Materiales Estructurales Avanzados e Innovadores_ Hangar

GRUPO 1 Gustavo Figueira Serrano · Lina Youssef Pavón · Roberto Cruz Fuentes

Materiales estructurales avanzados e innovadores

Índice Condicionantes

3

Referentes / Idea previa

4

Proyecto arquitectónico

8

Predimensionado

12

Cálculos

17

Resultados

20

Comprobación a fuego

24

Zona de oficinas + almacén

29

Uniones

50

Puesta en obra

60

Presupuesto

76

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Condicionantes

-

Hangar con capacidad para 3 aviones Learjet 35. Dimensiones: 35m x 25m.

-

Espacio de oficinas + almacenamiento, superficie de 200m2 en total.

-

Estructura ligera.

-

Envolvente estanca.

-

Diseño, optimización de materiales y de coste.

-

Emplazamiento: Aeropuerto del Prat, Barcelona.

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Referentes/ Idea previa Pabellón IBM / Renzo Piano & Richard Rogers. 1982.

Bodegas Protos / Richard Rogers + Alonso y Balaguer. 2008

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Referentes/ Idea previa

Se propone un diseño de hangar compuesto por pórticos de vigas de madera laminada, en forma de arco parabolico. Estos pórticos se repiten cada 6 metros hasta lograr la dimensión de 36 metros de largo.

La zona de oficinas y almacén se propone como un elemento independiente a la estructura principal del hangar, compuesto por un pequeño edificio de dos plantas resuelto con paneles de madera contralaminados (CLT).

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Referentes/ Idea previa

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Referentes/ Idea previa

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Hangar Proyecto

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Hangar Proyecto

Jácena conformada por 4 vigas de 14.25m de longitud

Planta Baja Hangar

Planta Baja Oficinas Materiales estructurales avanzados e innovadores

Planta Nivel 1 Oficinas Gustavo Figueira Serrano · Lina Youssef Pavón · Roberto Cruz Fuentes

Hangar Proyecto

Planta Nivel Azotea Materiales estructurales avanzados e innovadores

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Hangar Proyecto

Alzado Principal

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Hangar Pre-dimensionado

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Predimensionado cargas permanentes Peso (kg/m2) Panel Sandwich

Peso (kN/m2)

22.40

0.22

Capa impermeable

4.80

0.05

Subestructura paneles cerámicos

1.26

0.01

15.00

0.15

Paneles cerámicos

0.43

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Predimensionado correas

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Predimensionado Jácena

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Predimensionado Pilar

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Hangar cálculos

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Cálculos

Cargas y acciones

C.C. Peso Propio

C.C. Sobrecarga de uso

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C.C. Nieve

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Cálculos

Cálculo del viento 1)

Viento en Cubierta

qw= qb.ce.cp

Cargas y acciones

De acuerdo a código qb= 0.52 kn/m2 Ce= F * (F+7K) F= 0.17 in (15 /0.01) = 1.24 Ce = 1.24 (1.24 + (7*0.17)= 3.01 cp = de acuerdo a código A= 0.25 B= -0.9 c= -0.4 qw1= 0.52 * 3.01 * 0.25 = 0.39 * 6 = 3.66 kn/m qw2= 0.52 * 3.01 * -0.9 = -1.40 * 6 = -13.15 kn/m qw3= 0.52 * 3.01 * -0.4 = -0.62 * 6 = -0.62 kn/m

Cálculo del viento 1)

Viento en Fachada

C.C. Viento en X

De acuerdo a código h/d h= 15 d= 50 h/d= 0.3 De acuerdo a código D= 0.8 E=-0.5 qw= qb.ce.cp qw1= 0.52 * 3.01 * 0.30 = 0.47kn/m qw2 = 0.52 * 3.01 * -0.50 = -0.78 * 6 = 4.68 kn/m qw3 = 0.52 * 3.01 * -0.50 = -0.78 * 15 = 11.70 kn/m En las zonas A & C se considera la qw3 En la zona central B, se considera la qw2

C.C. Viento en Y Materiales estructurales avanzados e innovadores

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Hangar Resultados

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Resultados Jácena correa pilares

cables

Optimización de secciones Materiales estructurales avanzados e innovadores

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Resultados

Deformaciones

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Resultados

Optimización de secciones

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Hangar Comprobación a fuego

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Comprobación a Fuego Correa

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Comprobación a Fuego Correa

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Comprobación a Fuego Jacena

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Comprobación a Fuego Jacena

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Hangar Zona de oficinas + almacén

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Zona de oficinas + almacén Diseño

Se proyecta dentro del hangar un pequeño edificio destinado al uso de oficinas y almacén, de una superficie total de 270m2, distribuído en dos plantas, unidas por una escalera interior.

El edificio tiene una estructura independiente a la estructura principal de arcos, y se poryecta en paneles de madera contralaminada encolada (CLT).

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Zona de oficinas + almacén Diseño

Se emplean paneles estructurales de CLT de Finsa de dos tipos: Forjados: CLT 125 Dimensión de panel empleada: 1,25 m x 4,50 m.

Fachadas: CLT XL Dimensión de panel empleada: 3,00 m x 10,00 m.

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Zona de oficinas + almacén Predimensionado

Utilizando las indicaciones del fabricante para el dimensionado, comenzamos con el predimensionado del FORJADO: La envergadura de nuestro vano es de 4,5 m, entrando a la tabla, nos encontramos con un espesor de 140 mm - 150 mm, para una resistencia al fuego de R90, según las cargas aplicadas. Consideramos un 150 mm.

