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Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Proyecto Fin de Carrera CÁLCULO Y DISEÑO MEDIANTE APLICACIONES INFORMÁTICAS DE UNA NAVE METÁLICA DESTINADA A ALBERGAR UN ROBOT DE ORDEÑO AUTOMÁTICO EN SIESO Autor/es VÍCTOR IVORRA RUIZ Director/es y/o ponente FCO. JAVIER GARCÍA RAMOS ANTONIO GARCÉS TÉBAR ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE HUESCA (EPSH) 2012 Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso Índice ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN Y RESUMEN DEL PROYECTO ...................................................................................... 1 1.1. ORIGEN DEL PROYECTO .............................................................................................................. 1 1.2. ENTORNO Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA NAVE .................................................... 1 1.3. CONTENIDOS PRINCIPALES ........................................................................................................ 2 1.3.1. CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA CON GENERADOR DE PÓRTICOS Y NUEVO METAL 3D ........ 2 1.3.2. MODELADO SÓLIDO DE LA ESTRUCTURA Y ELABORACIÓN DE PLANOS CON SOLIDWORKS ....................................................................................................... 4 2. CÁLCULO DE LA NAVE MEDIANTE APLICACIONES INFORMÁTICAS .................................................. 5 2.1. DEFINICIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA NAVE EN GENERADOR DE PÓRTICOS .............................................................................................................................................. 5 2.2. CÁLCULO DE LA NAVE CON NUEVO METAL 3D ..................................................................... 19 2.2.1. DEFINICIÓN DE NORMAS, MATERIALES Y ESTADOS LÍMITE ................................................ 19 2.2.2. DIBUJO DE LAS CRUCES DE SAN ANDRÉS Y DEL CUADRO DE ARRIOSTRAMIENTO ............. 24 2.2.3. AGRUPACIÓN DE BARRAS ................................................................................................... 28 2.2.4. DEFINICIÓN DEL PERFIL DE LAS BARRAS ............................................................................. 29 2.2.5. DEFINICIÓN DEL PANDEO EN LAS BARRAS ......................................................................... 31 2.2.6. ACCIÓN DE VIENTO ............................................................................................................ 32 2.2.7. DIMENSIONADO DE LA ESTRUCTURA Y CÁLCULO DE UNIONES ATORNILLADAS .............. 34 2.2.8. RIGIDEZ ROTACIONAL ........................................................................................................ 43 2.2.9. PLACAS DE ANCLAJE ........................................................................................................... 52 2.2.10. CIMENTACIÓN .................................................................................................................. 55 2.2.11. DESPLOME Y FLECHA EN DINTELES ................................................................................... 61 2.2.12. ENVOLVENTES .................................................................................................................. 64 2.2.13. LISTADOS DE OBRA GENERALES ....................................................................................... 67 2.2.14. VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA COMPLETA ....................................................................... 69 2.3. CÁLCULO DE LA NAVE CON PÓRTICOS BIARTICULADOS ...................................................... 71 2.3.1. CAMBIO DE ARTICULACIÓN Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA AÉREA ................................ 71 2.3.2. PLACAS DE ANCLAJE ............................................................................................................ 74 2.3.3. CIMENTACIÓN .................................................................................................................... 75 2.3.4. FLECHA EN DINTELES Y DESPLOME EN PILARES ................................................................. 76 2.3.5. LISTADOS DE OBRA ............................................................................................................ 76 2.3.6. ENVOLVENTES .................................................................................................................... 76 2.4. CÁLCULO DE LA NAVE CON PÓRTICOS TRIARTICULADOS .................................................... 78 2.4.1. CAMBIO DE ARTICULACIÓN Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA AÉREA ................................ 78 2.4.2. PLACAS DE ANCLAJE ........................................................................................................... 80 2.4.3. CIMENTACIÓN .................................................................................................................... 81 2.4.4. FLECHA EN DINTELES Y DESPLOME EN PILARES ................................................................. 81 2.4.5. LISTADOS DE OBRA ............................................................................................................ 81 2.4.6. ENVOLVENTES .................................................................................................................... 81 Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso Índice 2.5. COMPARACIÓN DE CARACTERÍSTICAS Y MEDICIONES ENTRE LAS TRES NAVES .............. 84 3. MODELADO SÓLIDO DE LA ESTRUCTURA MEDIANTE SOLIDWORKS ............................................ 89 3.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 89 3.2. CROQUIS DEL PÓRTICO ................................................................................................................. 89 3.3. CREACIÓN DE UNA NUEVA SERIE DE PERFILES ............................................................................. 96 3.4. CONSTRUCCIÓN DE PILARES Y DINTELES .................................................................................... 102 3.5. PLACAS DE ANCLAJE .................................................................................................................... 105 3.6. CHAPAS DE UNIÓN PILAR –DINTEL ............................................................................................. 113 3.7. CONSTRUCCIÓN DE LAS CARTELAS DE LA UNIÓN PILAR-DINTEL ............................................... 117 3.8. CHAPA DE UNIÓN DINTEL-DINTEL .............................................................................................. 124 3.9. CONSTRUCCIÓN DE LAS CARTELAS DE LA UNIÓN DINTEL-DINTEL ............................................. 131 3.10. CONSTRUCCIÓN DE LOS RIGIDIZADORES EN PILARES .............................................................. 133 3.11. CONSTRUCCIÓN DE LOS PÓRTICOS ENTEROS .......................................................................... 138 3.12. CONSTRUCCIÓN DE LAS CORREAS ............................................................................................ 140 3.13. CONSTRUCCIÓN DE LAS CRUCES DE SAN ANDRÉS ................................................................... 147 3.13.1. CONSTRUCCIÓN DE LOS SOPORTES Y DEL PRIMER TIRANTE ......................................... 147 3.13.2. CONSTRUCCIÓN DEL SEGUNDO TIRANTE ....................................................................... 153 3.13.3. CONSTRUCCIÓN DE LAS CRUCES LATERALES ................................................................. 156 3.14. CREACIÓN DE NAVES SEMEJANTES POR MODIFICACIÓN DE DIMENSIONES ........................... 160 4. ELABORACIÓN DE PLANOS CON SOLIDWORKS .............................................................................. 166 5. CONCLUSIONES ................................................................................................................................... 174 5.1. CONCLUSIONES DE CÁLCULO DE NAVES CON GENERADOR DE PÓRTICOS Y NUEVO METAL 3D DE CYPE ......................................................................................................................................... 174 5.2. CONCLUSIONES DEL MODELADO SÓLIDO Y ELABORACIÓN DE PLANOS CON SOLIDWORKS ...... 174 6. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................... 175 PLANOS Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 1. Introducción y resumen del proyecto 1 1. INTRODUCCIÓN Y RESUMEN DEL PROYECTO 1.1. ORIGEN DEL PROYECTO El proyecto surge como continuación de la colaboración existente entre la empresa Villa-Villera S. C. y la Escuela Politécnica Superior de Huesca en la realización de diferentes prácticas y de diversos proyectos fin de carrera. La empresa se dedica a la elaboración de quesos y productos derivados. Ubicada en Sieso del término municipal de Casbas de Huesca, decide ampliar sus instalaciones con el objetivo de adquirir nuevo equipamiento para mejorar sus procesos productivos. Así es como decide la construcción de una nave industrial, contigua a las naves ya existentes, en la cual además de estabular parte del ganado vacuno se instalará un robot para automatizar y optimizar el ordeño. Fig. 1.1: Fotografía de planta de las instalaciones de la empresa. La nave se construiría en la zona señalada en amarillo. 1.2. ENTORNO Y CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA NAVE El entorno físico de la construcción es de un terreno rural ligeramente accidentado con algunos obstáculos alrededor, como son las construcciones contiguas y el arbolado situado en una hilera en diagonal al noroeste–sureste de la granja. No tiene fachadas laterales, ya que el ganado puede resistir las adversidades climatológicas del lugar, y esto facilita la aireación de la posible acumulación de gases en el interior de la construcción. Los únicos límites físicos laterales son unos vallados metálicos de poca altura, puertas para el acceso y salida de los trabajadores y las reses, y unas cornadizas situadas en la fachada lateral orientada al suroeste. La ausencia de superficies planas en las fachadas, puesto que la carpintería metálica usada no constituye una superficie lisa sino agujereada, nos obligará a realizar el cálculo de las acciones del viento considerando la estructura como una marquesina. La estructura se compone de 8 pórticos idénticos sin cercha. Está desnuda lateralmente, y sus características principales son: Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 1. Introducción y resumen del proyecto 2 - Longitud: 45,5 m - Luz: 21 m. - Altura pilares: 5 m. - Altura de cumbrera: 8,1 m aproximadamente. - Distancia entre pórticos: 6,5 m. - Cubierta con pendiente del 30 %. - Los pilares y dinteles son vigas IPE de acero S 275 - Las correas de la cubierta son perfiles conformados en frío CF 275 x 4.0, de acero S 235. - El cerramiento de cubierta está constituido por chapa PL 35/145 de espesor 0,7 mm. - La cubierta es solamente accesible para mantenimiento. - Las uniones pilar-dintel y entre dinteles son atornilladas. En la cimentación de la estructura se usa: - Hormigón HA-25. - Acero corrugado B 500 S. Las dimensiones son acorde a una distribución interior en la cual coexisten los alojamientos e infraestructura necesarios para la estabulación de 63 vacas, y las correspondientes medidas de higiene, y para la sala de ordeño con un robot automático. La solera será de hormigón. 1.3. CONTENIDOS PRINCIPALES. 1.3.1. CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA CON GENERADOR DE PÓRTICOS Y NUEVO METAL 3D. En cuanto al cálculo de la estructura, el objetivo de este proyecto es adquirir una base en el uso de los programas Generador de Pórticos y Nuevo Metal 3D aplicado al diseño de naves metálicas. El Generador de pórticos introduce de forma rápida y sencilla las acciones necesarias para el cálculo según el Documento Básico de Seguridad Estructural para las Acciones en Edificación (DB SE AE) del Código Técnico de la Edificación (CTE), teniendo en cuenta la situación geográfica de la nave, el entorno, el uso que se le va a dar, los cerramientos y la geometría básica del pórtico. Nos permite calcular también las correas de cubierta. Una vez definido el pórtico tipo de la nave así como su nº de unidades en la construcción, se exporta el modelo a Nuevo Metal 3D. En este programa podemos modificar los perfiles que usaremos en la estructura, sus características de pandeo, material... y añadir elementos estructurales como cartelas, rigidizadores, uniones atornilladas o soldadas entre elementos o los arriostrados de las cruces de San Andrés, con el fin de optimizar el dimensionado de la estructura. La cimentación también se calcula en este programa. Además, ofrece la ventaja de proporcionarnos vistas de conjunto o de piezas por separado en 3 dimensiones o en el plano y se pueden elaborar planos generales y de detalles constructivos. También se pueden confeccionar listados de obra muy completos con las descripciones, mediciones y resúmenes de cálculo de los distintos elementos, entre otras opciones. Se incluye en el proyecto una comparación de mediciones y características de los elementos de la nave según el tipo de pórtico usado: pórticos rígidos, biarticulados o triarticulados. En unas tablas se resume el total de material empleado en cada tipo de nave, así como los datos procedentes del análisis de la flecha en cubierta, el desplome en pilares, los esfuerzos y momentos que resisten pilares y dinteles. También se pueden observar las envolventes en cada tipo de pórtico en los capítulos correspondientes. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 1. Introducción y resumen del proyecto 3 PASILLO DE ALIMENTACIÓN CANAL DE DEYECCIONES VALLADO BORDILLO CORNADIZAS PASO SALA DE ORDEÑO VALLADO / PUERTA SALA DE ESPERA MURO DE BLOQUE BORDILLO N VALLADO / PUERTA Fig. 1.2: Distribución interior de la nave. