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PROYECTO: DISEÑO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE UNA NAVE INDUSTRIAL PARA PROCESOS DE GALVANIZADO TOMO 1/2 (MEMORIA) AUTOR: EDUARDO GASCÓN ANDREU INGENIERÍA INDUSTRIAL MENCIÓN: CONSTRUCCIONES E INSTALACIONES INDUSTRIALES DIRECTOR: LUIS GRACIA VILLA FECHA: 5 de SEPTIEMBRE de 2011 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Resumen 2 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Resumen 3 P ROYECTO: DISEN O Y ANA LISIS ESTRUCTURAL DE UNA NAVE I NDUSTRI AL PARA PROCE SOS DE GALVANIZADO RESUMEN El objetivo del proyecto es el diseño estructural de una nave industrial dedicada a procesos de galvanizado. A partir del análisis de necesidades, se abordarán los siguientes aspectos: - Estudio urbanístico de la parcela sita en el polígono industrial de Malpica. - Ordenación de la parcela. - Distribución en planta de la nave y el edificio representativo. - Edificación de la nave y el edificio representativo, incluyendo el cálculo de la estructura de hormigón prefabricado de la nave, de la estructura metálica del edificio representativo y de la cimentación de ambos edificios. - Cálculo básico de las acometidas de agua, electricidad, etc. - Calculo básico de las instalaciones eléctricas, de agua y de saneamiento. - Redacción de memoria descriptiva y constructiva. - Elaboración de los planos necesarios para el proyecto. - Mediciones y presupuesto. Para todo el desarrollo del proyecto se tendrá en cuenta la normativa en vigor, y en concreto el Código Técnico de la Edificación en sus diferentes vertientes. Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Índice 4 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Índice 5 ÍNDICE 1. MEMORIA .............................................................................................................. 7 1.1. OBJETO, ALCANCE Y ANTECEDENTES DEL PROYECTO. ..................... 9 1.2. DESCRIPCIÓN DE LA PARCELA ............................................................ 10 1.2.1. Datos de la Parcela y Condicionantes de Partida .................. 10 1.2.2. Normativa Urbanística ................................................................ 10 1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................. 12 1.3.1. Descripción general de los edificios.......................................... 12 1.3.2. Cuadro de Superficies .................................................................. 13 1.3.3. Descripción general de los sistemas y de los parámetros que determinan las previsiones técnicas a considerar en el proyecto .......................................................................................... 15 1.3.3.1. Sistema de Cimentación ..................................................... 15 1.3.3.2. Sistema Estructural ............................................................ 15 1.3.3.3. Sistema Envolvente ............................................................. 16 1.3.3.4. Sistemas de Compartimentación ...................................... 17 1.3.3.5. Sistemas de Acabados ......................................................... 17 1.3.3.6. Sistema de Servicios............................................................ 17 1.3.3.7. Pavimentación ..................................................................... 18 1.3.4. Cumplimento del CTE ................................................................... 18 1.3.4.1. Seguridad Estructural (SE) ............................................... 18 1.3.4.2. Seguridad en Caso de Incendio (SI) ................................. 18 1.3.4.3. Seguridad de Utilización (SU) .......................................... 18 1.4. RESUMEN PRESUPUESTO...................................................................... 19 1.5. NORMATIVA APLICADA ......................................................................... 20 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Índice 6 2. ANEJOS ................................................................................................................ 21 ANEJO I: Calculos Justificativos .................................................................. 23 1. Introducción ............................................................................................................ 25 2. Acciones ................................................................................................................. 26 2.1. Acciones en la estructura metálica ................................................................ 26 2.2. Acciones en la estructura de hormigón .......................................................... 27 3. Combinación de acciones ...................................................................................... 28 3.1. Combinación de acciones estructura metálica (DB SE) ................................ 28 3.2. Combinación de acciones estructura de hormigón (EHE) ............................. 29 4. Minoración de materiales ....................................................................................... 31 4.1. Resistencia de cálculo estructura metálica (DB SE-A) .................................. 31 4.2. Resistencia de cálculo estructura hormigón (EHE) ....................................... 31 5. Durabilidad ............................................................................................................. 32 6. Cálculo ................................................................................................................... 33 6.1. Cálculo de la estructura metálica ................................................................... 33 6.1.1. Cálculo de barras ................................................................................... 33 6.1.2. Cálculo de uniones ................................................................................. 