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Zona de oficinas + almacén Predimensionado

Finalmente, los paneles que se introducen al programa de cálculo son los siguientes: MUROS: Panel CLT 125 (1,25 m x 4,50 m), compuesto por 3 capas: 35 + 30 + 35, resultando en muros de 100 mm de grosor.

FORJADOS: Panel CLT XL (3,00 m x 10,00 m), compuesto por 5 capas: 40 + 20 + 30 + 20 + 40, resultando en forjados de 150 mm de grosor.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Muros interiores e exteriores formados por 3 capas de madera laminada encolada C24, con espesores de 35 + 30 + 35, formando unos muros de 100 mm de espesor.

Forjados formados por 5 capas de madera laminada encolada C24, con espesores de 40 + 20 + 30 + 20 + 40, formando unos forjados de 150 mm de espesor.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Los paneles se encuentran apoyados sobre el terreno mediante apoyos fijos (tipo rótula), y articulados entre sí.

Considerando unas articulaciones lineales entre cada panel.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

MUROS: Panel CLT 125 (1,25 m x 4,50 m), compuesto por 3 capas: 35 + 30 + 35, resultando en muros de 100 mm de grosor.

FORJADOS: Panel CLT XL (3,00 m x 10,00 m), compuesto por 5 capas: 40 + 20 + 30 + 20 + 40, resultando en forjados de 150 mm de grosor.

Se modelizan las articulaciones lineales según las dimensiones reales de los paneles, y donde aparecen los encuentros de los muros con forjados.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Las cargas fueron introducidas como cargas superficiales, y son las siguientes: Sobrecarga de Tabiquería sobre el forjado intermedio de 1,5 kN/m2.

Sobrecarga de Uso sobre el forjado intermedio de 2 kN/m2 (Uso administrativo).

Sobrecarga de cubierta sobre el forjado superior de 1kN/m2.

Al encontrarse el edificio en el interior del hangar, no se consideran las sobrecargas de nieve y viento.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Se observan las deformaciones en Estado Límite de Servicio (integridad)

Las mayores deformaciones de los forjados se generan el forjado intermedio, expuesto a la mayor cantidad de cargas, en un espacio diáfano de 4,5m x 12m.

Flecha máxima = 15 mm (L/300) La flecha máxima obtenida es de 8,6 mm.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Se observan las deformaciones en Estado Límite de Servicio (integridad)

En cuanto a fachadas, se producen unas pequeñas deformaciones (máx. =0,5mm) en las zonas donde se abren huecos, especialmente en los dinteles.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Se observan las deformaciones en Estado Límite de Servicio (integridad)

En cuanto a fachadas, se producen unas pequeñas deformaciones (máx. =0,4mm) en las zonas donde se abren huecos, especialmente en los dinteles.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Tensiones en los forjados

Las tensiones son mayores en el forjado intermedio, ya que este soporta más cargas que el forjado de la cubierta.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Tensiones en el forjado intermedio

Razón máxima = 0.66

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Tensiones en el forjado intermedio

Razón máxima = 0.66

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Tensiones en fachadas

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

Tensiones en fachadas

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

COMPROBACIÓN FRENTE AL FUEGO 1.

2.

3.

Tiempo a cumplir Sección reducida Comprobación resistencia

Según el Código Técnico de Edificación (CTE), consultando el Documento Básico de Seguridad en caso de incendio (DB-SI), consideramos que tenemos que cumplir con un R 60.

Nos encontramos con un edificio de uso administrativo, con una altura inferior de 15 metros desde rasante, y sin zonas de sótano.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

COMPROBACIÓN FRENTE AL FUEGO 1.

2.

3.

Tiempo a cumplir Sección reducida Comprobación resistencia

Se utiliza el programa CALCULATIS, para calcular la sección reducida tras la situación de incendio.

Se añaden un tablero de yeso laminado (cartón-yeso) de 18mm + 50mm de aislamiento de lana mineral.

SECCIÓN REDUCIDA MUROS: 78 mm.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

COMPROBACIÓN FRENTE AL FUEGO 1.

2.

3.

Tiempo a cumplir Sección reducida Comprobación resistencia

Se utiliza el programa CALCULATIS, para calcular la sección reducida tras la situación de incendio.

Se añaden un tablero de yeso laminado (cartón-yeso) de 18mm + 50mm de aislamiento de lana mineral.

SECCIÓN REDUCIDA FORJADOS: 138 mm.

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Zona de oficinas + almacén Cálculos

COMPROBACIÓN FRENTE AL FUEGO 1.

2.

3.

Tiempo a cumplir Sección reducida Comprobación resistencia

Se introducen las secciones reducidas al programa de cálculo DLUBAL, y se comprueba el cumplimiento de la resistencia.

La razón máxima que se obtiene es de 0.89, por lo tanto, las secciones cumplen.

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Hangar Uniones

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Uniones

Jácena - Jácena

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Uniones

Jácena - Jácena

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Uniones

Jácena - Jácena

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Uniones

Jácena - Jácena

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Uniones

Cimentación

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Uniones

Cimentación

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Uniones

Cimentación

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Uniones

Jácena - correas

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Uniones

Jácena - correas

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Hangar Puesta en obra

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Puesta en obra

Transporte

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Puesta en obra

Montaje

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Hangar Presupuesto

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