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 1. Introducción y resumen del proyecto 4 1.3.2. MODELADO SÓLIDO DE LA ESTRUCTURA Y ELABORACIÓN DE PLANOS CON SOLIDWORKS. Se persigue construir un modelado sólido detallado de la estructura aérea con SolidWorks y, a partir de éste, elaborar planos de vistas sin necesidad de tener que dibujarlas partiendo de cero. También se busca la posibilidad de crear distintas construcciones semejantes a una nave de partida, cambiando unos pocos parámetros que representen distintas dimensiones principales de la nave. El modelado con SolidWorks ofrece una serie de opciones y operaciones bastante completas, especialmente para el diseño mecánico. Existen una serie de relaciones geométricas y de posición entre distintos croquis, planos, sólidos y demás elementos que ayudan a progresar en el diseño de la nave partiendo de elementos ya existentes. El resultado en el modelado sólido ha sido un diseño que contiene los principales elementos de la estructura aérea: pilares, dinteles, cartelas, rigidizadores, placas de anclaje, chapas de uniones atornilladas, correas en cubierta, soportes de tirantes y redondos de las cruces de San Andrés, respetando las dimensiones del resultado de cálculo en Nuevo Metal 3D. En cuanto a la elaboración de planos de distintas vistas a partir del modelo sólido, podemos concluir que el procedimiento es sencillo y rápido. La redacción del proyecto ha sido realizada con la intención de que sea detallada pero a la vez fácil de comprender para aquellas personas que tengan su primera toma de contacto en el cálculo de naves con Generador de Pórticos y Nuevo Metal 3D y en el modelado sólido de estructuras semejantes con SolidWorks. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 5 2. CÁLCULO DE LA NAVE MEDIANTE APLICACIONES INFORMÁTICAS. 2.1. DEFINICIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA NAVE EN GENERADOR DE PÓRTICOS. La aplicación Generador de Pórticos del paquete de programas CYPE nos permite de forma fácil y rápida definir e introducir las características geográficas y físicas del lugar donde se ubica la construcción y las dimensiones y rasgos generales más importantes de los pórticos que la componen. Estos datos determinan las acciones sobre la edificación. Los cálculos de las acciones se realizan mediante el seguimiento de la normativa que le corresponde al lugar de la obra. En este proyecto, según el DB SE-AE del Código Técnico de la Edificación (CTE), actualizado hasta la revisión de 15 de abril de 2009 (BOE 23- abril-2009), según la Orden VIV/984/2009, por la que se modifican determinados documentos básicos del CTE aprobados por el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, y el RD 1371/2007, de 19 de octubre. Este documento es el que tiene en cuenta CYPE en su versión 2012.c. Generador de Pórticos también nos permite dimensionar las correas de cubierta y de los laterales. Una vez hemos definido una serie de parámetros del pórtico, podemos exportar el modelo creado al módulo Nuevo Metal 3D, también incluido en CYPE. En esta aplicación continuaremos la optimización del dimensionado y diseño de la estructura. Para las construcciones con pórticos a 2 aguas adintelados con una separación entre correas media el método de cálculo con cargas uniformemente distribuidas de CYPE, en vez de cargas puntuales, no repercute en errores considerables en el dimensionado de las barras. Al abrir el programa seleccionamos Nuevo. Fig. 2.1.1. Ventana Nueva obra. Por defecto, la carpeta en la cual se guarda el archivo se ubica dentro del directorio de instalación del programa en el disco duro. Escribimos el nombre del archivo deseado y una descripción breve acerca de qué construcción se trata. Pulsamos sobre Aceptar y nos aparece una ventana donde debemos especificar una serie de datos de obra a partir de los cuales el programa calculará las acciones sobre la edificación de acuerdo a la normativa que escojamos. Estableceremos 7 vanos con una separación entre pórticos de 6,50 metros. Debemos seleccionar Con cerramiento en cubierta y poner, con una precisión de dos decimales, el peso por unidad de superficie que tiene. En nuestro caso, una edificación que no requiere aislamiento térmico, descartaremos la opción de cerramientos gruesos o de materiales compuestos como pueden ser los paneles sándwich y pondremos una chapa ligera sencilla. Escogemos una chapa tipo PL 35/145 con un espesor de 0,7 mm y un peso de 7,958 kg/m 2 . Consideraremos que no existe sobrecarga de cerramiento, y dejamos sin seleccionar la opción de Con cerramientos en laterales. Se puede observar que una vez escogemos Con cerramiento en cubierta nos aparece en la mitad inferior de la ventana un apartado donde Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 6 podemos definir, si queremos, la sobrecarga debida a viento y a nieve. En la sección Combinaciones de cargas para cálculo de correas existen más opciones acerca de las acciones sobre cubierta. Fig. 2.1.2. Ventana de Datos de obra semidefinida. Haciendo clic izquierdo sobre Con sobrecarga de viento surge otra ventana, Normativa para el cálculo de la sobrecarga del viento, donde por una parte debemos escoger la normativa según la cual el programa calculará las acciones sobre el edificio y, por otra, la zona eólica peninsular y el grado de aspereza del terreno. La normativa elegida, como se ha comentado anteriormente, es el DB SE-AE del CTE. Respecto al apartado correspondiente a los parámetros que determinarán el cálculo de la acción del viento, en Zona eólica, elegiremos la opción C. Si tenemos dudas acerca de la localización de nuestro edificio, podemos ampliar la imagen de la península ibérica con sus correspondientes zonas eólicas al pulsar con el cursor sobre la imagen del mapa físico. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 13 Fig. 2.1.14. Ventana de Descripción de perfil. Fig. 2.1.15. Ventana de Descripción. En cuanto a la Separación de correas, pondremos una separación orientativa de metro y medio. No permitiremos que cubran distancias próximas a los 2 metros ni superiores, puesto que que la chapa de cubierta tendría más probabilidad de deformarse que otros elementos más robustos. En Tipo de acero seleccionaremos S235. Una vez definidas de esta forma las opciones, nos disponemos a dimensionar. Primero pulsamos sobre Dimensionar en el subapartado de Tipo de perfil. El programa calcula el rendimiento para cada perfil y si cumple todas las comprobaciones de resistencia. Finalmente aparece un cuadro en el que se nos informa sobre estas dos características, además del peso por unidad de superficie. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 14 Fig. 2.1.16. Ventana de Dimensionamiento de perfiles, con las comprobaciones de los perfiles analizados. Seleccionaremos con el botón izquierdo del ratón, dentro del rango de secciones que cumplen todas las comprobaciones, el perfil de correa que nos proporciona el mayor de los rendimientos en tensión o en flecha y menor peso por unidad de superfície. Siguiendo estos criterios elegimos el CF-275 x 4.0. Presionamos en Aceptar. Ahora dimensionaremos la distancia de separación entre correas, teniendo en cuenta que usaremos el perfil elegido. Presionamos sobre el botón Dimensionar que está a la derecha del subapartado Separación, en la nueva ventana acotamos la separación con un valor mínimo y uno máximo de 1 y 2 m respectivamente, e imponemos un intervalo de incremento de 5 cm. Fig. 2.1.17. Ventana de Optimización de separación de correas. Si pulsamos sobre Info nos aparece un recuadro que nos dice el procedimiento que utiliza el programa para averiguar la separación más conveniente: empieza buscando dicha distancia desde la separación máxima y a partir de ésta va reduciendo, según el valor del incremento, hasta llegar a la separación mínima. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 15 Aceptamos en esta última ventana y en la anterior. En una nueva ventana se nos pregunta si queremos aplicar la separación óptima encontrada, que es de 1,7 metros. Respondemos afirmativamente. Fig. 2.1.18. Ventana de Edición de correas de cubierta con los datos definitivos. Aceptamos definitivamente en la ventana de Edición de correas de cubierta. Nos aparece un recuadro que nos indica si el perfil seleccionado cumple todas las comprobaciones y da el porcentaje de aprovechamiento en tensión y en la flecha. Observamos que al optimizar la distancia entre correas, el grado de aprovechamiento ha aumentado desde el 88,08 % hasta el 98,66 %. Podemos observar con más detalle las comprobaciones de E.L.U. pulsando la casilla con el mismo nombre. Nos aparece una ventana que expone de forma resumida en una tabla, y detalladamente más abajo, la resistencia a los distintos esfuerzos, tanto por separado como combinados, de la barra pésima en cubierta, esto es, la correa de la cubierta que recibe un mayor esfuerzo. El contenido de esta ventana es exportable a archivos de Adobe Reader, de edición de textos (Word, Wordpad, Bloc de notas) y de página web. Fig. 2.1.19. Ventana de comprobación final de correas de cubierta. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 16 Fig. 2.1.20. Ventana de comprobaciones E.L.U. final de correas de cubierta. Pulsamos Sí para continuar. Desaparece la ventana y vemos como en el pórtico que teníamos dibujado aparecen ahora las correas. Conviene resaltar que la orientación de las correas dibujadas en el Generador de Pórticos es errónea, la cara en la que el perfil está abierto, no mira hacia el exterior de la nave sino hacia el interior, hacia la cumbrera. No es lógica esta disposición que nos dibuja el programa, puesto que las piezas en forma de L que sujetan cada correa al dintel y sobre las que se apoya ofrecen un mejor refuerzo si sujetan la correa cuando ésta tiene su parte abierta orientada hacia el centro de la nave. Fig. 2.1.21 Dibujo del pórtico con las correas en cubierta. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 17 A continuación solamente nos falta exportar la obra a Nuevo Metal 3D (NM3D) para que continuemos calculando el resto de perfiles y la cimentación de la obra. En el menú Datos obra presionamos sobre el botón izquierdo del ratón en Exportar a Nuevo Metal 3D. Nos vuelve a aparecer la misma ventana de comprobación de esfuerzos y flecha en correas que salía al finalizar la edición de correas de cubierta. Aceptamos. Nos aparece una ventana de Opciones para la exportación a NM3D. En Configuración de apoyos elegimos Pórticos biempotrados, en Opciones de pandeo, Pandeo en pórticos traslacionales; en Tipo de generación, Generación pórticos 3D y dentro de este recuadro, en Opciones de agrupación, No agrupar planos. Fig. 2.1.22. Ventana Opciones para la exportación a NM3D. Aceptamos y aparece una ventana informativa que hace referencia, como hemos comentado al comienzo de este capítulo, al método de cálculo de cargas que efectúa CYPE. Fig. 2.1.23. Ventana de Información acerca de las consideraciones de cálculo de las cargas generadas por el Generador de Pórticos. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.1. Definición de las características generales de la nave en Generador de Pórticos 18 Según lo expuesto, comprobamos que al disponer de una nave formada por pórticos sin celosía y con una separación media entre correas, el posible error en el dimensionado a partir de la generación de cargas que produce CYPE resulta despreciable. Pulsamos sobre Aceptar, se cierra el cuadro informativo y se nos abre otro para que corroboremos si deseamos exportar el modelo. Al aceptar, aparece otro recuadro interrogativo para guardar los datos de la obra actual. Si proseguimos observamos que se nos abre Nuevo Metal 3D (NM3D), se nos pregunta por el nombre del fichero, la ubicación y la descripción de éste, de la misma forma que se hizo al abrir un archivo nuevo con el Generador de Pórticos. Fig. 2.1.24. Ventana de Nueva Obra en Nuevo Metal 3D. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 19 2.2. CÁLCULO DE LA NAVE CON NUEVO METAL 3D. 2.2.1. DEFINICIÓN DE NORMAS, MATERIALES Y ESTADOS LÍMITE. Una vez exportado el archivo de Generador de Pórticos, vamos a hacer uso de otro de los programas del paquete CYPE versión 2012.c, el Nuevo Metal 3D (NM3D). NM3D es un programa para realizar proyectos de estructuras tridimensionales de barras con perfiles de acero, aluminio y madera, incluyendo la cimentación (zapatas, encepados, vigas centradoras y vigas de atado) y el sistema de arriostramiento frente a acciones horizontales, permitiendo tirantes que trabajan sólo a tracción. También permite diseñar uniones y placas de anclaje en las estructuras metálicas. Tras rellenar la descripción de la obra una vez exportada, la siguiente ventana a aparecer es la de Nueva Obra. Consta de cuatro pestañas, la primera de las cuales hace referencia a las normas empleadas en el cálculo de los elementos según el material del que están constituidos: hormigón, aceros conformados, aceros laminados, madera y aluminio. El icono de la flecha azul sirve para asignar las normas correspondientes al CTE. Pulsamos sobre el mismo y automáticamente en el desplegable de Hormigón nos cambia el EHE 98-CTE a EHE-08; en los apartados de acero, madera y aluminio se dejan las normas que aparecían en un principio por defecto: CTE DB-SE A, CTE DB-SE M y Eurocódigo; y en último lugar aparece otro apartado más correspondiente a Cimentación, en la cual la opción Criterios del CTE DB SE-C es la que aparece como seleccionada. En esta última lista aparece otra opción: EHE-08. Realmente ambas normativas se complementan y son necesarias, por lo que seguramente el programa use las dos para optimizar los cálculos de la cimentación. Dejamos sin seleccionar la opción de Con sismo dinámico, ya que Sieso se encuentra en una región donde la aceleración sísmica básica (a b ) es menor que 0,04*g (siendo g la aceleración de la gravedad) y, atendiendo a los criterios de aplicación de la Norma de construcción sismorresistente, parte general y de edificación (NCSE 02, aprobada por el RD 997/2002), que es el apartado 1.2.3 de la misma NCSE, en estos casos no es obligatoria la aplicación de dicha norma. En el mismo documento, en el apartado 2.2, Aceleración sísmica de cálculo, podemos observar en la figura 2.2.2 el mapa de peligrosidad sísmica en la península ibérica. Una vez establecidas las opciones deseadas en el menú Nueva Obra/ Normas pulsamos en Siguiente o directamente sobre la pestaña de Estados límite para continuar. Fig. 2.2.1. Ventana de Nueva Obra, normas escogidas para el cálculo, según el CTE. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 20 Fig. 2.2.2. Figura 2.1 del NCSE 02, mapa de peligrosidad sísmica. En rojo se marca la situación geográfica de Sieso. En la sección de Estados límite nos aparece de nuevo una ventana muy similar a la que nos aparecía en Generador de Pórticos en Datos de obra. Pulsando en los iconos cuadrados de la parte derecha nos aparecen las ventanas con las distintas situaciones que tiene en consideración NM3D según el subapartado (Hormigón, acero y madera: CTE; Aluminio: Eurocódigo; Tensiones sobre el terreno; Desplazamientos). Pulsando en Configurar combinaciones para cada estado límite nos aparece la ventana Estados límite a verificar. Fig. 2.2.3. Ventanas de Estados límite y Estados límite a verificar. