² k mod Pilar A: 0,65 γ M Pilar A: 1,30 k fi Pilar A: 1,00 f c,0,d Pilar A = 9,4 N/mm² N/mm² Pilar A f m,d > σ c,0,d ; 9,4 N/mm² > 0,1 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN (1%) y a ESTABILIDAD b) Análisis de la pieza en situación de fuego (resistencia y estabilidad) f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar A= 8,0 KN/mm² λ Pilar A = 106,62 λ rel Pilar A = 1,82 σ c,0,d Pilar A = 0,3 N/mm² N/mm² Kv Pilar A= 2,31 Xc Pilar A= 0,268 f c,0,d Pilar Ay = 7,7 N/mm² N/mm² 40
Pilar Ay f m,d > σ c,0,d ; 7,7 N/mm² > 0,3 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN y a ESTABILIDAD EN SITUACION DE FUEGO (R60) + PILAR B (calculo sección más desfavorable) PREDIMENSIONADO B= 20cm; H = 20cm
a) Análisis de la pieza en situación normal (resistencia y estabilidad) f c,0,k: Pilar B = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar B = 8,0 KN/mm² λ Pilar B = 53,17 λ rel Pilar B = 0,91 σ c,0,d Pilar B = 1,2 N/mm² N/mm² Kv Pilar B = 0,97 Xc Pilar B = 0,756 f c,0,k Pilar B: 23,0 N/mm² k mod Pilar B: 0,65 γ M Pilar B: 1,30 k fi Pilar B: 1,00 f c,0,d Pilar B = 8,7 N/mm² N/mm² Pilar B f m,d > σ c,0,d ; 8,7 N/mm² > 0,3 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN (4%) y a ESTABILIDAD b) Análisis de la pieza en situación de fuego (resistencia y estabilidad) f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar A= 8,0 KN/mm² λ Pilar A = 118,16 λ rel Pilar A = 2,02 σ c,0,d Pilar A = 1,2 N/mm² N/mm² Kv Pilar A= 2,71 Xc Pilar A= 0,222 f c,0,d Pilar Ay = 6,4 N/mm² N/mm² Pilar Ay f m,d > σ c,0,d ; 6,4 N/mm² > 1,2 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN y a ESTABILIDAD EN SITUACION DE FUEGO (R60)
41
2.3 PLUG-IN ENERGÉTICO 2.3.1 Calculo de cargas
a) Cubierta – Peso tablero madera = 0,1 kN/m² Q= 6,8 . 0,86 . 0,1 ; P= 0,58 kN/ 6,8= 0,08 KN/ml – Peso propio par= 4 kN/m³ V par= 0,06 . 0,3 . 0,86 = 0,015 m³ Q= 4 .0,015 = 0,06 kN . 12 = 0,72/6,8 = 0,10 KN/ml – Peso material cubierta = 0,3 kN/m² Q= 6,8 . 0,86 . 0,3 = 1,75 kN/6,8= 0,26 KN/ml – Peso propio viga = 4 kN/m³ V par= 0,06 . 0,45 . 6,8 = 0,183m³ Q= 4 .0,183 = 0,73 kN / 6,8 = 0,10 KN/ml – Carga Nieve= 1,3 kN/m2 Q= 6,8 . 0,86 . 1,3 ; Q= 7,6 kN – CARGA PERMANENTE= PERMANENTE 0,08+ 0,10+0,26 = 0,44 kN/ml – CARGA VARIABLE= 1,12 kN/ml VARIABLE 7,6/6,8=1,12 b) Pilar – Peso pilar= 4 kN/m3 V pilar= 0,06 . 0,8 . 3,75 =0,18 m³ Q= 4 . 0,18 = 0,72 kN – Peso cerramiento segundo piso= 0,5 kN/m² Q= 0,5 . 0,86 . 3,78 = 1,625 kN – CARGA PERMANENTE= 0,72+ 1,625 = 2,34 kN c) Forjado – Peso tablero + peso pavimento = 0,4 KN/m² Q= 6,8 . 0,86 . 0,4 = 2,06 kN – Peso viga= 0,73 kN – CARGA PERMANENTE= PERMANENTE 2,06+0,73= 2,79/6,8 = 0,41 kN/ml – CARGA USO= 2 kN; 2kN/6,8= 0,29 kN/ml e) Pilar – Peso pilar= 4 kN/m³ V pilar= 0,06 . 0,8 . 3 =0,144 m³ Q= 4 . 0,14 = 0,58 kN 42
– –
Peso cerramiento primer piso= 0,5 kN/m² Q= 0,5 . 0,86 . 3= 1,29 kN CARGA PERMANENTE= 0,58+ 1,29 = 1,87 kN
2.3.2Diagramas (SAP 2000)
2.3.3 CALCULOS, estudio pórtico + VIGA A (cubierta) PREDIMENSIONADO (1) B= 6 cm; H = 45 cm
Clase de madera GL24
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA A= 24 N/mm² k mod VIGA A= 0,8 k fi VIGA A= 1 k h VIGA A= 1,03 γ M VIGA A= 1,25 f m,d VIGA A= 0,8. 1,03 . ( 1 . 24) / 1,25 = 15,8 N/mm² N pp VIGA A = 0 N su VIGA A = 0 M pp VIGA A = 2,86 m KN M su VIGA A = 6,47 m KN A ef VIGA A = 288 cm² W ef VIGA A = 2160 cm³ 43
