Foros de SóloIngeniería

- 10 Sep 2014, 20:39 #343549

Buenas, espero no estar colándome y poniendo esto donde no debo, pero a ver si me podéis iluminar un poco: Estoy con mi PFC, que consiste en el cálculo estructural de una torre de control de tráfico aéreo, y la parte del fanal (en la que están los controladores) está siendo un quebradero de cabeza a la hora de modelarla, porque por diseño tiene que quedar totalmente diáfana para que haya visión en los 360º sin obstáculos de por medio (pongo un par de imágenes para que se entienda):







Como veis, es de estructura metálica, y el problema me viene en como hacer el forjado del techo, ya que solo puede apoyar en los extremos, y son 12 metros de lado a lado, con lo que al colocar las cargas de las antenas, el viento, la nieve etc. se me va de madre la flecha porque la luz es bastante grande. La solución fácil claro está sería colocar 4 pilares de arriba a abajo en la parte central, pero como digo tiene que quedar diáfano. La cuestión además es que he visto vídeos de torres de control más grandes que esta y por dentro el fanal está totalmente hueco (solo los cristales y los pilares en el perímetro), así que tiene que ser posible.

Actualmente la disposición que tengo es esta, con viguetas cada 2m (los perfiles aún están por ajustar, pero las vigas radiales son HEB y las viguetas que hacen los octógonos son IPE, de lado a lado como digo son 12 m), con la cruz central sin tener claro si me ayuda o no (inicialmente no la tenía), así que a ver si me podéis ayudar:




Muchas gracias de antemano.

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- 10 Sep 2014, 21:37 #343551

¿La cubierta plana es por algo en particular? No sé si sería de ayuda montar unas cerchas o algo de eso. Aunque igual luego parece un campanario.

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¿Qué?

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Cacahué

- 10 Sep 2014, 22:56 #343554

Podría darle algo de curvatura por los extremos, pero si, la mayor parte de la superficie tiene que ser plana porque encima van las antenas, no puedo hacerlo con forma de cúpula si es a lo que te refieres. Por si sirve de algo, me he "inspirado" en la torre de Singapur, que es la que he tomado de referencia, pero como digo es aun mas grande y no me explico que han podido hacer (como estudiante que soy y ademas de ingenieria mecanica, tambien me excuso de que a nivel constructivo no controlo apenas nada).

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- 11 Sep 2014, 07:06 #343556

A mi se me ocurre que puedes dar un poco de pendiente a las vigas elevando los anillos concéntricos, puesto que cuando realices el forjado puede actuar para dejar la superficie de acabado plana.

Saludos

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"Cada uno es artífice de su propia ventura"

- 11 Sep 2014, 09:16 #343560

Si he entendido bien tu problema, lo que yo haría es utilizar un tramado de vigas pratt como elementos sobre el que apoyar el forjado de cubierta, con eso consigues el canto que necesitas para apoyar el forjado y apoyas las vigas en el perímetro.

PS.- En mi época y escuela, la rama mecánica tenía dos especialidades: construcción de maquinaria o estructuras. En ambas la carga lectiva de asignaturas de estructuras y resistencia de materiales son las que me dan de comer hoy.

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Si tu problema tiene solución, ¿de que te quejas?
Si tu problema no tiene solución, ¿de que te quejas?

- 11 Sep 2014, 09:55 #343562

A verrrr, que me he quedado corto

lo que quería decir es que también debes introducir alguna viga pratt intermedia de forma que reducirías la luz del forjado.

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Si tu problema tiene solución, ¿de que te quejas?
Si tu problema no tiene solución, ¿de que te quejas?

- 11 Sep 2014, 12:14 #343565

Gracias por las respuestas, probaré ambas a ver que tal resultado da.

Respecto de lo que me comentas pedrogomez de colocar las vigas pratt, entiendo que te refieres a colocarlas en el perímetro y luego por ejemplo un par en forma de cruz por la parte central para que me apoye el sistema que ya tengo hecho con anillos, no?

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- 11 Sep 2014, 12:36 #343566

Se he entendido bien, tienes en cubierta un octógono de vértices 1 al 8. De cada uno de esos nudos es la cabeza de un pilar (inclinado) por los que si puedes transmitir las cargas a cimentación.

Planteando un simple forjado unidireccional, las vigas pratt que comentaba, apoyarían en los nudos 2-3, 1-4, 5-8 y 6-7. Faltaría para cerrar el perímetro resolver el apoyo del forjado en las aristas 1-2, 3-4, 5-6 y 7-8, que podrían se otras vigas pratt o probablemente, al estar menos solicitadas por alguna viga de perfil laminado.

Por supuesto, la dirección del forjado sería perpendicular a la dirección de las cuatro vigas pratt.

En mi opinión, para continuar con el entramado que planteas, habría que pensar que las vigas estén correctamente apoyadas sin estar cortadas por el anillo central, y siendo las luces las que son, probablemente un vuelo perimetral también ayudaría en cualquiera de los casos.

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Si tu problema tiene solución, ¿de que te quejas?
Si tu problema no tiene solución, ¿de que te quejas?

