Ejercicio 2 - Concepció del sistema estructural · Construcción I UPC 2024

a. Propón un sistema estructural coherente para salvar dichas luces y usos.

Solución: Estructura principal constituida por pórticos metálicos (o de madera laminada encolada) dispuestos cada 5 m (4 crujías = 5 pórticos principales). El dintel de 20 m se resuelve mediante vigas en celosía de canto aproximado L/15 a L/12 (entre 1,30 m y 1,60 m) o vigas de alma aligerada/alveolar, apoyadas sobre soportes metálicos (perfiles HEB o tubulares rellenos de hormigón). Correas secundarias salvan las crujías de 5 m para dar soporte a la chapa de cubierta.

b. Dibuja esquemáticamente la planta tipo general y las secciones transversales/longitudinales del conjunto, indicando con claridad la bajada de cargas. (Descripción / justificación de la bajada de cargas)

Solución: Planta: Rectángulo de 20 × 20 m con ejes transversales cada 5 m (ejes 1 a 5) y pórticos principales en dirección transversal (20 m). Correas continuas en dirección longitudinal distanciadas entre 1,5 y 2,5 m. Bajada de cargas: Las cargas superficiales de cubierta (peso propio, sobrecarga de nieve, viento y mantenimiento) gravitan sobre el cerramiento exterior → se transmiten a las correas secundarias continuas (crujías de 5 m) → descargan como cargas puntuales sobre los cordones superiores de las cerchas principales (luces de 20 m) → el dintel traslada la reacción a los pilares extremos del pórtico (compresión axial y flexión por viento) → cimentación puntual mediante zapatas aisladas enlazadas por vigas de atado.

c. Representa la deformada del pórtico principal bajo carga gravitatoria y clasifica los tipos de esfuerzos mecánicos predominantes que se originan en sus distintos elementos. (Clasificación de esfuerzos)

Solución: Deformada: En el dintel se produce un descenso vertical elástico con flecha máxima en el punto medio del vano de 20 m. Si los nudos pilares-dintel son articulados, los pilares apenas sufren giro; si son rígidos (pórtico a dos aguas o marco rígido), se produce un desplazamiento lateral y flexión negativa en las esquinas de coronación. Esfuerzos: En la celosía del dintel, el cordón superior trabaja a compresión y el cordón inferior a tracción (momento flector positivo máximo en el centro de vano), mientras que las diagonales y montantes absorben el esfuerzo cortante alternando tracciones y compresiones. Los pilares trabajan a compresión centrada (o flexocompresión ante la presencia de viento o pórtico empotrado).

Dibujos de los apartados b y c (planta tipo, secciones con bajada de cargas y deformada del pórtico)

Solución: Apartado b (Planta y secciones con bajada de cargas): - Esquema en planta de 20 × 20 m mostrando los 5 pórticos transversales distanciados a 5 m y las correas longitudinales. - Secciones transversal (luz de 20 m con dintel en celosía y apoyos extremos) y longitudinal (4 vanos de 5 m con arriostramientos). - Diagrama o flechas indicando el flujo de cargas descendente: cubierta → correas → cercha → pilares → zapatas aisladas. Apartado c (Deformada del pórtico principal): - Representación gráfica del descenso elástico del dintel con flecha máxima en el centro del vano y comportamiento según la rigidez de los nudos cabeza de pilar-dintel.