σ d VIGA A= (0+0 / 288) + (2,86+6,47/ 2160) = 4,3 mm²
VIGA A f m,d > σ d ; 15,8 N/mm² N/mm² > 4,3 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (27%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: no se calcula c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA A = 2,7 N/mm² k mod VIGA A = 0,8 k fi VIGA A= 1 γ M VIGA A= 1,30 f vd VIGA A= 0,8 . 1 .(2,7/1,3) = 1,7 N/mm² N/mm² V pp VIGA A= 2,52 mKN V su VIGA A = 5,71 mKN kcr VIGA A= 0,67 A ef VIGA A= 288 cm² td = 1,5 . (2,52+ 5,71/ 0,67 . 288 ) = 0,6 N/mm² VIGA A fv,d > td; 1,7 N/mm² > 0,6 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (37%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA A = 0,80 Ψ 2 VIGA A = 0,3 d pp VIGA A = 0,54 mm d su VIGA A= 1,11 mm d tot VIGA A = 0,54 (1+0,8) + 1,11(1+0,3 . 0,8) = 1,49 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/300 (cubierta) f max VIGA A= 6800 mm/300 = 22,66 mm 1 > 1,49 mm / 22,66 mm; 1 > 0,06 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego R30 M d,fi VIGA A: 2,12+4,32 . 1 . 1 = 6,44 m KN W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA A= 237 cm³ σ m,d,fi VIGA A = 27,1 N/mm² f m,k VIGA A= 24 N/mm² k mod,fi VIGA A= 1 k fi VIGA A= 1,15 k sys VIGA A= 1 γ M VIGA A= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,15 . 24)/ 1= 28,4 N/mm² VIGA A; fm,d,fi > σ m,d,fi; 28,4 N/mm² > 27,1 N/mm²
44
CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R30 (95%) + VIGA B (forjado) PREDIMENSIONADO (1) B= 6 cm; H = 45 cm
Clase de madera GL24
a) Resistencia de la pieza frente a flexión: f m,k VIGA B= 24 N/mm² k mod VIGA B= 0,8 k fi VIGA B= 1 k h VIGA B= 1,03 γ M VIGA B= 1,25 f m,d VIGA B= 0,8. 1,03 . ( 1 . 24) / 1,25 = 15,8 N/mm² N pp VIGA B = 0 N su VIGA B = 0 M pp VIGA B = 2,67 m KN M su VIGA B = 1,73 m KN A ef VIGA B = 270 cm² W ef VIGA B = 2025 cm³ σ d VIGA B= (0+0 / 270) + (2,67+1,73/ 2025) = 2,2 mm² VIGA B f m,d > σ d ; 15,8 N/mm² N/mm² > 2,2 mm² mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION (14%) b) Estabilidad de la pieza frente a pandeo lateral: no se calcula c) Resistencia de la pieza frente a cortantes f v,k VIGA B = 2,7 N/mm² k mod VIGA B = 0,8 k fi VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1,30 f vd VIGA B= 0,8 . 1 .(2,7/1,3) = 1,7 N/mm² N/mm² V pp VIGA B= 2,35 mKN V su VIGA B = 1,53 mKN kcr VIGA B= 0,67 A ef VIGA B= 270 cm² td = 1,5 . (3,19+ 1,53/ 0,67 . 270 ) = 0,3 N/mm²
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VIGA A fv,d > td; 1,7 N/mm² > 0,3 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A CORTANTE (19%) d) Deformación vertical relativa de la pieza (flecha) k def VIGA B = 0,80 Ψ 2 VIGA B = 0,3 d pp VIGA B = 0,54 mm d su VIGA B= 0,32 mm d tot VIGA B = 0,54 (1+0,8) + 0,32 (1+0,3 . 0,8) = 0,84 mm f max = flecha máxima por integridad constructiva = L/400 (tabiques ordinarios y pavimento con juntas. Caso normal) f max VIGA B= 6800 mm/400 = 17 mm 1 > 0,84 mm / 17 mm; 1 > 0,05 LA FLECHA MÁXIMA ES ADMISIBLE e) Resistencia de la pieza a flexión en situación de fuego R30 M d,fi VIGA B: 1,98+1,16 . 1 . 1 = 3,14 m KN W fi= bfi.hfi²/6; W fi VIGA B= 119 cm³ σ m,d,fi VIGA B = 26,4 N/mm² f m,k VIGA B= 24 N/mm² k mod,fi VIGA B= 1 k fi VIGA B= 1,15 k sys VIGA B= 1 γ M VIGA B= 1 fm,d,fi = 1 . 1 . (1,15 . 24)/ 1= 28,4 N/mm² VIGA B; fm,d,fi > σ m,d,fi; 28,4 N/mm² > 26,4 N/mm² CUMPLE RESISTENCIA A FLEXION EN SITUACION DE FUEGO PARA R30 (93%) 2.3.3.2 PILARES + PILAR A (calculo sección inferior; sección más desfavorable) PREDIMENSIONADO B= 6cm; H = 45cm