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 21 En esta última ventana podemos dejar definidas las combinaciones para los estados límite de acuerdo a los datos generales del CTE según la cota de nieve (inferior o superior a los 1000 m), o bien introducir nosotros mismos las combinaciones de los estados límite últimos (ELU) y de servicio (ELS.). En este proyecto dejamos definidas las combinaciones de los ELU según Datos generales, para Hormigón y Cimentación. En el resto de las opciones, la ventana es muy similar sólo diferenciándose en que en Situaciones de proyecto introducidas por el usuario no hay dos desplegables (para ELU y para ELS) sino sólo uno. En éstas también escogemos Datos generales. Fig. 2.2.4. Ventanas de definición de Estados límite. De nuevo en Nueva Obra, en Acero vemos el tipo de material usado para los perfiles laminados y conformados. NM3D mantiene la configuración que impusimos en Generador de Pórticos. Dejamos sin seleccionar la opción de Comprobar la resistencia al fuego CTE DB SI. Si la seleccionáramos, los perfiles calculados serían exageradamente grandes, pues CYPE los calcularía como si el acero estuviera expuesto de forma directa a la acción del fuego, cuando en realidad los perfiles suelen estar recubiertos de pinturas ignífugas o materiales aislantes que atenúan la intensidad de los efectos del fuego sobre los elementos metálicos. Fig. 2.2.5. Ventana Nueva Obra/Acero. Por último nos dirigimos a Nueva obra/ Cimentación. En Terreno de cimentación, dejaremos las opciones que nos salen por defecto. En Situaciones persistentes debemos tener en cuenta la presión que ejerce el suelo sobre los elementos bajo tierra. Consideraremos los valores estándar que el programa pone de forma predeterminada: 0,2 MPa en Situaciones persistentes y 0,3 MPa en Situaciones accidentales, que fueron los mismos valores tenidos en cuenta en los proyectos del resto de construcciones ubicadas en la misma parcela, según sus respectivos estudios geotécnicos. En el subapartado de Acciones debemos mantener seleccionada Considerar combinaciones con viento y deseleccionar Considerar combinaciones con sismo. Elegimos un hormigón tipo HA-25, γ c = 1,5, con tamaño máximo de árido 30 mm. En Acero, consideraremos el B 500 S, con coeficiente de seguridad γ c = 1,15, puesto que resulta más fácil de conseguir en la provincia de Huesca que otros como el B 400 S. Una vez hemos acabado de definir todos los apartados de Nueva obra, pulsamos sobre Terminar. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 22 Figs. 2.2.6. Ventana Nueva obra/ Cimentación con las opciones escogidas. Nos vuelve a aparecer la ventana en la cual establecemos el directorio donde se guarda el archivo y la descripción de la obra. Por defecto, la ubicación del documento es en C:\CYPE Ingenieros\Proyecto\Nuevo Metal 3D. El archivo generado a partir de la exportación se nos ofrece en una vista tridimensional que dibuja mediante líneas simples de color negro los pilares y dinteles de cada pórtico. El tipo de unión entre pilares y suelo se representa de forma simbólica según sea empotramiento, articulación, etc. Los puntos de unión entre pilares y dinteles, los nudos en CYPE, son representados mediante un pequeño cuadrado azul sin relleno cuando se trata de nudos rígidos, como circunferencias cuando son nudos articulados. También se dibujan en naranja las líneas auxiliares de referencia paralelas a las direcciones x, y, z que NM3D toma como sistema ortogonal y que se pueden ver en la esquina inferior izquierda. Si deseamos añadir o borrar estas referencias o distinguir el color según dirección deberemos hacerlo en Plano/ Referencias. Las correas no aparecen dibujadas en NM3D, ni la chapa de cubierta, sin embargo el peso que suponen estos elementos sí se incluye en las acciones permanentes que tiene que resistir la nave. El color del fondo de la ventana de dibujo puede ser blanco, gris (opción por defecto) o negro. Para poderlo cambiar basta con pinchar sobre el icono de globo terráqueo (Configuración general) situado en la parte superior derecha de la interface e ir a la opción del despegable Color de fondo. Las dos barras correderas que aparecen en la parte izquierda y superior al dibujo sirven para cambiar el ángulo de visión de la estructura, y cuando ésta no se visualiza por completo en la ventana, aparecen otras dos barras más, abajo y a la derecha, las cuales sirven para desplazar el enfoque (arrastrar “el plano”) sobre el dibujo en dirección vertical u horizontal manteniendo el mismo zoom. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 29 Fig. 2.2.17. En color naranja se muestra un grupo de barras agrupadas. 2.2.4. DEFINICIÓN DEL PERFIL DE LAS BARRAS Para definir el tipo de perfil utilizado en cada barra seleccionaremos la opción Barra/Describir perfil. Seleccionaremos uno de los pilares con el botón izquierdo del ratón y posteriormente pulsaremos el botón secundario para confirmar la selección. Para los pilares elegiremos un Perfil de acero laminado, cuyo icono es el primero de los ocho que aparecen en la parte superior de la ventana. En Disposición dejaremos marcada Perfil simple y en el icono bajo Perfil veremos si se establece un perfil IPE, que es el que por defecto tendremos como primera opción en pilares y dinteles. Si no es así, pulsamos sobre dicho botón y en la ventana Descripción de perfil ponemos IPE como Datos del perfil e IPE como Serie de perfiles. Fig. 2.2.18. Ventana Describir perfil, para los pilares. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 30 Fig. 2.2.19. Ventana Descripción de perfil Para los dinteles elegiremos también un perfil IPE pero con cartelas, con el fin de poder aumentar la resistencia del dintel a la flexión y así tal vez poder rebajar la sección respecto de la que se obtendría sin poner cartelas. Las cartelas que parten de la unión del pilar con el dintel tienen una longitud de 1,5 m y las que se unen en la unión de cumbrera miden 0,75 cm cada una. Fig. 2.2.20. Ventana Describir perfil con los parámetros del dintel. Para las diagonales de las cruces de San Andrés seleccionaremos el tipo de perfil Tirantes. En la ventana Descripción de perfil seleccionaremos en Serie de perfiles la opción Redondos y en Perfil seleccionado el de diámetro 12 mm. Fig. 2.2.21. Izqda: icono de los tirantes. Dcha: Descripción de perfil para los tirantes de las cruces de San Andrés. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 31 Las barras que dibujamos específicamente para cerrar los recuadros de arriostramiento de las cruces de San Andrés las definiremos como perfil conformado en frío, serie de perfiles CF. No es necesario definir el material de la barra porque en la ventana Nueva Obra ya que seleccionamos S275 y S235 como los tipos de acero usados para los perfiles laminados y conformados respectivamente. No obstante, si lo tuviéramos que definir tendríamos que ir a Barra/ Describir material y tras seleccionar la o las barras deberíamos pulsar sobre el botón derecho del ratón y seleccionar el material a elegir. 2.2.5. DEFINICIÓN DEL PANDEO EN LAS BARRAS En lo referente al pandeo, dejaremos como valores del coeficiente de pandeo los que automáticamente NM3D haya calculado para las barras. Los podemos consultar al pulsar en Barra/Pandeo. Una vez seleccionada esta opción, podemos ampliar el zoom sobre la estructura hasta que se vea con claridad los valores del coeficiente de pandeo y de momentos en cada barra, o podemos dejar el cursor sobre una barra para que aparezca un bocadillo informativo con los valores del coeficiente de pandeo o bien tras seleccionar Barra/Pandeo, seleccionar una barra para que nos aparezca una ventana con las distintas opciones. Fig. 2.2.22. Ventana de Pandeo para pilares y dinteles. Sin embargo, para el pandeo lateral impondremos un valor del coeficiente β v =0 en pilares y dinteles. Para ello seleccionaremos Barra/Pandeo lateral y seleccionaremos uno a uno los pilares y dinteles. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 32 Fig. 2.2.23. Ventana Pandeo lateral con las opciones elegidas para pilares y dinteles respectivamente. 2.2.6. ACCIÓN DE VIENTO CYPE 2012.c define el viento en aquellas construcciones que considera marquesinas según el anejo D.11 del CTE DB SE-AE (abril 2009), de forma que no es necesario modificar las cargas superficiales sobre la cubierta. En algunas versiones anteriores, al menos hasta las 2009.1c, para la misma construcción, CYPE calculaba las cargas de viento según el anejo D correspondiente a cubiertas a dos aguas (tabla D6 en DB SE-AE, revisión de abril de 2009). Podemos comprobar y contrastar los valores que podemos calcular a mano en comparación con los que calcula NM3D. Para ver la carga que aplica CYPE sobre la cubierta seleccionaremos en el menú Carga la opción Hipótesis vista. Mediante ésta podemos elegir que hipótesis queremos ver reflejadas, pueden ser sólo una o varias representadas simultáneamente. El programa calcula seis hipótesis de viento, que denomina VH. VH1 y VH2 representan las cargas de viento a presión sobre cada faldón por separado, VH3 la carga debida a viento por presión actuando sobre los dos faldones al mismo tiempo. El resto de hipótesis corresponden a la acción del viento a succión. VH4 y VH5 sobre cada faldón por separado, respectivamente, y VH6 con el viento actuando sobre los dos. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 33 Fig. 2.2.24. Hipótesis vista de acción de viento a presión sobre los dos faldones. El dibujo sobre cubierta de las zonas con distinta presión del viento lo podemos ver si pulsamos la opción Carga/Editar cargas superficiales. Vemos que coincide con el dibujo representado en el anejo D.11 del CTE DB SE-AE para VH1, VH2, VH3. Sin embargo para el resto de hipótesis el dibujo de NM3D varía ligeramente con el del anejo D.11, prolongando la franja central (Zona D) hasta el final de la nave. No consideraremos este error como importante puesto que además la zona que se prolonga en cuestión posee unos coeficientes c p para succión de mayor valor absoluto que el resto, de manera que el error cometido va a favor de la seguridad del dimensionado de la estructura y no al contrario. Fig. 2.2.25. Distribución de zonas sobre cubierta de aplicación de la carga de viento debida a presión según el Anejo D.11 del DB SE-AE Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 34 Fig. 2.2.26. Distribución de zonas sobre cubierta de aplicación de la carga de viento debida a succión según el Anejo D.11 del DB SE-AE 2.2.7. DIMENSIONADO DE LA ESTRUCTURA Y CÁLCULO DE UNIONES ATORNILLADAS Para dimensionar la estructura previamente revisaremos las hipótesis de carga que está considerando NM3D. Si atendemos al apartado 3.1 del CTE DB SE-AE, debemos clasificar nuestra obra según las categorías y subcategorías de uso de la tabla 3.1. Al tratarse de una cubierta únicamente accesible para conservación, con cubierta ligera sobre correas (sin forjado), es de tipo G2 según la definición de la tabla. Fig. 2.2.27. Tabla de valores característicos de sobrecargas de uso. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 35 En Nuevo Metal 3D, en el menú Obra, seleccionamos Acciones. En la ventana que aparece con el mismo nombre, seleccionamos Hipótesis adicionales. Se abre una nueva ventana donde vemos las acciones que CYPE tiene en cuenta para hacer los cálculos. Por defecto no aparece definida ninguna categoría de uso por lo que pulsamos en el botón de dicho apartado y de entre las diversas opciones sólo debemos mantener activa G1. Cubiertas accesibles únicamente para mantenimiento. No concomitante con el resto de acciones variables. Esta elección supone que a la hora de realizar las distintas combinaciones, CYPE no considerará las acciones de sobrecarga de uso y nieve simultáneamente. Fig. 2.2.28. Ventana Categorías de uso dentro de la venta Acciones/Hipótesis adicionales. Fig. 2.2.29. Ventana Hipótesis adicionales, con las opciones deseadas. Antes de empezar a dimensionar la estructura, estableceremos una serie de opciones que determinarán el tipo de uniones que habrá entre las distintas piezas de la estructura portante. En el menú Uniones, seleccionamos Opciones. En Tornillería no pretensada dejamos seleccionadas las series de tornillos ISO 4014, ISO 4017, clase de acero 8.8, diámetros disponibles M12, M16, M20 y M24. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 36 Fig. 2.2.30. Opciones de tornillería no pretensada para uniones atornilladas. En Tornillería pretensada dejamos seleccionada la serie de tornillos EN 14399-3 (HR), clase de acero 10.9, y todos los diámetros disponibles, excepto los no habituales. La clase de la superficie de rozamiento será C (μ = 0.30). Tanto en tornillería pretensada como en no pretensada las opciones seleccionadas en esta ventana sólo afectan a las uniones atornilladas. Fig. 2.2.31. Opciones de tornillería pretensada para uniones atornilladas. En la pestaña Rigidizadores, dejaremos sin seleccionar Rigidizadores en el extremo de las cartelas para las dos opciones. La activación de estas opciones fuerza al programa a disponer siempre de rigidizadores, para uniones pilar-viga y/o para uniones de cumbrera. Independientemente de que esta opción se active o no, el programa siempre dispone de rigidizadores en el extremo de las cartelas si son necesarios por cálculo. En las opciones para vigas empotradas en el alma del pilar las podemos dejar como queramos, puesto no tenemos ningún perfil que entre en esta situación. