Cómo calcular con e-Struc un pórtico a dos aguas de acero

Cálculo de un pórtico de acero con e-strucEn este artículo analizamos algunos conceptos de construcción de estructuras de acero que nos ayudarán a utilizar e-Struc como herramienta para dimensionar un pórtico a dos aguas.

En el post de hoy vamos a explicar paso a paso cómo se utiliza la herramienta e-Struc para dimensionar un pórtico a dos aguas de acero. También lo podéis ver explicado en nuestro enlace de Youtube Cálculo de pórticos de acero a dos aguas.

Ayudados de los esquemas en 2D y 3D que podemos ver siempre a la derecha de la pantalla, introduciremos los datos y repasaremos los conceptos principales de geometría y construcción que definen el pórtico. Los datos marcados con asterisco son obligatorios. Los demás son opcionales, podemos cumplimentarlos si los deseamos fijar de antemano, o bien dejar que la aplicación elija la opción más adecuada.

En cada una de las pestañas que abriremos a continuación, al colocar el cursor sobre un dato o un conjunto de datos, se abrirá un recuadro en el que habrá una explicación algo más detallada sobre los mismos.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

La primero que vamos a cumplimentar es la Pestaña Localización, en la que solo marcaremos la provincia y el municipio en que se encuentra la estructura.

Pestaña Geometría

Como vemos en el esquema 3D a continuación, debemos introducir los datos que definen la geometría del pórtico, la separación entre pórticos y el número de ellos que habrá en la estructura. Estos datos nos permitirán acotar las cargas que el pórtico ha de resistir. El pórtico está formado por dos pilares y dos vigas inclinadas y simétricas. Además requiere, en cada lateral, dos arriostramientos horizontales, uno a media altura y otro en el encuentro de los pilares y las vigas. Estos arriostramientos sirven para dar estabilidad a la estructura y pueden también estar vinculados a los cerramientos de fachada, como veremos más adelante. Es importante señalar que será necesario incorporar unos arriostramientos en cruz en las fachadas y cubiertas como se indica en la imagen.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

Los datos son:

*H1(m)- Es la altura desde la base hasta el comienzo de la cubierta, es decir, la longitud total de los pilares del pórtico. En este caso 3,8 m.

*H2(m)– Es la distancia desde la base de los pilares hasta la línea de arriostramientos laterales más baja. En el ejemplo son 2,5 m. Hay que tener en cuenta posibles puertas o ventanas para establecer esta línea de arriostramientos.

*L(m)– Es la separación, a ejes de apoyos en metros, que son 9,0 m.

*S(m)– Es la separación entre pórticos, a ejes de apoyos en metros, que son 3,55 m. La distancia entre pórticos consecutivos ha de ser siempre la misma. En el texto que hay en la parte superior se recomienda que esta distancia sea de 3 a 4 m como máximo, pero no es un parámetro límite sino de recomendación.

*Número de pórticos– Es el número de pórticos de la construcción. En este caso hay 7 pórticos.

H3(m)– Es el peralte del pórtico o altura de la cumbrera respecto de la línea de encuentro de pilares y vigas. Esta medida es opcional, no es necesario darla. Además hay la recomendación de no hacer que esta medida sea menor de L/8, en el texto de la parte superior, para no hacer pórticos demasiado tendidos.

La medida (m), se refiere a las unidades en que debemos dar los datos. En este caso todos en metros.

Ya está cumplimentada la primera pestaña, es sencillo, ¿verdad?. Comprobamos los datos introducidos y pasamos a la siguiente pestaña.

Pestaña secciones de las barras

En esta pestaña vamos a elegir, si lo deseamos, los perfiles de vigas y pilares del pórtico.

Verás que no es obligatorio seleccionar ningún dato, y puede ser todo “Desconocido”. Sin embargo podemos escoger tanto el tipo como el calibre de los perfiles de la siguiente manera:

*Tipo Perfil Pilar – Verás que se despliega una lista con los principales perfiles de acero estándar: Tubo cuadrado, tubo rectangular, UPN, IPE, IPN, HEB, etc.

