Cómo calcular con e-Struc un cargadero de acero

Repaso de algunos conceptos de construcción de estructuras necesarios para la introducción de datos en la aplicación e-Struc

En este post vamos a explicar paso a paso como calcular con e-Struc un cargadero de acero, es decir, determinar el perfil necesario para abrir un hueco en un muro de carga, repasando los conceptos de construcción de estructuras, con ayuda de imágenes de la propia aplicación. También lo podéis ver explicado, en nuestro enlace de Youtube, Cargaderos de Acero. Y la misión de un cargadero en nuestro post: Cargaderos (I), tipos de cargadero.

Vamos a rellenar los datos que se nos piden, ayudados de los esquemas en 2D y 3D que podemos ver siempre a la derecha de la pantalla. Los datos marcados con asterisco son obligatorios. Los demás son opcionales, podemos cumplimentarlos o dejar que el sistema decida por nosotros.

Pestaña Geometría

Como vemos en el esquema 2D a continuación:

Los datos son:

L2(m)– longitud del hueco en metros. En este caso 3 metros.

El perfil será algo más largo, ya que debe apoyar una cierta medida a cada lado del hueco, por lo que la longitud total del perfil será mayor. Podemos ver esta longitud, llamada L1 en el esquema, pero no se nos solicita, ya que la aplicación nos dará las longitudes de apoyo a ambos lados del hueco.

Número de huecos – Se refiere a que en el muro que apoya sobre el cargadero puede haber puertas o ventanas, siempre en la primera planta, si están en la segunda o tercera, sobre el cargadero, no es necesario tenerlas en cuenta. Si las hay, la distribución de cargas ha de tenerlas en cuenta. En nuestro ejemplo se trata de los huecos, de 80 cm y de 1,0 m que hay en la primera planta sobre el cargadero. Al introducir el número de huecos, aparecen las distancias:

a1(m)– Distancia en horizontal desde el apoyo izquierdo hasta el primer hueco, en este caso son 30 cm, es decir 0,30 m

a2(m)– Anchura o longitud del primer hueco: 0,8 m

a3(m)– Distancia del extremo del primer hueco al inicio del segundo hueco, o separación entre ambos huecos, que en el ejemplo son 40 cm, es decir 0,4 m

a4(m)– Anchura o longitud del segundo hueco: 1,0 m

No es necesario introducir la distancia desde el último hueco hasta el borde derecho del cargadero, pues la calcula el sistema.

H (m)– Es la distancia en metros desde el borde inferior del cargadero hasta la cara inferior del primer forjado. Si no hubiera forjados, sería la altura total del muro sobre el cargadero.

e(m)– Espesor o ancho del muro. Sirve para calcular el peso y también para elegir un cargadero que sea compatible geométricamente con el ancho, y se pueda integrar en él o colocar por el exterior en caso contrario.

n_plantas– Es el número de plantas que hay por encima del cargadero. No contabilizaremos la cubierta, si la hubiera, como planta.

Lf1(m)– Es la luz, o distancia entre apoyos, de los forjados que apoyan en el muro por la parte superior del cargadero a la izquierda del mismo, medida en horizontal.

Lf2(m)– Es la luz, o distancia desde el muro en el que estamos calculando el cargadero hasta el siguiente apoyo, de los forjados que apoyan en el muro por la parte superior del cargadero a la derecha del mismo, medida en horizontal. En la imagen se ve que esta medida es 0, ya que no hay forjado a este lado del muro. Puede ser un muro de fachada, por ejemplo.

e_forj (m)– Es el canto de cada uno de los forjados que apoyan sobre el muro

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 y seguimos.

Pestaña Secciones de las barras

En esta pestaña vamos a elegir las secciones de los perfiles que van a constituir nuestro cargadero. ¡Este paso es aún más sencillo que el anterior!

Verás que no es obligatorio seleccionar el tipo de perfil, puesto que no hay asterisco. Basta con seleccionar en la Opción Dimensionado la condición que preferimos:

Indiferente– El sistema elegirá, conforme al espacio disponible (la distancia entre el cargadero y el forjado superior, las cargas y el ancho del muro), el perfil más adecuado.