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 37 Fig. 2.2.32. Opciones de rigidizadores en uniones. Una vez definidas las características de las uniones, para calcular la resistencia de los perfiles podemos ir a Cálculo/Calcular o bien podemos pulsar sobre Uniones/Cálculo o Uniones/Consultar. Las uniones repercuten en el cálculo de la obra y las dimensiones de las barras, por lo que, como nos indica una ventana informativa, el programa calcula de nuevo la estructura y comprueba si las barras resisten los distintos esfuerzos y momentos. Una vez el programa ha finalizado el cálculo, podemos ver el porcentaje de aprovechamiento de cada perfil. Si en vez de Cálculo/calcular, hemos seleccionado Uniones/consultar o Uniones/calcular también podemos consultar cómo son y qué dimensiones tienen las uniones aplicadas, pulsando sobre las uniones. Fig. 2.2.33. Ventana informativa tras la selección del comando Uniones/Consultar. Un mensaje de aviso nos avisa de que no se cumple una de las recomendaciones para cálculo de las cruces de San Andrés. Continuamos con el proceso de cálculo porque las barras a las que se refiere, que son las que cierran los recuadros de arriostramiento, las estamos dimensionando y por ello es probable que tras este primer cálculo tengamos que cambiar su perfil a otro de otras dimensiones con tal de optimizar su rendimiento. Fig. 2.2.34. Mensaje de aviso anterior al proceso de cálculo Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 38 En la siguiente ventana imponemos si queremos las uniones soldadas o atornilladas y, en esto último caso, con tornillos pretensados o no pretensados. Podemos observar también los diferentes módulos de uniones que dispone NM3D. Todos estos módulos están disponibles para la versión afterhours y la versión de evaluación de CYPE. Fig. 2.2.35. Ventana de Cálculo para las uniones. Si queremos ver los distintos tipos de nudo de cada módulo basta con pinchar sobre cualquiera de estas líneas. Si seleccionamos Uniones II se abre directamente la web http://uniones.cype.es/uniones_atornilladas.htm, donde se ofrece detallada información sobre la aplicación de este tipo de uniones en naves con perfiles laminados y armados en doble T, como es nuestro caso. Fig. 2.2.36. Web de CYPE para uniones atornilladas. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 45 I b momento de inercia de cada viga; I c momento de inercia de cada pilar en la dirección de flexión considerada; L b luz (entre ejes de pilar) de cada viga; L c altura de la planta. b) Uniones nominalmente articuladas. Si la rigidez inicial de la unión, S j,ini , cumple: c) Uniones semirrígidas. La rigidez inicial de la unión se encuentra en la zona intermedia entre los límites establecidos para uniones rígidas y articulaciones. d) En defecto de análisis más precisos se considerarán: i) articuladas (excéntricamente), las uniones por soldadura del alma de una viga metálica en doble T sin unión de las alas al pilar, ii) articuladas (viga continua sobre apoyo posiblemente excéntrico), las uniones de vigas planas de hormigón armado en continuidad sobre pilar metálico, iii) rígidas, las uniones soldadas de vigas en doble T a soportes en las que se materialice la continuidad de las alas a través del pilar mediante rigidizadores de dimensiones análogas a las de las alas. NM3D se adecua a los resultados de estos cálculos para comprobar si el valor de rigidez rotacional de las uniones calculadas se adecua o no a la tipología de los nudos de la estructura. Para ver o modificar los valores de rigidez rotacional seleccionaremos Uniones/Rigideces rotacionales. Para poder realizar esta acción se han tenido que calcular las uniones previamente sin modificar después ninguna característica de la estructura (dimensiones, materiales, especificaciones, etc.). En la ventana Opciones podemos optar por revisar los valores asignados o asignar a todas las piezas el valor propuesto (por NM3D). Si nos decantamos por la primera opción, si los valores de rigidez rotacional asignados inicialmente a los nudos no cumplen los límites que impone cada tipo de unión (rígida, articulada o semirrígida), se marcarán en rojo. Fig. 2.2.46. Ventana de opciones de rigideces rotacionales. Si acercamos el cursor a cada unión, un bocadillo informativo indica la razón del no cumplimiento de la rigidez acorde a lo que exige cada tipo de unión cuando ésta no cumpla. Sobre cada barra, cerca de la unión, aparecen unos números precedidos de xy y xz: éstos números son los valores asignados a las rigideces rotacionales en . Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 46 Fig. 2.2.47. Revisión de las rigideces rotacionales en las uniones pilar-dintel. Fig. 2.2.48. Revisión de las rigideces rotacionales en las uniones entre dinteles. Si pulsamos dos veces sobre la zona coloreada cerca de la unión, una ventana nos detalla en un gráfico el comportamiento de la unión para flexión simple en el plano xz, donde S j es la rigidez, S j,ini es la rigidez inicial del nudo, M j,Sd es el momento de cálculo y M j,Rd es la resistencia del cálculo de la unión. En la ventana también aparecen a la izquierda los valores de rigidez propuestos por NM3D, así como el coeficiente de empotramiento aplicado y si pulsamos sobre Rigidez rotacional veríamos el valor asignado, si lo tiene. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 47 Fig. 2.2.49. Ventana de rigideces rotacionales en la unión pilar-dintel. Fig. 2.2.50. Figuras del apartado 5.2.3 del DB SE-A. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 48 Fig. 2.2.51. Figuras del apartado 5.2.3 del DB SE-A. Como debemos modificar los valores asignados inicialmente e introducir los propuestos, que son los mínimos calculados para que cumplan dentro de los límites, podemos activar desde esta ventana (tanto para las uniones entre pilar y dintel como las de cumbrera) la opción Asignar la rigidez rotacional propuesta. Otra forma es seleccionar de nuevo Uniones/Rigideces rotacionales y luego Asignar a todas las piezas el valor propuesto de rigidez rotacional. Nos aparecerá una ventana de información diciéndonos que debido a los cambios realizados sobre los empotramientos en los extremos de las piezas se deberá volver a calcular la obra cuando se finalice la edición (de rigideces rotacionales). Así pues calcularemos de nuevo la estructura juntos las uniones mediante la orden Uniones/consultar, la cual también nos permitirá luego ver en detalle los planos acotados de las uniones realizadas. Fig. 2.2.52. Informe final de cálculo de uniones tras la asignación de las rigideces propuestas. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 49 Fig. 2.2.53. Valores de las rigideces rotacionales sobre las barras. Los valores asignados ahora a las uniones son 22803,2 y 105150 ∙  en el plano xy y el plano xz respectivamente para la unión pilar-dintel y 122599 y 1874028 para la unión dintel-dintel. Podemos observar también que algunos nudos se simbolizan mediante un círculo verde: son aquellos donde todas las uniones que confluyen en ese punto cumplen todas las comprobaciones; otros tienen color naranja: son aquellos donde algunas de las uniones no han podido ser calculadas por CYPE. Por ejemplo, en el nudo de unión pilar-dintel en los pórticos con cruces de San Andrés NM3D calcula las uniones de los tirantes con el dintel y el pilar, en cambio no calcula ninguna unión en la confluencia de pilar, dintel y el perfil CF de los recuadros de arriostramiento. Al realizar las mediciones totales de las uniones correspondientes a la nave obviaremos este fallo y consideraremos una unión pilar-dintel igual que en el resto de pórticos. El módulo uniones de NM3D también calcula las placas de anclaje, por ello podemos ver que al principio de cada pilar también nos marca en verde el empotramiento. Fig. 2.2.54. Uniones aplicadas en los distintos nudos. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 50 Si pulsamos sobre una unión calculada la podemos visualizar en un plano en detalle, en listado - exportable- o en vista 3D. Fig. 2.2.55. Uniones aplicadas en los nudos de unión pilar-dintel de los pórticos arriostrados, vistos en detalle. Fig. 2.2.56. Uniones aplicadas en los nudos de unión pilar-dintel de los pórticos arriostrados, en vista tridimensional. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 51 Fig. 2.2.57. Uniones aplicadas en los nudos de unión pilar-dintel de los pórticos no arriostrados, vistos en el listado. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 52 Fig. 2.2.58. Uniones aplicadas en los nudos de unión pilar-dintel de los pórticos no arriostrados, vista en 3D. Fig. 2.2.59. Uniones aplicadas en los nudos de unión de cumbrera, vista en 3D. 2.2.9. PLACAS DE ANCLAJE El cálculo de las placas de anclaje lo realizaremos mediante las opciones propias del menú Placas de anclaje. El cálculo de éstas como uniones es diferente. En Placas de anclaje/Materiales, seleccionaremos un acero laminado S275, un acero B500 S con coeficiente de seguridad 1,15 para los pernos, y un hormigón HA-25 con γ c =1,5. Fig. 2.2.60. Materiales aplicados en las placas de anclaje. En Placas de anclaje/Opciones, definiremos las opciones como se muestra a continuación. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 53 Fig. 2.2.61. Ventana de opciones para placas de anclaje. Una vez definidos los materiales y opciones, seleccionamos la orden Placas anclaje/Generar. A continuación pulsamos en el mismo menú sobre Dimensionamiento. De esta forma el programa dimensiona las placas para que cumplan todas las comprobaciones. Las placas de los pórticos de los extremos, las de los segundos empezando por un extremo y la de los pórticos centrales son diferentes entre sí. De entre estos tres grupos de placas, las de mayor dimensión son las correspondientes al 2º pórtico que es el que recibe mayores esfuerzos y momentos a resistir. En Placas de anclaje /Editar y pulsando posteriormente sobre una de estas placas se nos abre una ventana con las vistas principales y el detalle de la placa anclaje perno, y la posibilidad de editar las distintas características. En nuestro caso la adecuada disposición de los pernos para resistir el momento en el plano del pórtico que reciben las placas y la existencia de rigidizadores son determinadas por el tipo de unión tierra-aire que hemos impuesto, que es un empotramiento. Fig. 2.2.62. Ventana de edición de placas de anclaje, pestaña de Despiece. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 54 Pulsamos sobre el icono Pernos para imponer que el perno tenga una patilla a 90 grados respecto de la vertical, el resto de opciones las dejamos tal y como aparecen. Fig. 2.2.63. Edición de pernos para la placa de anclaje en edición. Fig. 2.2.64. Detalle del anclaje de los pernos tras la edición. A continuación vamos a igualar el resto de placas a la recién editada. Tras aceptar en la ventana de edición de la placa, seleccionamos el comando Placas/igualar y tras seleccionar en primer lugar la placa a la que queremos que se igualen las demás, la cual se coloreará en naranja, seleccionamos todas las demás, que pasarán de aparecer en color amarillo a color naranja. Una vez seleccionadas, pulsamos sobre el fondo de la imagen con el botón secundario del ratón. Si quisiéramos comprobar en algún momento del proceso del diseño de placas si cumplen con todos los requisitos y cálculos de resistencia, seleccionaríamos la orden Placas de anclaje/Comprobar. Como con otros elementos, aparecerán en verde las que cumplen y en rojo las que no. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 61 Por último, igualaremos todas las zapatas a las dimensiones de las de mayor dimensión, es decir, a las pertenecientes al segundo pórtico. Seleccionamos la orden Elementos de cimentación/Igualar. Con el cursor seleccionamos una de las zapatas más grandes y a continuación con un recuadro seleccionamos el resto y después pulsamos sobre el botón derecho del ratón para finalizar la operación. 2.2.11. DESPLOME Y FLECHA EN DINTELES. Con el fin de obtener el valor del desplome en pilares y el de la flecha en dinteles, observaremos cuál es el máximo desplazamiento de los nudos de unión pilar-dintel y unión dintel-dintel. Para ello, seleccionamos Estructura/obra/listados sobre una selección de elementos y seleccionamos los nudos cuyos desplazamiento queramos comparar. En los tres primeros pórticos empezando por un extremo, seleccionamos los nudos de unión pilardintel de una de las dos fachadas longitudinales, y los de la unión de cumbrera. Es decir, por ejemplo podemos seleccionar los nudos N2, N7, N12, N5, N10 y N15. Fig. 2.2.77. Conocer los desplazamientos de los nudos de unión pilar-dintel y dintel-dintel incluidos en el recuadro es suficientes para saber cuáles son los desplazamientos en el resto de nudos. Acto seguido pulsamos sobre el botón secundario del ratón y se abre la ventana Listados, donde únicamente seleccionamos la casilla Estructura/ Resultados/ Nudos/ Desplazamientos/ Combinaciones. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 62 Fig. 2.2.78. Detalle del listado de desplazamientos según las combinaciones de una serie de nudos seleccionados. No tiene sentido seleccionar los nudos del cuarto pórtico puesto que los desplazamientos serían los mismos que los obtenidos en el tercer pórtico, como tampoco lo tiene seleccionar los nudos de la unión pilar-dintel de los tres primeros pórticos en la fachada lateral opuesta puesto que por simetría obtendríamos los mismos valores cambiados de signo, pero al fin y al cabo los mismos valores absolutos. Por simetría, tampoco es necesario comprobar los nudos del resto de pórticos, que tendrán los mismos desplazamientos que su punto simétrico respecto de la perpendicular que corta la nave por la mitad de su longitud. Conforme vayamos analizando el máximo desplazamiento en cada tipo de nudo de unión, nos percataremos de que éste se produce en los nudos del segundo pórtico. En concreto, para la unión pilardintel para la combinación G+VH1+N(R)1 se produce un desplazamiento máximo en el eje y de -23,000 mm y para la unión en cumbrera se produce un desplazamiento máximo de valor absoluto 53,762 mm en el eje z para las combinaciones G+VH3+N(EI). El desplome en pilares lo calcularemos según la sección 4.3.3.2 Desplazamientos horizontales del Documento Básico de Seguridad en la Edificación (DB SE). En el apartado 1 observamos que en el caso de la integridad de elementos constructivos que se puedan dañar por desplazamientos horizontales, como en el caso de tabiques o fachadas rígidas, tendríamos que comprobar que los nudos de unión pilar-dintel se desplazan menos que la altura del pilar dividida entre 250. Sin embargo, este caso no nos afecta ya que no disponemos de elementos constructivos entre los pilares en las fachadas cuya estructura pueda verse perjudicada por el desplome. En el apartado dos, considerando el aspecto de la obra, también debemos tener en cuenta que el desplazamiento no sobrepase   siendo L la longitud del pilar. En este proyecto, con una longitud de pilar L = 5000 mm, el límite   es igual a 20 mm, por lo que el desplome resultante en valor absoluto, que es 23 mm, lo supera. La diferencia es pequeña y podemos obviarla dado que el punto de vista de apariencia de la obra no es especialmente importante en el propósito de este proyecto. 