*Calibre Perfil Pilar– Es el tamaño, también para escoger de la lista, del tipo de perfil seleccionado.

*Tipo Perfil Viga – Verás que se despliega, como en el caso anterior, una lista con los principales perfiles de acero estándar: Tubo cuadrado, tubo rectangular, UPN, IPE, IPN, HEB, etc.

*Calibre Perfil Viga– Es el tamaño, también para escoger de la lista, del tipo de perfil seleccionado.

En el ejemplo que te mostramos hemos elegido para los pilares perfiles HEB, y para las vigas, perfiles IPE, pero no los calibres, ya que dejamos que sea el sistema quien los calcule para aquilatar costes. Podríamos estar haciendo un peritaje y en ese caso deberíamos comprobar los perfiles y calibres existentes.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

Pasamos a la siguiente pestaña, revisando y aceptando antes los datos introducidos.

Pestaña Materiales

Aquí seleccionamos los materiales, tanto la viga como de las chapas y pasadores que garantizarán su continuidad. Fácil, ¡¡un solo dato que podemos dejar en blanco!!

*Tipo Acero chapas/perfiles– Es el tipo de acero según la instrucción de Acero Estructural española, EAE (extraída del Eurocódigo 3 europeo). Podemos dejarlo Desconocido, y el sistema elegirá el más el más eficiente, cuyas características técnicas, necesarias para la prescripción y la definición presupuestaria, estarán en la Memoria de Cálculo que se descarga al final del proceso. Si tenemos una preferencia o estamos haciendo un peritaje, se debe escoger uno de la lista.

En nuestro ejemplo este valor de acero lo dejaremos como “Desconocido”, y así el sistema nos dirá cuál es más conveniente.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

Ya hemos cumplimentado la pestaña Materiales y casi tenemos definido el pórtico.

Pestaña Uso y definición constructiva

Estos datos se refieren a las características constructivas de la cubierta y los cerramientos laterales del edificio. Los datos son muy sencillos porque son características básicas para calcular las cargas que entrarán en el cálculo, tanto por el peso de los materiales como por el uso y por las condiciones de localización del edificio en lo que respecta a viento, nieve y sismo.

En primer lugar Datos del Forjado

*Soporte– El tipo de forjado por las características constructivas, que escogemos en el listado que se despliega. Puede que no exista soporte, porque el acabado sea directamente el soporte. En este caso, elegiremos “Ninguno”. También podemos dar el valor del peso del soporte, si no es ninguno del listado, escogiendo “Ver valor” en el listado y marcando este valor en la casilla Peso sop. En KN/m2. Nosotros elegimos “Ninguno” puesto que el acabado será un panel que hace las veces de soporte.

*Espesor sop. (m)– Es el canto del forjado, medido en metros. Este dato es imprescindible para que el sistema calcule el peso del forjado.

Si marcamos “Ver valor” y damos el peso del soporte, el canto desaparece como opción, pues el sistema ya tiene el dato de peso. Igualmente si escogemos “Ninguno” desaparece la opción del espesor.

En el ejemplo se escoge “Ninguno”

*Acabado- Es el material que se apoya sobre el forjado de cubierta, o directamente sobre los pórticos. En el listado de los acabados más frecuentes se puede escoger de la cubierta sobre el muro, o bien marcar “Ninguno” si no hay acabado, o bien marcar “Ver valor” y escribir su peso en la casilla Peso Acab. En KN/m2.

Ojo con los acabados de tipo sándwich sin soporte. En este ejemplo hemos escogido un panel, y hay que verificar que el panel escogido pueda salvar la luz entre dos pórticos consecutivos. Es importante ver las características técnicas del panel en cuanto a las luces entre apoyos.

En el texto de la parte superior la distancia entre pórticos se recomienda que sea de 3-4m, si bien no se impide continuar el cálculo si es mayor.

*Uso de cubierta– En cubiertas sólo puede ser F o G, según el CTE. Si la carga de uso es diferente a las establecidas en el CTE para estos usos, introduciremos la carga real del forjado de cubierta.

