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Diseño de un sistema constructivo de cubierta curvada autoportante de chapa de acero conformada en frío
Abad Fuentes, Carmen Vanesa
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Resistència de Materials i Estructures a l'Enginyeria; Casafont Ribera, Miguel
El presente proyecto versa sobre el diseño de un sistema constructivo de cubierta curvada autoportante de chapa de acero conformada en frío. Los perfiles curvados de chapa se obtienen en fábrica, se transportan hasta obra y se colocan directamente sobre las vigas principales de una estructura, actuando estos de cubierta de la edificación. Este tipo de cubierta presenta una gran ventaja puesto que al ser autoportante no necesita viguetas ni vigas intermedias. Es la propia chapa metálica curvada la que soporta las cargas y las transmite a los apoyos sin necesidad de estructura intermedia. Además la ejecución material de este tipo de cubiertas es sencilla y rápida. El presente proyecto estudia este tipo de cubierta para cubrir longitudes de 9 a 14 m. Así mismo se tiene en cuenta una variabilidad de la flecha de los arcos descritos por el perfil de chapa curvado, entre 1.000 mm y 3.000 mm. El objetivo principal de este proyecto es la realización de unas tablas de capacidades, de un perfil de chapa determinado, para el diseño de estas cubiertas autoportantes. Las tablas se realizan a partir de datos obtenidos mediante simulaciones iterativas por el método de elementos finitos, utilizando el programa ANSYS (se han utilizado las versiones de ANSYS 14.0 y 15.0). Para ello, una vez establecidos los modelos a simular, se procede a realizar diversos estudios para decidir las hipótesis de carga a considerar, incluyendo combinaciones de éstas. Una vez decididas las hipótesis y ajustadas a cada caso, se ejecutan todas las simulaciones que hacen falta mediante el programa ANSYS para obtener los datos necesarios para posteriormente realizar las tablas objeto de este proyecto. Como objetivo secundario se procede a realizar un sistema de comprobación de resistencia e inestabilidad de los apoyos o pilares donde la cubierta descansa, para verificar si cumplen con la normativa actual. A tal efecto, para facilitar la tarea de realizar estos cálculos repetitivos para cada una de las cubiertas diseñadas, en un futuro, se han realizado unas hojas de cálculo de comprobación de dichos soportes. Estas hojas de cálculo están realizadas para que mediante programación, cálculos y relaciones internas, realicen las comprobaciones oportunas automáticamente. Por último en este proyecto también se incluye un ejemplo para explicar el uso posterior tanto de las tablas para el diseño como del de las hojas de cálculo para la verificación de soportes.
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