4.3.3.2 Desplazamientos horizontales 1. Cuando se considere la integridad de los elementos constructivos, susceptibles de ser dañados por desplazamientos horizontales, tales como tabiques o fachadas rígidas, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinación de acciones característica, el desplome (véase figura 4.1) es menor de: Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 63 a) desplome total: 1/500 de la altura total del edificio; b) desplome local: 1/250 de la altura de la planta, en cualquiera de ellas. 2. Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura global tiene suficiente rigidez lateral, si ante cualquier combinación de acciones casi permanente, el desplome relativo (véase figura 4.1) es menor que 1/250. 3. En general es suficiente que dichas condiciones se satisfagan en dos direcciones sensiblemente ortogonales en planta. [extracto del DB SE] Fig. 2.2.79. Fig. 4.1. del DB SE: Desplomes. La flecha en la unión de cumbrera la calculamos atendiendo al apartado 4.3.3.1 Flechas, del DB SE. En el primer punto, consideraremos que una excesiva flecha en este caso sí puede afectar a la integridad de otros elementos constructivos como puede ser la cubierta, por lo que nos regiremos según el punto 1c, considerando un factor de 1/300. Si observamos el punto 4, la verificación debe realizarse entre dos puntos cualquiera de la planta, tomando como luz el doble de la distancia entre ellos. Dicha comprobación la debemos hacer en dos direcciones perpendiculares entre sí como por ejemplo el eje longitudinal de la nave y el eje horizontal perteneciente al plano del pórtico. 4.3.3 Deformaciones 4.3.3.1 Flechas 1. Cuando se considere la integridad de los elementos constructivos, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones característica, considerando sólo las deformaciones que se producen después de la puesta en obra del elemento, la flecha relativa es menor que: a) 1/500 en pisos con tabiques frágiles (como los de gran formato, rasillones, o placas) o pavimentos rígidos sin juntas; b) 1/400 en pisos con tabiques ordinarios o pavimentos rígidos con juntas; c) 1/300 en el resto de los casos. 2. Cuando se considere el confort de los usuarios, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones característica, considerando solamente las acciones de corta duración, la flecha relativa, es menor que 1/350. 3. Cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones casi permanente, la flecha relativa es menor que 1/300. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 64 4. Las condiciones anteriores deben verificarse entre dos puntos cualesquiera de la planta, tomando como luz el doble de la distancia entre ellos. En general, será suficiente realizar dicha comprobación en dos direcciones ortogonales. [extracto del DB SE] De entre estas dos direcciones, la longitud más corta es la de la línea horizontal que separa el nudo de unión de cumbrera con el del pilar-dintel, que viene a ser la mitad de la luz de los pórticos, 10,5 metros. De manera que tendremos que considerar el doble de esta distancia, por lo que L = 21 m. De esta forma nos resulta L/300 = 70 mm. El desplazamiento en la unión de cumbrera obtenido por NM3D es de 53,762 mm, por debajo del límite. Podemos considerar que no habrá efectos perjudiciales debidos a flecha sobre la cubierta y que los dinteles son suficientemente rígidos a efectos de apariencia. 2.2.12. ENVOLVENTES. Para visualizar las envolventes seleccionamos Envolventes en el menú Cálculo. Podemos visualizarlas sobre todas las barras o solamente sobre las seleccionadas. Vamos a seleccionar únicamente las del segundo pórtico. Fig. 2.2.80. Ventana de Envolventes y de Escalas de dibujo para cada envolvente. Para visualizar los pórticos en una perspectiva de alzado y así contemplar las envolventes mejor podemos seleccionar el icono de la flecha situada en la esquina superior izquierda de la zona de gráficos y en el desplegable escoger la pespectiva perpendicular al plano que contiene los ejes Y y Z. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 65 Fig. 2.2.81. Diferentes proyecciones que NM3D ofrece de forma predeterminada. Como corresponde a una envolvente, los valores representados por la gráfica son dos, uno máximo y otro mínimo, entre los que se encuentran el resto de valores (esfuerzos, flecha o tensión) que resultan de todas las combinaciones empleadas en el cálculo. Para la correcta interpretación de los resultados ofrecidos por el programa, es muy importante tener en cuenta que, aunque se desplace el perfil, las condiciones de contorno (condiciones de apoyo, reacciones, desplazamientos impuestos, etc.) se asumen sobre los nudos. Además, los esfuerzos se siguen representando sobre el eje de definición de la barra, aunque corresponden al centro de gravedad de las secciones de los perfiles. Fig. 2.2.82. Referencias de los esfuerzos o momentos sobre la estructura. Fig. 2.2.83. Envolvente del esfuerzo axil en el segundo pórtico. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 66 Fig. 2.2.84. Envolvente del esfuerzo cortante en la dirección z del segundo pórtico. Fig. 2.2.85. Envolvente del momento en el eje y del segundo pórtico. Fig. 2.2.86. Flecha en el segundo pórtico. Axil (kN) V z (kN) M y (kN∙m) Pilar Mínimo -259,65 -207,8 -526 Máximo 181,155 156 498 Dintel Mínimo -287,63 -156 -439,3 Máximo 214,25 108,4 325,3 Fig. 2.2.87. Tabla de valores máximos y mínimos de esfuerzos y momentos en el segundo pórtico. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 67 2.2.13. LISTADOS DE OBRA GENERALES Con el fin de poder reunir en un mismo documento datos de comprobaciones, mediciones, cargas, desplazamientos, envolventes u otros datos relacionados con el proceso de cálculo de la obra podemos elaborar listados de obra generales de toda la estructura. Seleccionamos la orden Listados de obra, que se encuentra en la parte superior derecha de la interfaz del programa, en forma de icono de impresora. Una ventana nos indica que existen elementos con errores en comprobación. En Ver detalles… podemos verlos. Se tratan de las zapatas y de dos vigas de atado que ya habíamos comentado en el apartado de Cimentaciones que tenían comprobaciones sin cumplir. Pulsamos sobre Aceptar para proseguir. Fig. 2.2.88. Ventana de incidencias en listados de obra. Fig. 2.2.89. Ventana de listados de obra. De todas las opciones que aparecen en la ventana Listados seleccionaremos las siguientes: Índice: Datos de obra: Normas consideradas. Estructura: Geometría: Barras: Resumen de medición. Uniones: Especificaciones para uniones atornilladas. Referencias y simbología. Relación (uniones de cada tipo). Memoria de cálculo: Tipo2 – Tipo 5. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 68 Medición. Placas de anclaje: Descripción. Medición placas de anclaje. Medición pernos de placas de anclaje. Cimentación: Elementos de cimentación aislados: Descripción. Medición. Vigas: Descripción. Medición. En base a los listados y a sus mediciones y cálculos realizaremos unas tablas para calcular el total de material de cada tipo así como para comparar las dimensiones de los distintos elementos utilizados dependiendo del tipo de pórtico usado en la nave y otras características como el grado de aprovechamiento de las barras o el desplome y flecha. Fig. 2.2.90. Mediciones de uniones en el listado de obra. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 69 Fig. 2.2.91. Parte del listado de obra para elementos de cimentación. 2.2.14. VISTA 3D DE LA ESTRUCTURA COMPLETA Si deseamos ver la estructura en tres dimensiones podemos hacerlo en Obra/Vista 3D. Si queremos que se visualicen la estructura aérea junto con las cimentaciones debemos ejecutar dicha orden estando dentro de la pestaña Cimentación. Si estamos en Estructura no aparecerán las zapatas ni las vigas, pero podremos elegir la visualización de la estructura en tres dimensiones de una selección de elementos. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.2. Cálculo de la nave con Nuevo Metal 3D 70 Fig. 2.2.92. Vista 3D de la estructura completa. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.3. Cálculo de la nave con pórticos biarticulados 77 Fig. 2.3.12. Envolvente de la flecha para el segundo pórtico. Axil (kN) V z (kN) M y (kN∙m) Pilar Mínimo -263,7 -132,5 -631,6 Máximo 180,7 96,2 458,4 Dintel Mínimo -222,4 -183,2 -561,6 Máximo 159,9 128 409 Fig. 2.3.13. Tabla de valores máximos y mínimos de esfuerzos y momentos en el segundo pórtico. Fig. 2.3.14. Vista 3D de la estructura global. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 78 2.4. CÁLCULO DE LA NAVE CON PÓRTICOS TRIARTICULADOS 2.4.1. CAMBIO DE ARTICULACIÓN Y CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA AÉREA Partiendo del archivo de NM3D de la nave con pórticos biarticulados construiremos un nuevo proyecto con los pórticos triarticulados, cambiando el nudo de unión entre dintel y dintel de rígido a articulado. Para ello en el menú de Nudo, seleccionamos Vinculación interior y a continuación modificamos el tipo de nudo en las uniones de cumbrera. Fig. 2.4.1. Vinculación interior de nudos en la unión de cumbrera. Fig. 2.4.2. Símbolos para uniones rígidas y articuladas. Las cartelas en la unión de cumbrera las vamos a eliminar pues rigidizan el nudo. En Barra/Describir perfil, para los dinteles, desactivamos la opción Cartela final inferior. Fig. 2.4.3. Descripción de perfil. Calculamos la estructura mediante Uniones/Calcular o Uniones/Consultar. Tras ver el informe final de cálculo, primero de todo cambiaremos los perfiles utilizados en el pilar y dintel, ya que no son suficientemente grandes para resistir los esfuerzos y momentos que soportan. El pilar tendrá que ser un IPE 600 y el dintel un IPE 500. Esta acción la realizaremos con el comando Cálculo/comprobar las barras o mediante Barra/Describir perfil. De nuevo volveremos a calcular y tras este segundo cálculo asignaremos las rigideces rotacionales propuestas por el programa en la unión pilar-dintel. La unión de cumbrera no se calcula al tratarse de una articulación. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 79 Fig. 2.4.4. Informe final de cálculo tras las primeras modificaciones. Fig. 2.4.5. Rigideces rotacionales en el proyecto con pórticos triarticulados. Volvemos a calcular la obra pues se han producido cambios en las uniones al modificar la rigidez rotacional. Las únicas uniones aplicadas por NM3D son entre pilar y dintel de los pórticos no arriostrados horizontalmente. Lo podemos visualizar en Obra/Vista 3D. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 80 Fig. 2.4.6. Detalle de la vista 3D de las uniones aplicadas por NM3D. 2.4.2. PLACAS DE ANCLAJE Las placas de anclaje, ya existentes, las dimensionaremos sin cambiar ninguna de las opciones. Las placas resultantes se asemejan bastante a las de los pórticos biarticulados. Igualaremos todas a la de mayor dimensión. Fig. 2.4.7. Placas de anclaje en los pórticos triarticulados. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 81 2.4.3. CIMENTACIÓN En cimentación pulsaremos la opción Cálculo/Dimensionar. Elegiremos de nuevo Dimensionado rápido completo. Igualaremos todas las zapatas a las de mayores dimensiones. Las zapatas son también de dimensiones muy parecidas a las de la nave con pórticos biarticulados. Fig. 2.4.8. Zapatas usadas en la cimentación. 2.4.4. FLECHA EN DINTELES Y DESPLOME EN PILARES. El desplome es de 43,555 mm, superior a   = 20 mm, y más del doble que el desplome en la obra con pórticos empotrados (23 mm) aunque inferior a la nave con pórticos biarticulados. La flecha en cubierta es igual a 68,225 mm, que no sobrepasa el límite   = 70 mm y es ligeramente superior a la flecha para la nave con pórticos biarticulados. 2.4.5. LISTADOS DE OBRA. Los listados de la obra contendrán los mismos datos que en el proyecto con pórticos rígidos. 2.4.6. ENVOLVENTES Fig. 2.4.9. Envolvente del esfuerzo axil para el segundo pórtico. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 82 Fig. 2.4.10. Envolvente del momento en el eje y para el segundo pórtico. Fig. 2.4.11. Envolvente del momento en el eje y para el segundo pórtico. Fig. 2.4.12. Envolvente de la flecha para el segundo pórtico. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.4. Cálculo de la nave con pórticos triarticulados 83 Axil (kN) V z (kN) M y (kN∙m) Pilar Mínimo -266,6 -108,3 -698,5 Máximo 179 147,4 513,3 Dintel Mínimo -239,1 -175,8 -623,28 Máximo 172,2 120 461,6 Fig. 2.4.12. Tabla de valores máximos y mínimos de esfuerzos y momentos en el segundo pórtico. Fig. 2.4.13. Vista 3D de la obra completa. Fig. 2.4.14. Detalle de la cimentación en la vista en tres dimensiones de la obra completa. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.5. Comparación de características y mediciones entre las tres naves 84 2.5. COMPARACIÓN DE CARACTERÍSTICAS Y MEDICIONES ENTRE LAS TRES NAVES Con el fin de sintetizar y comparar las características y mediciones más importantes de los elementos que constituyen cada una de las tres naves según el tipo de pórtico empleado se crean unas tablas específicas. Los datos de estas tablas han sido obtenidas en su mayoría a partir de la salida de datos de NM3D, de las mediciones y descripciones de los listados de obra generales: GRUPO ELMTO. ELEMENTO TIPO DE PÓRTICO DIMENSIONES MATERIAL LONGITUD TOTAL (m) PESO TOTAL (kg) PILARES Pilar Rígido IPE 500 Acero S275 80 m 7284,8 Biarticulado IPE 550 Acero S275 80 m 8415,2 Triarticulado IPE 600 Acero S275 80 m 9796,8 DINTELES Dintel Rígido IPE 400 con cartelas inferiores de 1,5 m y superiores de 0,75 m. Acero S275 175,4 m 12774,02 Biarticulado IPE 450 con cartelas inf. de 1,5 m y sup. de 0,75 m Acero S275 175,4 m 14945,73 Triarticulado IPE 500 con cartelas infer. de 1,5 m Acero S275 175,4 m 14796,81 CORREAS Correas en cubierta Rígido, biarticulado, triarticulado CF 275x4.0 Acero S235 630 m 9002,7 CRUCES DE SAN ANDRÉS Tirantes Rígido, biarticulado, triarticulado Redondo ∅12 mm Acero S275 244,56 m 217,13 Angulares Rígido, biarticulado, triarticulado L 60x8 Acero S275 64 piezas 27,01 UNIONES Rigidizadores en pilares Rígido 468 x 90 x 18 mm Acero S275 94 piezas 571,35 Biarticulado 515 x 95 x 18 mm Acero S275 94 piezas 664,44 Triarticulado 562 x 100 x 20 mm Acero S275 94 piezas 847,05 Chapas de uniones atornilladas Rígido 210 x 855 x 14, 210 x 1005 x 15 mm Acero S275 16 y 16 piezas 694,4 Biarticulado 220 x 970 x 15, 210 x 1145 x 18 mm Acero S275 16 y 16 piezas 945,64 Triarticulado 220 x 1150 x 20 mm Acero S275 16 piezas 635,54 Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.5. Comparación de características y mediciones entre las tres naves 85 GRUPO ELMTO. ELEMENTO TIPO DE PÓRTICO DIMENSIONES MATERIAL LONGITUD TOTAL (m) PESO TOTAL (kg) PLACAS DE ANCLAJE Placas de anclaje (incluye rigidizadores) Rígido Chapa 500 x 800 x 30, 2 rig. 200 x 55 x 9 Acero S275 16 piezas 1819,76 Biarticulado Chapa 400 x 750 x 25 Acero S275 16 piezas 942 Triarticulado Chapa 400 x 800 x 30 Acero S275 16 piezas 1205,76 Pernos de las placas de anclaje Rígido ∅32 mm, L = 85 cm, patilla a 90º Acero B500S 96 pernos 753,24 Biarticulado ∅25 mm, L = 35 cm, patilla a 90º Acero B500S 64 pernos 124,89 Triarticulado ∅25 mm, L = 40 cm, patilla a 90º Acero B500S 64 pernos 177,02 CIMENTACIONES Redondos de acero en zapatas y vigas (inc. mermas) Rígido ∅8 y ∅12 en vigas, ∅16 en zapata Acero B500 S 98 m; 122 m; 176,9 m 5163,12 Biarticulado ∅8 y ∅12 en vigas, ∅16 en zapata Acero B500 S 105,3 m; 122,4 m; 89,21 m 2968,9 Triarticulado ∅8 y ∅12 en vigas, ∅12 en zapata Acero B500 S 105,3 m; 122,4 m 2982,82 ELEMENTO TIPO DE PÓRTICO DIMENSIONES MATERIAL VOLUMEN (m 3 ) Hormigón en zapatas y vigas (incl. h. de limpieza) en m 3 Rígido Zapatas 340 x 490 x 110, Vigas 40 x 40 Hormigón HA-25 335,5 Biarticulado Zapatas 270 x 405 x 85, Vigas 40 x 40 Hormigón HA-25 183,64 Triarticulado Zapatas 270 x 385 x 95, Vigas 40 x 40 Hormigón HA-25 185,66 Tabla 2.5.1. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 2.5. Comparación de características y mediciones entre las tres naves 86 Acero S275 (kg) Acero B 500S (kg) Hormigón HA- 25 (m 3 ) Rígido 32391,17 5916,36 335,5 Biarticulado 35159,85 3093,79 183,64 Triarticulado 36528,8 3159,84 185,66 Tabla 2.5.2. Fig. 2.5.1. Fig. 2.5.2. 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Rígido Biarticulado Triarticulado Kg de acero S275 Kg de acero B500S Kg de acero usados en cada nave según el tipo de pórtico 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Rígido Biarticulado Triarticulado m3hormigón usados en cada nave según el tipo de pórtico Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 93 Fig. 3.2.7. Vista frontal de la chapa de la unión pilar-dintel Considerando la distancia entre el extremo superior y el eje del tercer tornillo -enumerando de arriba abajo- (33 + 85 + 159 mm, según podemos ver en el alzado de la chapa frontal de la unión, fig. 3.2.7), y luego la distancia en el eje del segundo tornillo y la intersección entre los ejes de pilar y dintel (marcada en rojo en el detalle del plano de la unión pilar–dintel, fig. 3.2.8). Fig. 3.2.8. Detalle del plano de unión pilar-dintel con la distancia entre el eje del tercer tornillo y la intersección de los ejes de pilar y dintel marcada en rojo y la distancia total que queremos medir acotada en verde. Esta distancia se puede calcular por semejanza respecto a un triángulo rectángulo de base 100 y altura 30 (la pendiente de la cubierta es del 30%). El segmento de color azul de la fig. 3.2.8 es igual a la mitad de la altura de la sección del pilar, 250 mm, por lo que el segmento rojo es igual a 30*275/100 = 75 mm. Por consiguiente la distancia d entre el extremo superior del pilar y el punto de corte entre los ejes de pilar y dintel es 33 + 85 + 159 + 75 mm = 352 mm. La distancia entre la parte superior de la cota del espesor las placas de anclaje y el punto más alto de las tres verticales dibujadas será acotado como la altura del pilar. Acotaremos también la distancia entre el eje del pilar y lo que sería el eje vertical de la mitad del ancho la nave (MitadLuz) y la diferencia de Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 94 alturas entre cumbrera y pilar (IncremAlt). En cada cota introducimos los valores deseados. La ventaja de cota inteligente es que podemos modificar el valor de la cota y el elemento acotado se modifica automáticamente acorde a dicho valor, no tenemos que eliminar el elemento, darle la dimensión elegida y luego acotar como sucede en otros softwares de dibujo. Fig. 3.2.9. Croquis de la mitad del pórtico con las cotas principales. Con el fin de establecer una relación entre la altura de cumbrera y el ancho de la nave, impondremos una ecuación que determine la cota de la diferencia de altura entre cumbrera y pilar (IncremAlt) en función de la mitad de la luz de la nave. SolidWorks permite establecer ecuaciones a partir de la opción Ecuaciones, dentro del menú principal Herramientas. Al seleccionar esta acción, se nos abre una ventana donde se muestran las ecuaciones vigentes en el archivo de SW. Pulsamos en Agregar para añadir una nueva ecuación. Se nos abre una ventana en cuyo espaciado en blanco debemos poner la ecuación. Para escribir el valor de cada cota podemos seleccionar directamente las cotas en la zona de gráficos. La igualdad debe ponerse de la forma y = f(x), es decir, “cota de la variable dependiente” = función (“cota de la variable independiente”). Si en nuestro caso ponemos por ejemplo la ecuación "IncremAlt@Mitad pórtico" / "MitadLuz@Mitad pórtico" = 0.3, nos aparecerá un mensaje de error y no podremos introducir la ecuación (fig. 3.2.10). Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 95 Fig. 3.2.10. Introducción de una ecuación no válida. En consecuencia escribimos la ecuación "IncremAlt@Mitad pórtico" = 0.3 * "MitadLuz@Mitad pórtico", donde 0.3 es el valor numérico de la pendiente en tanto por uno (30 % = 30/100 = 0,3). De esta forma al modificarse la cota MitadLuz, la otra cota cambiará automáticamente según la ecuación, manteniéndose la misma pendiente. No sucede lo contrario ya que ahora el valor de IncremAlt se ve sometido al valor MitadLuz y en el croquis ya no podemos modificar por separado el valor IncremAlt mientras la ecuación esté activada. Fig. 3.2.11. Agregar ecuación entre valores de cotas. Se puede desactivar una ecuación en la ventana principal de ecuaciones, deseleccionando la casilla de la columna Activo correspondiente a la ecuación que queremos anular. Podemos modificar las igualdades establecidas mediante Editar para, por ejemplo, cambiar el valor de la pendiente. Pulsamos en Aceptar para finalizar. Vemos que la cota que actúa como variable dependiente en la ecuación tiene un símbolo Σ a la izquierda de la nomenclatura. En la figura 3.2.13 observamos como, al cambiar el valor de cota de la mitad de la luz también ha aumentado la cota de la diferencia de alturas, y que en el PropertyManager de dicha cota se desactivan los campos de Valor primario en los que podríamos introducir el valor de cota deseado. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 96 Fig. 3.2.12. Ventana general de ecuaciones. Fig. 3.2.13. Croquis con ecuaciones en cotas. 3.3. CREACIÓN DE UNA NUEVA SERIE DE PERFILES Para dibujar los pilares y dinteles usaremos la orden Insertar/Piezas soldadas/Miembro estructural. Este comando permite que una sección (un tubo cuadrado o un perfil en forma de U o de C, por ejemplo) recorra una trayectoria recta, la cual suele ser su eje, como una extrusión. Por defecto SW no dispone de gran variedad de series de perfiles. El perfil IPE no está incluido en su base de datos y es por ello que debemos crearlo nosotros mismos. El primer paso a seguir es dibujar la sección del nuevo perfil en un nuevo archivo de pieza. Desde el origen de ordenadas se dibujan dos líneas estructurales (de trazo discontinuo), una horizontal, otra vertical. A partir de éstas dibujamos mediante segmentos rectos lo que sería una cuarta parte de la sección de un perfil IPE (un IPE 400 por ejemplo). Para lo que será el espesor de las alas (t f en los catálogos) cambiamos el nombre de la cota inteligente a tf@Croquis1 (si el croquis de la sección todavía se sigue llamando Croquis1 y no le hemos cambiado el nombre) en la sección valor primario del PropertyManager. Para dibujar el arco de redondeo entre alma y ala del pilar seleccionamos la orden Redondeo de croquis dentro de la barra de herramientas Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 97 de croquis. Acercamos el cursor al punto de la esquina a redondear y seleccionamos y establecemos la medida deseada. La acotación de este redondeo tendrá el nombre de r@Croquis1. Fig. 3.3.1. Croquis de IPE 400. Fig. 3.3.2. Redondeo en el encuentro ala-alma del pilar. Mediante la orden Simetría de entidades vamos a dibujar el resto de la sección del perfil. En el PropertyManager, en Opciones para simetría seleccionamos cada una de los segmentos sobre los que queremos aplicar esta operación y en Con respecto a seleccionaremos una de las dos líneas discontinuas creadas al principio de croquis que vienen a ser los ejes de simetría del perfil entero. Debemos mantener activada la opción Copiar con el fin de que las entidades originales no se eliminen. Una vez realizada la operación, la repetimos para completar la sección pero esta vez con el otro eje de simetría. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 98 Fig. 3.3.3. Operación simetría de entidades. Fig. 3.3.4. Perfil completo tras las operaciones de simetría, con todas las relaciones de croquis. Cuando usemos la operación miembro estructural, deberemos especificar un punto del croquis del perfil a utilizar que será el que coincida con el eje de extrusión en todo momento. Por ello conviene que el punto central de la sección (el centro de gravedad) y otros puntos de referencia como los puntos medios de las alas del perfil sean puntos definidos en el croquis, normalmente como resultado de la intersección de dos líneas (un eje y una línea del contorno, por ejemplo). En nuestro caso el punto central es la intersección entre las dos líneas constructivas dibujadas al principio del croquis, y los puntos medios de las partes exteriores de las alas aparecen como punto medio o unión de dos segmentos, por lo que dichos puntos podrán ser seleccionados como puntos de perforación. También lo podrían ser los puntos de las esquinas. Para no saturar el dibujo de los símbolos de las relaciones entre croquis, desactivamos Relaciones croquis en el menú Ver. Acto seguido eliminamos las cotas que miden la mitad de la base, la mitad de la altura y la mitad del espesor del alma del pilar. En su lugar dibujamos las que miden el ancho (ala), la altura total y el espesor del alma del pilar. Podemos añadir texto en las cotas con los símbolos de las magnitudes principales del perfil (para la altura h, para la base b, etc.) con el fin de facilitar su identificación posteriormente en el uso de tablas de diseño. Damos a los valores de cota los de un perfil Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 99 IPE 400. Ahora, si modificamos algunas de las cotas señaladas, se modifican también los mismos elementos según los ejes simétricos, lo que nos facilita en gran medida poder crear perfiles semejantes pero de diferente magnitud a partir de un mismo modelo. Es decir, si por ejemplo modificamos el ancho del ala a un tamaño 300, el ala simétrica automáticamente se ensancha también hasta 300 mm. Lo análogo sucede con los radios y el espesor de las alas. Fig. 3.3.5. Perfil acotado sin las relaciones de croquis visibles. Precisamente gracias a esta posibilidad nos podemos servir de tablas de diseño para crear otros perfiles de la misma serie indicando nuevos valores para las distintas cotas. Para los pilares vamos a necesitar IPE 500, y podemos crear más perfiles (IPE 450, IPE 550, IPE 600) que nos pueden servir si queremos modificar el modelo de la nave con pórticos rígidos para diseñar la de pórticos bi y triarticulados. De la misma forma podríamos crear tantos perfiles como quisiéramos a partir de uno dado. Antes de empezar con las tablas guardamos el archivo como pieza. Una vez guardado el archivo seleccionamos Insertar/Tablas/Tablas de diseño. En el PropertyManager en Origen seleccionamos En blanco, en Control de edición seleccionamos Bloquear las modificaciones al modelo que actualizarían la tabla de diseño y en Opciones, desactivamos Nuevos parámetros y Nuevas configuraciones para que los cambios realizados al modelo no actualicen la tabla de diseño. Presionamos sobre el icono de confirmación ( ) y se abre una hoja de Excel. Para utilizar estas tablas es necesario tener instalado este programa. Si se hace clic sin querer fuera de la hoja de cálculo antes de introducir todos los valores, se cerrará el archivo. Para volver a abrirlo, presionar en la pestaña ConfigurationManager y expandir Tablas, presionar con el botón derecho en Tabla de diseño y seleccionar Editar tabla. De forma predeterminada, la tercera fila (celda A3) de la hoja de cálculo se denomina Primera instancia y la celda del encabezado de la columna, B2, está activa. A continuación se trata de ir seleccionando las cotas que se quieran vincular a la tabla de diseño. Los nombres de las cotas aparecen en la fila segunda y los valores en las casillas de debajo. Si tenemos que rectificar algún valor podemos hacerlo situándonos con las flechas del teclado encima de la casilla correspondiente al nombre de cota y volviendo a seleccionar la cota deseada. También podemos cortar, copiar y pegar columnas para ordenarlas a nuestra conveniencia. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 100 Fig. 3.3.6. Tabla de diseño con los datos de la primera instancia. Para que la tabla de diseño no tape algunas cotas del dibujo se puede arrastrar la hoja de cálculo a otra ubicación de la zona de gráficos si seleccionamos el borde discontinuo exterior de la hoja de cálculo. También podemos ajustar el tamaño de la hoja de cálculo arrastrando las asas de las esquinas o de los lados. Tras completar los datos de la primera instancia, correspondientes a los valores del perfil IPE 400, procedemos a introducir por teclado las magnitudes de los perfiles IPE 450 a IPE 600, tomados de catálogo. Fig. 3.3.7. Tabla de diseño completada con las dimensiones de varios perfiles IPE. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 101 Finalizada la tabla de diseño pulsamos fuera de la tabla de diseño en la zona de gráficos. Aparece un mensaje y le damos a Aceptar para proseguir. Fig. 3.3.8. Mensaje de información tras la finalización de la tabla de diseño. Guardamos las pieza como archivo de tipo pieza (*.sldprt). Si aparece una ventana preguntándonos si deseamos reconstruir la pieza, respondemos que sí. Para que el croquis adopte las distintas configuraciones de las tablas de diseño en el ConfigurationManager presionamos dos veces sobre los nombres de éstas. Así, vamos a ir guardando cada uno de los perfiles. Para cambiar la carpeta donde SW almacenan los perfiles por defecto, seleccionamos Herramientas/Opciones. En la pestaña Opciones de sistema en Mostrar carpeta para seleccionamos Perfiles de pieza soldada y definimos el directorio como C:\Archivos de programa\SW Corp\SW\data\weldment profiles\iso y dentro de la carpeta iso, se crea la carpeta IPE y se selecciona como aquella sobre la que se guardarán por defecto los perfiles soldados. Fig. 3.3.9. Ventana de opciones del sistema, ubicación de archivos por defecto. Antes de seleccionar Guardar como tendremos que asegurarnos que hemos salido del croquis (sino presionamos sobre Salir del croquis), y que los distintos elementos del perfil (las cotas no) están seleccionados, lo que se indica con un color turquesa. Para seleccionar varios elementos a la vez mantenemos presionada la tecla Ctrl a la vez que seleccionamos cada línea. Los perfiles los debemos guardar con la terminación Library Feature Part (terminación .sldlfp) con el fin poder usarlos con el comando miembro estructural. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 102 Fig. 3.3.10. Selección del perfil antes de guardarlo. 3.4. CONSTRUCCIÓN DE PILARES Y DINTELES Partimos del croquis del pórtico existente para construir los pilares, los dinteles y el resto de elementos constructivos del pórtico. Para pilares y dinteles usamos, como habíamos comentado, la orden Miembro estructural. Antes de seleccionarla debemos salir del croquis. El comando se encuentra dentro del menú Insertar/Piezas soldadas. En la pestaña PropertyManager, en el recuadro de Selecciones elegimos las siguientes opciones: en Estándar en el desplegable seleccionamos la carpeta donde hayamos guardado la serie de perfiles IPE, en este caso es la carpeta iso, en Tipo seleccionamos la carpeta IPE, y en Tamaño el IPE 500. En Grupos seleccionamos en la zona de gráficos las líneas con cota altura del pilar. Si no hay ningún elemento dentro del recuadro Grupos, pulsamos sobre Nuevo grupo, y teniendo seleccionado el nuevo elemento de la lista, seleccionamos a continuación la línea de extrusión en la pantalla gráfica. Fig. 3.4.1. Operación miembro estructural. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 109 Repetimos el mismo procedimiento para las dos circunferencias acotadas. Luego damos a las cotas el valor real de cada dimensión según el diseño que habíamos realizado con Nuevo Metal 3D. Podemos comprobar que si cambiamos cualquier valor de las cotas de la placa se mantiene la simetría respecto de los ejes en todo momento, algo útil si necesitáramos modificar las dimensiones de la placa en el diseño de la misma nave o de otras naves modeladas a partir de la de este proyecto. Fig. 3.5.7. Croquis de la placa de anclaje con las cotas definitivas, algunas de ellas vinculadas. Finalizado el croquis, en la pestaña Operaciones seleccionamos Extruir saliente/base. Seleccionamos el croquis dibujado. Fig. 3.5.8. Selección de la operación Extruir saliente/base. Fig. 3.5.9. Selección de croquis con el que realizar la operación Extruir saliente/base. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 110 Es recomendable cambiar la vista diédrica a otra tridimensional para visualizar mejor la vista previa de la operación. Dentro de las opciones del comando en el PropertyManager, en Desde elegiremos Plano de croquis; en Dirección 1, seleccionaremos Hasta el vértice, en el espacio de debajo, correspondiente a dirección ( ); seleccionaremos la línea que representaba el espesor de las placas de anclaje, por ejemplo, o una de las aristas verticales del pilar; y en el espaciado inferior, al lado de , seleccionaremos el punto inferior de dicha línea. Fig. 3.5.10. Extrusión de la base de la placa de anclaje. Para modelar los rigidizadores, usamos de nuevo la operación Extruir saliente–base y seleccionamos la cara lateral exterior de las alas del pilar como plano sobre el que realizar el croquis de la base a extruir. Fig. 3.5.11. Selección de cara plana para realizar el croquis de los rigidizadores. Si seleccionamos la vista frontal será más cómodo dibujar el croquis Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 111 Fig. 3.5.12. Selección de vista frontal. Dibujamos la mitad del croquis y acotamos con cota inteligente la altura desde la base hasta donde empieza el bisel y la distancia entre la base y donde acaba el bisel. Fig. 3.5.13. Croquizado de los rigidizadores. Aplicamos simetría entre entidades. Fig. 3.5.14. Simetría del croquis con las alturas acotadas. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 112 Seleccionamos sobre el icono Salir del croquis ( ), para desactivarlo. En las opciones de la operación de extrusión en En dirección 1 seleccionaremos una dirección perpendicular al plano del croquis de la base (aunque automáticamente la operación ya la toma) y en Profundidad, Hasta profundidad especificada que va a ser de 9 mm. Aceptamos y luego le damos a Cancelar ( ) para salir de la operación. Fig. 3.5.15. Extrusión del rigidizador. Posteriormente seleccionamos en Operaciones la opción Simetría. Fig. 3.5.16. Extrusión del rigidizador. En las opciones de la operación del PropertyManager en Simetría de cara/plano seleccionamos el plano Alzado. Para ello pulsamos sobre la pestaña del FeatureManager o sobre su icono en la zona de gráficos ( ), y una vez se despliegue la lista de este gestor, seleccionamos Alzado. No seleccionamos nada para Operaciones para hacer simetría y Caras para hacer simetría. En Sólidos para hacer simetría seleccionamos el rigidizador recién construido. Aceptamos para corroborar la simetría y luego cancelamos para proseguir con el siguiente paso. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 113 Fig. 3.5.16. Izqda.: Operación simetría de sólidos para el rigidizador. Dcha.: resultado. 3.6. CHAPAS DE UNIÓN PILAR -DINTEL Para modelar las chapas de unión pilar-dintel primero crearemos mediante extrusión de saliente/base la chapa pero sin los taladros. Posteriormente haremos uso de la operación Extruir corte para crear dichos agujeros no sólo a través de la chapa sino también por el ala del pilar. Antes de nada pulsaremos con el botón derecho del ratón sobre el dintel en la zona de gráficos o bien sobre la operación de extrusión del dintel en la lista del FeatureManager y en la ventana que aparece seleccionamos el icono de las gafas ( ), Ocultar, para dejar de ver el dintel en la zona de gráficos. Fig. 3.6.1. Selección del icono ocultar para dejar de visualizar el dintel. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 114 Seleccionamos la vista de perfil derecho para dibujar el croquis de la chapa de forma más cómoda. Seleccionamos la operación Extruir saliente base, y seleccionamos la cara del exterior del ala del pilar orientada hacia el interior de la nave, como referencia de plano sobre el que realizar el croquis de la base. Fig. 3.6.2. Selección de la cara para el croquis de la extrusión. Dibujamos el croquis de la base de la chapa y con cota inteligente acotamos la longitud de ésta. Salimos del croquis y extruimos la chapa con un espesor de 15 milímetros. Fig. 3.6.3. Extrusión de la chapa de la unión pilar-dintel. Finalizamos la operación de extrusión, aceptamos para confirmarla y le damos a Cancelar para poder seleccionar otras herramientas. Ahora pulsamos sobre Extruir corte en Operaciones y a continuación pulsamos sobre la cara exterior de la chapa para dibujar sobre ésta el croquis de los taladros que perforarán la chapa y el pilar. Para dibujar el croquis seleccionaremos la vista de perfil derecho y tendremos en cuenta el plano de alzado de la chapa elaborado por Nuevo Metal 3D (fig. 3.6.4). Dibujamos las circunferencias que representan los taladros. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 115 Fig. 3.6.4. A la izquierda croquis del alzado de la chapa de unión según NM3D. A la derecha primeros pasos del croquizado de los taladros. El acotado lo realizamos mediante el comando Cota inteligente. Para las separaciones entre los ejes de los taladros utilizamos Cota vertical, dentro del desplegable Cota inteligente. Fig. 3.6.5. Croquis de la chapa de unión pilar-dintel acotado, sin las medidas definitivas. A continuación vinculamos el valor de todos los diámetros de los taladros para que sean iguales. Seleccionamos a la vez todas las cotas de los taladros y presionamos sobre el botón derecho del ratón y en el desplegable escogemos Vincular valores y para el nombre del valor escribimos Taladro unión-dintel. Le damos un valor de 18 mm. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 116 Vinculamos también la distancia entre los ejes de los taladros comprendidos entre las alas del dintel (grupo superior de la fig. 3.6.6) y la distancia entre ejes de los taladros comprendidos entre el dintel y la cartela (grupo inferior del mismo dibujo) en la unión. Fig. 3.6.6. Croquis de la posición de los taladros con las cotas reales. En las opciones de la pestaña Croquis seleccionamos Simetría de entidades respecto de un eje central que podemos construir mediante una línea constructiva. Acabado el croquis, aceptamos y luego pulsamos en cancelar para proseguir con los parámetros propios de la operación de extrusión de cortes. En Dirección 1 optamos por Hasta el vértice, la dirección será la perpendicular al croquis y el vértice que elegimos como referencia de punto final de la extrusión será cualquiera de la cara interior del ala del pilar sobre la que se realizan los taladros (fig. 3.6.7). Fig. 3.6.7. Selección de parámetros de dirección para la extrusión de corte de los taladros. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 117 Fig. 3.6.8. Selección de sólidos para la operación de extrusión de cortes. En el PropertyManager, más abajo, podemos elegir Sólidos seleccionados en el apartado Alcance de la operación y seleccionar la chapa y el pilar. Pulsamos en Aceptar y luego en Cancelar una vez ejecutada la operación. Podemos comprobar que la operación ha sido efectuada correctamente ampliando el zoom en la zona de los taladros. Fig. 3.6.9. Resultado del taladrado en vista general (izqda.) y en detalle (dcha.). 3.7. CONSTRUCCIÓN DE LAS CARTELAS DE LA UNIÓN-PILAR DINTEL Para construir las cartelas efectuaremos una operación de miembro estructural como hicimos con el pilar y el dintel, pero antes de ello recortaremos el dintel con el fin de suprimir la parte del sólido que sobrepasa la chapa de la unión atornillada con el pilar. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 118 Para volver a visualizar el dintel en la zona de gráficos en el FeatureManager seleccionamos la operación de extrusión del dintel y con clic derecho sobre ésta abrimos una ventana de opciones de entre las cuales elegimos Mostrar. Fig. 3.7.1. Procedimiento para volver a visualizar el dintel en la zona de gráficos. Ahora procedemos a recortar el perfil del dintel mediante la acción Recortar/Extender dentro del menú Insertar/Piezas soldadas. En el PropertyManager seleccionamos en Tipo de esquina la primera opción, en Sólidos a recortar seleccionamos el dintel y desactivamos la opción Permitir extensión, y en Límite de recorte seleccionamos Cara/Plano y mantenemos activado Vista preliminar. Corroboramos la operación mediante Aceptar y luego pulsamos en Cancelar para salir ya que de momento no deseamos recortar o extender más perfiles. Fig. 3.7.2. Operación recortar/extender sobre el dintel. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 125 Fig. 3.8.3. Croquis 3D para dibujar la chapa de unión en cumbrera. Rodeado en naranja abajo a la izquierda, el sistema de ejes de referencia, y en medio, en rojo, los ejes contenidos en el plano utilizado para el croquis 3D. Fig. 3.8.4. Croquis 3D para creación de las chapas de unión entre dinteles. Una de las desventajas del croquis 3D es que no podemos realizar Simetría de entidades así que si queremos mantener la simetría debemos proceder a otros recursos. Para que el ancho de la chapa sea simétrico respecto de la línea constructiva dibujada podemos, mientras estamos editando el croquis, seleccionar primero el punto superior de la línea discontinua vertical y luego, y sin dejar de tener seleccionado dicho punto al mantener pulsada la tecla Control, seleccionar una línea previamente dibujada paralela al eje Z (fig. 3.8.4). En el PropertyManager nos aparecerá en el apartado Agregar relaciones diversas opciones de las que escogeremos Punto medio. De esta forma sea cual sea la longitud de la arista superior de la chapa de unión siempre estará centrada respecto del eje longitudinal. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 126 Fig. 3.8.5. Creación de una relación geométrica (punto medio) entre dos líneas del croquis. Continuamos el croquis dibujando las líneas que faltan para completar el rectángulo de la base de la chapa. Para ello nos serán útiles las herramientas Recortar entidades y Extender entidades. Por ejemplo, en el caso dado en la fig. 3.8.6 seleccionamos Extender entidades y seleccionamos la línea vertical a la izquierda, demasiado corta. La línea se prolonga hasta la primera entidad que se encuentra en su trayectoria, en este caso la arista inferior de la chapa. Seguidamente seleccionamos Recortar entidades y seleccionamos la arista inferior por el extremo izquierdo, que sería la parte que sobra de la línea dibujada. La arista se acortará hasta llegar a la primera entidad contra la que se cruce que será la arista previamente extendida. Fig. 3.8.6. Herramientas Recortar entidades y Extender entidades. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 127 Fig. 3.8.7. Croquis de la base de la chapa de unión dintel-dintel completado. Para salir del croquis deseleccionamos Croquis 3D. A continuación ejecutamos la orden Extruir saliente/base. En Dirección 1 se puede seleccionar alguna otra arista del sólido que tenga la misma dirección de extrusión de la chapa (fig. 3.8.8). Fig. 3.8.8. Selección de la dirección para la extrusión de la base de la chapa de unión. Si queremos cambiar el sentido en el que se extruye la pieza, seleccionamos la flecha que parte del centro de la base a extruir y manteniéndola seleccionada con el cursor la arrastramos hacia el otro sentido. Mientras esté seleccionada la flecha aparecerá en color rosa. La profundidad de la extrusión es de 14 mm. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 128 Fig. 3.8.9. Orientación del sentido de la extrusión. Fig. 3.8.10. Resultado tras la construcción de la chapa. Para arreglar los desperfectos del hueco entre dintel y chapa, y la parte de dintel que sobrepasa la chapa (fig. 3.8.10) volvemos a hacer uso de la orden Recortar/Extender. En Tipo de esquina seleccionamos la primera opción; en Sólidos a recortar seleccionamos el dintel y activamos Permitir extensión; en Límite de recorte seleccionamos la cara de la chapa de unión que está en contacto con el dintel. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 129 Fig. 3.8.11. Operación recortar/extender entre dintel y chapa de unión de cumbrera. Fig. 3.8.12. Resultado de la operación recortar/extender entre dintel y la chapa de unión de cumbrera. A continuación procedemos a realizar los taladros en la chapa mediante la operación Extruir corte. Dibujamos la mitad del croquis del corte sobre la cara exterior de la chapa –la que no está en unión con el dintel- y lo acotamos debidamente, vinculando algunos de los valores de cota. Aplicamos una simetría sobre dicho croquis y salimos del croquis para definir las opciones de la operación de extrusión. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 130 Fig. 3.8.13. Mitad del croquis para la extrusión de corte sobre la chapa. En las opciones de Cortar-Extruir, seleccionamos en Dirección 1 Hasta profundidad especificada, de longitud 14 mm, y en Alcance de la operación, marcamos Sólidos seleccionados y seleccionamos únicamente la chapa de unión. Fig. 3.8.14. Izqda: Operación de corte de los taladros sobre la chapa de unión. Dcha: resultado de la operación. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 131 3.9. CONSTRUCCIÓN DE LAS CARTELAS DE LA UNIÓN DINTEL-DINTEL Fig. 3.9.1. Plano de alzado de la cartela superior extraído de NM3D. Ayudándonos de los planos obtenidos en CYPE, aplicamos el teorema de Pitágoras de nuevo sobre el triángulo rectángulo de la parte derecha del plano de alzado de detalle de la cartela (fig. 3.9.1) con el fin de obtener la longitud de b. Esta magnitud es de 397,33 mm. De forma análoga a como se construyó la cartela de la unión pilar-dintel se construye ésta: realizando un croquis sobre el plano de alzado para dibujar la línea de referencia para la operación miembro estructural del perfil de la cartela (IPE 400). Fig. 3.9.2. Croquis auxiliar para la construcción de la cartela superior. Se selecciona la operación miembro estructural Miembro estructural. Se elige un perfil IPE 400, y en el apartado Configuración, en Segmentos del recorrido se selecciona la línea inferior del croquis recién creado. El ángulo de rotación es de 90º. b Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 132 Fig. 3.9.3. Operación miembro estructural para construcción de la cartela superior. Fig. 3.9.4. Resultado de la operación miembro estructural para la cartela superior. A continuación hacemos uso de la operación Recortar/extender. En el PropertyManager seleccionamos en Sólidos a recortar la Cartela superior, y en Límite de recorte seleccionamos Cara/Plano, que será la cara interior de la chapa. Fig. 3.9.5. Operación recortar/extender aplicada sobre la cartela superior Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 133 Fig. 3.9.6. Resultado de la unión de cumbrera tras el recorte respecto a la chapa. Repetimos la operación recortar/extender con el fin de eliminar la parte sobrante de la cartela. Fig. 3.9.7. Plano de alzado de la cartela extraído del listado general de NM3D. 3.10. CONSTRUCCIÓN DE LOS RIGIDIZADORES EN PILARES Conviene aclarar que aparte de los dos rigidizadores que aparecen en los planos de CYPE construiremos un tercero en medio de los otros dos, a la misma altura en la que el ala inferior del dintel se une a la chapa de unión (señalado en línea discontinua roja en la fig. 3.10.1). Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 134 Fig. 3.10.1. Detalle de la unión pilar-dintel extraído de Nuevo Metal 3D. Primero de todo seleccionamos Croquis 3D y creamos las líneas necesarias para crear los planos que coinciden con las bases de los rigidizadores. Dibujamos dos líneas paralelas a la base de la nave en el punto de unión entre el ala superior del dintel y el pilar. Ampliamos el zoom sobre la zona y tras seleccionar el punto de unión, pulsamos la tecla del tabulador hasta que el cursor nos indique que el plano del croquis 3D va a ser paralelo a los ejes X y Z. Dibujamos dos segmentos, uno paralelo al eje X y otro paralelo al eje Z (fig. 3.10.2). Fig. 3.10.2. Líneas auxiliares para la creación del plano de base del rigidizador superior. Posteriormente seleccionamos el comando Plano ( ), dentro de Croquis. En las opciones del PropertyManager, seleccionamos para Primera referencia y Segunda referencia, las dos líneas dibujadas Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 141 Fig. 3.12.2. Croquis del perfil de correa acotado sin las medidas definitivas. Deseleccionamos las opciones de cota y vinculamos valores y los ajustamos a los valores exactos del perfil. De esta forma, siempre que modifiquemos el valor de una cota, el perfil mantendrá su simetría. Podemos dibujar líneas constructivas para que las esquinas exteriores acaben en ángulo recto, o para señalar el punto medio de las bases, para así tener así más puntos de referencia como ejes de extrusión en la operación miembro estructural. Fig. 3.12.3. Perfil CF 275 x 4.0 con las medidas definitivas (izqda.). Detalle de las líneas auxiliares dibujadas para las esquinas en ángulo recto (dcha.). Guardamos el perfil como archivo de terminación .sldflp en C:\Archivos de programa\SolidWorks Corp\SolidWorks\data\weldment profiles\iso\CF. Esta última carpeta la creamos nosotros mismos sino existe. Ahora creamos líneas auxiliares como ejes de la operación miembro estructural para las correas. El croquis no debe ser 3D, puesto que si lo es, no podemos ejecutar la operación miembro estructural ya que no permite seleccionar entidades de croquis 3D como ejes para la extrusión. Así pues los ejes deberán pertenecer a un croquis “normal”, que dibujaremos sobre la cara exterior de los dinteles. Estas líneas las pondremos a una separación de 3 cm de la chapa de unión de cumbrera. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 142 Fig. 3.12.3. Ejes para la extrusión de las correas entre el primer y el segundo pórticos (izqda.) y entre el 2º y 3er pórticos (dcha.). Ejecutamos la operación miembro estructural, seleccionando como Segmentos del recorrido los dos segmentos del croquis recién dibujado. Ubicaremos el perfil de forma que se mantenga la separación de 3 cm a la chapa y la cara abierta de la C mire hacia la cumbrera de la nave. Para ello será necesario seleccionar una de las esquinas del croquis del perfil CF creadas a partir de líneas constructivas como eje de la operación. Fig. 3.12.4. Ubicación correcta de las correas sobre el dintel de los pórticos extremos. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 143 Fig. 3.12.5. Resultado de la operación miembro estructural para las correas de cubierta. Fig. 3.12.6. Detalle de la unión entre las correas sobre el dintel del segundo pórtico. Fig. 3.12.7. Detalle del apoyo de la segunda correa sobre el dintel del tercer pórtico. A continuación realizamos una Matriz lineal para generar el resto de correas que faltan en el faldón derecho de los dos primeros vanos. En el PropertyManager, en Dirección 1, elegimos como dirección una de las líneas del canto superior de los dinteles sobre los que se sitúan las correas. La distancia entre ellas la ponemos de 1755 mm y el nº de instancias igual a siete, puesto que se incluye la misma correa existente. Seleccionamos las dos correas en Sólidos para crear matriz. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 144 Fig. 3.12.8. Matriz lineal para las correas en cubierta. Fig. 3.12.9. Resultado de la matriz lineal de correas en cubierta. Ahora completaremos las correas que nos faltan en los vanos 3 a 6 del faldón derecho mediante una matriz lineal. Para ello seleccionamos únicamente como Sólidos para crear matriz las correas del segundo vano, puesto que su longitud, comprendida entre los puntos medios del canto de dos dinteles contiguos (fig. 3.12.6) es un tanto menor que la longitud de las correas que cubren el vano comprendido entre el primer y segundo pórtico, ya que éstas últimas se alargan hasta llegar al final del canto del dintel del pórtico extremo (fig. 3.12.4). El nº de instancias será cinco, y la distancia entre elementos será de 6,5 metros. Para crear las cubiertas que nos faltan en el faldón derecho, procederemos a una simetría de las cubiertas del primer vano respecto a un plano situado en el punto medio del eje longitudinal de la nave. Este plano lo creamos a partir de un croquis 3D de dos líneas paralelas al plano XY que partan del punto medio de la correa que cubre el cuarto vano (el vano central). Una vez dibujadas seleccionamos Plano, en la pestaña Croquis, para crear un plano que contenga las dos líneas dibujadas, tal y como procedimos en apartados anteriores. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 145 Fig. 3.12.10. Plano 3D que sirve de referencia como eje de simetría de las cubiertas de los vanos extremos. Para realizar la simetría de las correas, no podemos seleccionar un plano creado por croquis 3D como plano-eje de simetría, no lo permite el comando Simetría. Es por esto por lo que tras crear el plano, deberemos usar la operación Plano, dentro del desplegable Geometría de referencia, en la pestaña Operaciones. Antes de esto debemos haber salido de la opción Croquis 3D. En mostrar/ocultar elementos ( ), debemos mantener activada la opción de visualizar croquis. En las opciones propias de esta herramienta, en Primera referencia, seleccionamos el plano recién creado, y en Equidistancia introducimos una magnitud igual a cero. Aceptamos y luego cancelamos. Fig. 3.12.11. Creación de plano como geometría de referencia para la operación Simetría. En la zona de gráficos podemos observar el plano aunque seguramente aparezca en un pequeño tamaño. Podemos agrandar el rectángulo que representa el plano arrastrándolo por las esquinas o los lados. Seleccionamos la operación Simetría, en Simetría de cara/plano seleccionamos el plano de referencia, y en Sólidos para hacer simetría seleccionamos las correas del primer vano. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 146 Fig. 3.12.12. Simetría de las correas del primer vano. Como último paso de este apartado, realizaremos una última simetría de todas las correas respecto del plano que corta la nave según su eje longitudinal, que es el mismo plano que contiene la cara en que se unen las chapas de las uniones atornilladas entre dintel y dintel. Para poder seleccionar con facilidad esta cara como referencia para la simetría, crearemos otra operación de Geometría de referencia/Plano, que contendrá como referencias dos de las aristas que comparten las dos chapas de la unión dintel-dintel (fig. 3.12.13). Fig. 3.12.13. Creación del plano como referencia de geometría que contiene la cara en la que se unen las chapas de la unión de cumbrera. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 147 Fig. 3.12.14. Simetría de las correas del faldón derecho. Para dejar de visualizar los planos de geometría de referencia basta con pulsar con el botón secundario del ratón sobre el plano en la zona de gráficos o en el FeatureManager y seleccionar Ocultar. Fig. 3.12.15. Resultado del modelado de todas las correas de cubierta sobre los pórticos. 3.13. CONSTRUCCIÓN DE LAS CRUCES DE SAN ANDRÉS. 3.13.1. CONSTRUCCIÓN DE LOS SOPORTES Y DEL PRIMER TIRANTE El último elemento a modelar son las cruces de San Andrés, las cuales se componen de unos tirantes redondos de 12 mm de diámetro y unos soportes que los unen a las esquinas del dintel con las correas. Estos soportes los vamos a modelar de forma diferente al modelo propuesto por CYPE, que eran angulares en forma de L. Para empezar, situaremos el taladro para sujetar los soportes y los soportes mismos correspondientes a uno de los tirantes. A partir de éstos, generaremos el resto de taladros y soportes en cubierta mediante operaciones de simetría y matriz lineal. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 148 Fig. 3.13.1. Ubicación de los soportes de los tirantes de las cruces de San Andrés. Para facilitar la tarea podemos ocultar sólidos o volverlos transparentes seleccionándolos con el botón derecho del ratón en la zona de gráficos o en el FeatureManager y eligiendo Ocultar o Cambiar transparencia. Para volverlos a visualizar de forma sólida los seleccionaremos de nuevo con el botón secundario del ratón y elegiremos Mostrar o Cambiar transparencia. Dibujamos un croquis sobre la cara de la parte superior del dintel y ubicamos el taladro a unos 4 cm de la correa y 3 cm del canto del dintel. Extruimos un corte para realizar el taladro. Fig. 3.13.2. Croquis de colocación del taladro para los soportes de los tirantes. Realizamos la misma operación en el otro extremo del tirante y unimos mediante una línea el centro de los dos taladros. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 149 Fig. 3.13.3. Croquis de colocación del taladro para los soportes de los tirantes en el otro extremo. A continuación croquizamos la base del soporte de los tirantes, ayudándonos de las relaciones geométricas de paralelismo y perpendicularidad respecto de la línea que lleva la misma dirección del eje del redondo (tirante). Fig. 3.13.4. Croquis de la base del soporte de aguante de los redondos. Extruimos la base 15 mm y creamos la otra parte de la pieza también mediante otra operación de Extruir saliente/base. Fig. 3.13.5. Creación del soporte de los tirantes en cubierta. Cálculo y diseño mediante aplicaciones informáticas de una nave metálica destinada a albergar un robot de ordeño automático en Sieso 3. Modelado sólido de la nave con SolidWorks 150 Una vez construido uno de los soportes, generamos un plano como geometría de referencia perpendicular a la línea dibujada en el croquis paralela al eje del tirante y que pase por el punto medio de éste. Este plano nos sirve como plano de referencia para el uso de una simetría del soporte del tirante. Fig. 3.13.6. Plano como geometría de referencia para la simetría del soporte de tirante. Fig. 3.13.7. Soporte del extremo opuesto creado mediante simetría. Mediante un croquis 3D dibujaremos el eje del tirante. Para ello nos puede resultar cómodo ocultar algún sólido como el dintel del primer pórtico.