El siguiente apartado se ocupa del tipo de cerramiento lateral y las sobrecargas de cubierta por instalaciones apoyadas sobre ella.

*Tipo de cerramiento lateral– Es el material que se apoya sobre cada uno de los forjados de planta. En el listado de los acabados más frecuentes se puede escoger, o bien marcar “Ninguno” si no hay acabado, o bien marcar “Ver valor” y escribir su peso en la casilla Peso Acab. En KN/m2

Sobrecarga instal. (KN/m2)– Es la sobrecarga debida a la colocación de maquinaria de instalaciones sobre la cubierta en KN por m2. En el ejemplo propuesto se plantea una fachada anclada a los pilares, es decir, de tipo “Horizontal”

*Constitución de la fachada– En el ejemplo propuesto se plantea una fachada anclada a los pilares, es decir, de tipo “Horizontal”. Esta condición es importante para asignar las cargas de fachada y viento a los pilares o a los perfiles de arriostramiento horizontal, como explica el recuadro que se abre al colocar el cursor sobre el dato.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

En el ejemplo que estamos aceptamos los datos introducidos con las características que se resumen en el cuadro de revisión de datos a continuación:

Una vez revisados y aceptados los datos anteriores pasamos a la siguiente pestaña.

Pestaña Entorno

Estos datos se refieren a las características ambientales.

*Altura cumbrera (m)– Es la distancia en vertical desde la cumbrera de la construcción hasta el terreno firme. Hay que tener en cuanta terraplenes sobre los que el edificio pueda estar asentado, ya que le procuran una mayor exposición al viento. Nuestro edificio mide 12 metros hasta la línea de cumbrera.

*Entorno– Se trata del enclave de la construcción, si está más o menos expuesta, y debes elegir en el listado la que más se asemeja. En este caso se trata de una “Zona rural accidentado o con obstáculos aislados, como árboles o construcciones pequeñas”.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

Una vez revisados y aceptados los datos anteriores podemos pasar la pestaña “Sismo”, y ya es la última, ¡No queda nada!

Pestaña Sismo

Según la Norma sísmica NCSR 02, rellenaremos las casillas restantes. Si disponemos de un informe geotécnico completo podemos cumplimentar los datos, y si no el sistema escogerá por defecto, ya que, salvo la importancia de la construcción según la norma, los demás datos no son obligatorios:

Coeficiente de suelo– Es el que mide la transmisión de la onda sísmica. En este caso no lo conocemos, así que queda en blanco

Grado de ductilidad – De valores entre 1 y 4, en este caso no lo sabemos y también queda en blanco.

Coeficiente de amortiguamiento relativo– De valores posibles entre 3 y 7. Como en las casillas anteriores lo dejamos en blanco.

*Importancia de la construcción. Según la NCSR-02, los edificios pueden ser de importancia Normal o Especial, si han de ser muy estables ante el sismo por la importancia que por su uso se les asigna. Podemos consultar en la Norma si tenemos dudas. En este caso es un edificio de importancia Normal, pues se trata de una nave de almacenamiento agropecuario.

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

¡Terminado!

Pulsa Calcular y obtendrás inmediatamente el resultado, con la opción de cambiar datos y obtener nuevas soluciones en el botón Modificar abajo a la derecha, en la pantalla de resultados. ¡Repasa bien todos los datos!

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

No te olvides de instalar en tu ordenador el programa Open Office antes de descargar los archivos, es gratuito, y te permitirá ver los archivos, editarlos o convertirlos a formato .doc o .xls para modificarlos en otro programa.

¡Y ya está terminado y listo para construir tu pórtico!

Enlace a la aplicación en: https://www.e-struc.com/

y también puedes ver el tutorial en nuestro canal youtube

Cálculo de un pórtico de acero con e-struc

2 comentarios en “Cómo calcular con e-Struc un pórtico a dos aguas de acero

  1. Eficiente práctico y seguro, cuenta con todos los principios y normas básicas y necesarias para el desarrollo de proyectos estructurales.

    1. Muchas gracias por la recomendación, Juan.

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