Menor Canto– Ocupa menos en altura, pero será un perfil más pesado

Menos Ancho Perfiles más esbeltos en sección, como los UP o los IP

Menor Peso Propio– Los perfiles que dan prestaciones similares con menor peso de acero (lo que implica menor coste de material)

Observación: Si elegimos el tipo, pero no el calibre, éste prevalecerá sobre la opción de dimensionado, y la aplicación elegirá el tamaño del perfil elegido, añadiendo el calibre al tipo, por ejemplo: IPE 220, HEB 180, UPN 300, que hayamos elegido.

Si estamos comprobando la validez de un perfil concreto (peritaje), debemos introducir tipo y calibre.

Ya hemos completado la Pestaña Secciones de las barras.

Pestaña Materiales

Aquí seleccionamos los materiales, tanto del perfil o perfiles como del muro en el que estamos actuando. Fácil, ¡¡solo tres datos obligatorios!!

Tipo de acero de los perfiles– Es la caracterización técnica de los perfiles, según la norma EAE española (extraída del Eurocódigo 3 europeo). Podemos dejarlo Desconocido, y el sistema elegirá el más frecuente y apropiado.

Tipo de Muro– Podemos escoger el tipo en el listado que se despliega, desde muros de ladrillo hasta de bloques de hormigón. Podemos ecogerlo por asimilación, si no lo encontramos, y más adelante dar su peso por m2.

Antigüedad del muro– Se trata de establecer la edad aproximada del muro, para evaluar sus características mecánicas.

Estado del muro– De entre las condiciones de la lista la que más se aproxime a las condiciones de conservación del muro.

Los demás parámetros se cumplimentan si tenemos un estudio exhaustivo del muro. En este caso, la aplicación hará prevalecer estos valores sobre los de los materiales escogidos. Pero no son datos obligatorios, de modo que no es necesario conocerlos.

Ya hemos cumplimentado la pestaña Materiales y casi tenemos definido el cargadero, ¡¡sólo nos queda una pestaña!!

Pestaña Uso y definición constructiva

Estos datos se refieren a las características constructivas del muro y de los forjados que apoyan sobre él, y delimitarán las cargas que ha de resistir el cargadero, y es muy sencilla porque son características básicas del edificio. En el esquema podemos ver cuáles son los forjados que afectan al muro, cuyas dimensiones dimos en la primera pestaña.

Ángulo del forjado de cubierta– En primer lugar se nos pide el ángulo de la cubierta, en grados sexagesimales (cero es plano, 90º es el ángulo recto). Si no hay cubierta será 0.

Peso del muro (KN/m2)– Este dato solo es necesario si el muro no responde a las definiciones de la lista de la pestaña Materiales, por lo que debemos saber su peso por m2. Como no tiene asterisco, es un dato no necesario, y la aplicación calculará el peso según el espesor que hemos dado en la pestaña Geometría, y el tipo de muro de la pestaña Materiales.

A continuación marcaremos es si existe o no cubierta, y en caso afirmativo los datos de la cubierta:

Soporte– Es 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

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 Peso sop., el canto desaparece como opción, pues el sistema ya tiene el dato de peso.

Acabado- Es el material que se apoya sobre el forjado de cubierta. 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

Uso de cubierta– En cubiertas sólo puede ser uso tipo 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.

Por último haremos el mismo procedimiento con los forjados intermedios: marcaremos el tic en forjado, si existen forjados de planta sobre el cargadero, y en caso afirmativo, cumplimentaremos las características de los mismos, de manera similar a como hemos hecho en la cubierta:

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

Acabado– 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

Espesor Acab. (m)– es el espesor total del acabado del forjado, medido en metros, incluyendo plastón, capa de regularización, o cualquier recrecido, además del material de acabado propiamente dicho (madera, linóleo, cerámica, o cualquiera del listado)

Uso forjado– Se puede elegir del listado, 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.

En el cuadro de revisión de datos, veremos que aparece como dato 0,0 si no hemos introducido ningún valor en el ángulo de la cubierta, ya que no existe, o en el peso del muro, pues está considerando el calculado en la pestaña Materiales.

Una vez revisados y aceptados los datos anteriores podemos calcular, pulsando el recuadro, el cargadero, y nos dará el tipo de cargadero, según la descripción que pudimos ver en la entrada Cargaderos (III) tipos de cargadero de perfiles de acero, del Blog, la clase de perfil, y sus dimensiones, y podremos descargar la memoria constructiva, la memoria de cálculo y el dxf con los planos del mismo, y así terminamos el pos de cómo calcular con e-struc un cargadero de acero.

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 cargadero de acero!

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