a) Análisis de la pieza en situación normal (resistencia y estabilidad) f c,0,k: Pilar A = 23,0 N/mm² E 0,k Pilar A = 9,4 KN/mm² λ Pilar A y (plano paralelo al canto) = 0,7. 383/( Iy/270); 268,1 / 13= 20,62 λ rel Pilar Ay = 0,33 σ c,0,d Pilar A = (5,72 . 10,14)/0,027 + (1,66 . 1,31)/ 2,025; σ c,0,d Pilar A = 2,1 N/mm² N/mm² Kv Pilar Ay= 0.5(1,1 (0,03)+0,11)= 0,56 46
Xc Pilar Ay= 1/1,01 = 0,996 f c,0,k Pilar A: 24,0 N/mm² k mod Pilar A: 0,65 γ M Pilar A: 1,25 k fi Pilar A: 1,00 f c,0,d Pilar A = 12,4 N/mm² N/mm² Pilar A f m,d > σ c,0,d ; 12,4 N/mm² > 2,1 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN (17%) y a ESTABILIDAD b) Análisis de la pieza en situación de fuego (resistencia y estabilidad) R30 f c,0,k: Pilar A = 24,0 N/mm² E 0,k Pilar A= 9,4 KN/mm² λ Pilar A = 23,57 λ rel Pilar A = 0,38 σ c,0,d Pilar A = 27,3 N/mm² N/mm² f c,0,k Pilar A: 24,0 N/mm² k mod Pilar A: 1 γ M Pilar A: 1 k fi Pilar A: 1,15 f c,0,d Pilar Ay = 27,3 N/mm² N/mm² Pilar Ay f m,d > σ c,0,d ; 27,3 N/mm² > 27,3 mm² CUMPLE RESISTENCIA A COMPRESIÓN y a ESTABILIDAD EN SITUACION DE FUEGO (100%) R30 Aunque cumple todas las condiciones a estabilidad y compresión tanto en situación normal como de fuego, por criterios constructivos-arquitectónicos y de mejor comportamiento en caso de fuego se opta por aumentar la sección del pilar hasta 6 x 80 cm.
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9. Bibliografía: Libros: – – – – – – – – – – – –
ARGUELLES Alvarez, Ramon. Estructuras de madera: diseño y cálculo. 2000. Asociación de Investigación Técnica de las industrias de la madera y corcho. ARROYO Portero, Juan Carlos. Números en el proyecto de estructuras. 2009. Cinter Divulgación Técnica.. BAHAMÓN, BAHAMÓN Alejandro. Rematerial, del desecho a la arquitectura. 2008. Parramón BEINHAUER, BEINHAUER Peter. Atlas de detalles constructivos. 2012. Gustavo Gili BEINHAUER, BEINHAUER Peter. Atlas de detalles constructivos rehabilitación. 2013. Gustavo Gili CELA, CELA Camilo José. Viaje a La Alcarria. 1946 GUALLART, GUALLART Vicente. La ciudad autosuficiente, Habitar en la sociedad de la información. 2012. RBA Libros HERZOG, HERZOG Thomas. Timber Construction manual. 2004. Birkhäuser HUGUES, HUGUES Theodor. Construcción con madera. 2007. Gustavo Gili MINGUET, MINGUET José María. Low-tech Architecture. 2010. Monsa NEILA Gonzalez, Francisco Javier. Arquitectura bioclimatica en un entorno sostenible. 2004. MunillaLeria ORBE, ORBE Aimar. Arquitectura y madera: guia de diseño de elementos estructurales: adaptada al CTE. 2008. Egurteck
Revistas: – ECOLOGÍA POLÍTICA Nº 45. 45 Los bienes comunes. 2013 – TECTONICA Nº 11, 11 Madera (I) Revestimientos. 1996. – TECTONICA Nº 13, 13 Madera (II) Estructuras. 1996. –
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