- 11 Sep 2014, 12:42 #343567

De acuerdo, muchas gracias

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- 11 Sep 2014, 18:58 #343578

Yo quitaría ese anillo octogonal del centro que parte ls vigas donde más falta hacen que es en el medio. Las vigas donde más van a flectar es en el centro, así que daría continuidad a las vigas más grandes de 12 metros. Hacer que coincidan las 8 en el centro no sería constructivamente muy viable, así que dejaría dos garndes vigas de 12 m en dos direcciones perpendiculares entre sí. Una pasante de lado a lado; y la perpendicular formando un nudo rígido colocando platabandas en la junta si es necesario. Y a ese esqueleto en forma de cruz apoyado en los pilares de borde ajustaría el resto de la estructura. Si no te da flecha con vigas de perfil comercial; hazlo que vigas armadas. No deberías tener problemas de flecha con una viga armada de 1,20 - 1,40 m de canto. También podrías hacer una viga de sección variable horizontal por arriba y descolgada hacia el centro que es donde necesitas más momento resistente y más inercia para la flecha (por lo menos si la viga es apoyada en pilares y no en unión rígida que es lo que creo que sería más adecuado para que los pilares de borde no sean muy grandes y no quiten vista). También podrías hacer la cruz con celosía en lugar de viga armada pero o te vas a más canto 1.80 - 2.00 m con lo que te saldría una cubierta de más canto o para una cercha de 1,50 m las diagonales iban a ser muy anguladas; en fin podría probarse; pero yo para eso me iría a una viga armada que con el canto que te he dicho no deberías tener problemas de flecha (por muy altas que sean las cargas de antenas, etc; no creo que sean mayores que una carga de tráfico por ejemplo).
La otra solución, que creo que todavía sería más viable y es la que yo miraría primero sería hacer un forjado mixto; no metálico; sino una viga de borde metálica apoyada en los pilares esos inclinados y un forjado reticular apoyado sobre la viga de borde. Con un forjado de canto 40 cm o como mucho 45 cm no deberías tener problemas de flecha en 12 mtros máximo de luz.

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Fluxor Procopio Uthman

- 13 Sep 2014, 08:35 #343613

Otra idea mejor que las dos grandes vigas perpendiculares es algo de este tipo:

Aquí las vigas tienen algo menos de longitud y son más, luego se comportan mejor. Ahora esa cuadrícula la rellenas bien con un forjado reticular, o lo intentas con forjados unidireccionales metálicos colocando perfilería para meter bovedillo; o puedes intentarlo con forjado en dos direcciones pero metélico en lugar haciendo un emparrillado en dos direcciones metálico para cubrir con pieza cerámica y echar encima una losa. O puedes intentar el emparrillado metálico directamente a vigas de borde sin los grande nervios que te he puest aquí; aunque ésto se comportará peor.
Lo que creo que te despista es el diseño. Que la superficie sea octogonal no quiere decir que el diseño estructural tenga que reproducirlo octogonalmente. El sistema estructural lo que tiene que hacer es intentar llevar las cargas a pilares por el camino más corto posible; y con esto quiero decir con vigas lo más cortas posibles entre pilares para que no flecten mucho.

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Fluxor Procopio Uthman

- 13 Sep 2014, 11:16 #343614

Otra idea mejor que las dos grandes vigas perpendiculares es algo de este tipo:

Aquí las vigas tienen algo menos de longitud y son más, luego se comportan mejor. Ahora esa cuadrícula la rellenas bien con un forjado reticular, o lo intentas con forjados unidireccionales metálicos colocando perfilería para meter bovedillo; o puedes intentarlo con forjado en dos direcciones pero metélico en lugar haciendo un emparrillado en dos direcciones metálico para cubrir con pieza cerámica y echar encima una losa. O puedes intentar el emparrillado metálico directamente a vigas de borde sin los grande nervios que te he puest aquí; aunque ésto se comportará peor.
Lo que creo que te despista es el diseño. Que la superficie sea octogonal no quiere decir que el diseño estructural tenga que reproducirlo octogonalmente. El sistema estructural lo que tiene que hacer es intentar llevar las cargas a pilares por el camino más corto posible; y con esto quiero decir con vigas lo más cortas posibles entre pilares para que no flecten mucho.

Esa idea creo que funcionaría mejor. Yo le añadiría un forjado de chapa colaborante.

Saludos

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"Cada uno es artífice de su propia ventura"

- 13 Sep 2014, 12:46 #343615

He puesto estrellas en el hilo porque se está volviendo realmente interesante, a mi juicio. No sé cómo enseñarán estructuras en otros sitios, pero a mí no me enseñaron más que a dimensionar una estructura ya planteada.

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¿Qué?

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Cacahué

- 14 Sep 2014, 13:19 #343626

Mañana tengo que hablar con el profesor que me lleva el proyecto, le comentaré todo esto (es que lo he tenido unas semanas fuera y acudi al foro casi por desesperacion jaja). Por lo que comentas chichas, a mi tambien me han enseñado estructuras solo sobre algo ya planteado, y por eso me esta costando un poco lo de ser yo el que "diseñe" la estructura, sobre todo ante cosas tan concretas porque a nivel constructivo apenas me han explicado cosas (me plantee este tipo de PFC precisamente para ahondar en como hacer frente a algo "real" y que hay que plantear desde 0).

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- 15 Sep 2014, 08:45 #343644

Mañana tengo que hablar con el profesor que me lleva el proyecto, le comentaré todo esto (es que lo he tenido unas semanas fuera y acudi al foro casi por desesperacion jaja). Por lo que comentas chichas, a mi tambien me han enseñado estructuras solo sobre algo ya planteado, y por eso me esta costando un poco lo de ser yo el que "diseñe" la estructura, sobre todo ante cosas tan concretas porque a nivel constructivo apenas me han explicado cosas (me plantee este tipo de PFC precisamente para ahondar en como hacer frente a algo "real" y que hay que plantear desde 0).

Luego nos cuentas a ver como ha ido todo.

Saludos

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"Cada uno es artífice de su propia ventura"