37 6.2. Cálculo de la estructura de cimentación ........................................................ 38 Cuantías mínimas.................................................................................. 41 Anclaje de barras................................................................................... 42 ANEJO II: Calculo de Elementos Estructurales ........................................ 43 ANEJO III: Cumplimiento del Documento Básico DB SU del CTE ....... 281 ANEJO IV: Cumplimiento del Documento Básico DB SI del CTE ......... 285 ANEJO V: JUSTIFICACIÓN INSTALACIÓN ELECTRICA ........................... 297 ANEJO VI: JUSTIFICACIÓN INSTALACIÓN ABAST. DE AGUA ............... 301 ANEJO VII: JUSTIFICACIÓN INSTALACIÓN SANEA.-PLUVIALES ......... 305 3. PLIEGO DE CONDICIONES ........................................................................... 309 4. ESTUDIO BASICO DE SEGURIDAD Y SALUD .......................................... 341 5. PRESUPUESTO Y MEDICIONES .................................................................. 355 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 7 1.- MEMORIA 1.1. OBJETO, ALCANCE Y ANTECEDENTES DEL PROYECTO 1.2. DESCRIPCIÓN DE LA PARCELA 1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 1.4. PRESTACIONES DEL EDIFICIO Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 8 Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 9 1.1. OBJETO, ALCANCE Y ANTECEDENTES DEL PROYECTO. El objeto del presente proyecto es la definición de la construcción de una industria para procesos de galvanizado en una parcela sita en el Polígono Industrial de Malpica (Santa Isabel), así como la urbanización de la misma dotándola de las infraestructuras necesarias para su funcionamiento. El alcance del presente proyecto incluye la definición de la nave, en la que se realizaran los procesos de galvanizado, y el edificio representativo, en el que se ubicarán las oficinas y el resto de dotaciones de las que dispondrá la industria, estando comprendidas en este proyecto las obras siguientes: En cuanto al proceso de urbanización: - Movimiento de tierras - Red de saneamiento y aguas pluviales (a nivel justificativo) - Red de abastecimiento de agua potable e incendios (a nivel justificativo) - Pavimentación En cuanto a la construcción de la nave y el edificio representativo: - Estructura - Cubierta - Cerramientos - Pavimentación - Muros de contención de los fosos - Carpinterías y cerrajerías - Servicios y acometidas - Red de saneamiento separativa: pluviales y residuales (a nivel justificativo) - Red de fontanería (a nivel justificativo) - Caracterización y Protección Contra Incendios. Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 16 OFICINAS. ESTRUCTURA PORTANTE. Por medio de estructura metálica a partir de perfiles HEB de diversas medidas en función de las cargas a soportar. A parte de la estructura principal de las oficinas, existe la estructura que da forma a la fachada curva acristalada a partir de perfil IPE aligerado (boyd) como estructura principal y tubos de acero armado como estructura secundaria. ESTRUCTURA HORIZONTAL. Por medio de perfiles IPE de diverso canto, y un perfil compuesto 2xUPN también de diversos cantos para absorber con mayor facilidad las torsiones presentes en algunos de los tramos. Este último tipo de perfil se colocará en los salientes de balcones y en toda arista con posibilidad de ser vista, ya que tiene una estética más agradable. Cabe destacar que se tendrán uniones soldadas rígidas en la totalidad de los nudos. En la fachada acristalada también intervienen unos perfiles tubulares horizontales a modo de estructura secundaria para dar apoyo a la sujeción de la fachada acristalada. 1.3.3.3. Sistema Envolvente NAVE. CUBIERTA. Cubiertas a dos aguas, con doble panel prelacado ambas caras de 50mm de espesor sobre correas tipo T-23 de hormigón prefabricado, apoyadas en las vigas delta y jácenas de cubierta. OFICINAS. CUBIERTA. Cubierta plana transitable compuesta por forjado con chapa colaborante capa geotextil impermeabilizante y grava drenante. FACHADAS. El cerramiento de ambos edificios será a base de paneles prefabricados de hormigón de 20cm de espesor sujetos a los pilares con herrajes especiales provistos por el prefabricante. En las fachadas del edificio de fabricación se colocara una ventana corrida de 1 m a lo largo de todo el perímetro a una altura de 5,5 m del suelo. Por otra parte, la fachada curva acristalada estará acabada en vidrio con control solar y sujeta a la estructura metálica por medio de sujeciones tipo araña. Ver plano correspondiente. CARPINTERIA EXTERIOR. de aluminio lacado. Se colocará mediante premarco de aluminio anodizado que será unitario para carpintería y persiana. Las ventanas llevarán un doble cristal con cámara interior. NAVE. SUELOS. Solera de hormigón armado de 15 cm de espesor con mallazo de acero en toda su superficie, sobre lámina de polietileno y encachado de grava debidamente compactado de 15 cm de espesor. Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 17 1.3.3.4. Sistemas de Compartimentación PARTICIONES. Las particiones se realizarán con ladrillo de 14cm en los paramentos indicados en los planos y en el resto se realizarán a partir de mamparas desmontables con 1/5 opaco y 4/5 acristalado para aprovechar la luz solar. CARPINTERIA INTERIOR. En los paramentos de ladrillo se colocará mediante premarco de aluminio anodizado que será unitario para carpintería y persiana. Las ventanas llevarán un doble cristal con cámara interior. Y en los paramentos de mamparas desmontables con puerta tablero aglomerado acabado melanina. 1.3.3.5. Sistemas de Acabados Guarnecido maestreado con yeso negro y enlucido con yeso blanco en paramentos verticales hasta el falso techo de las salas. Baños alicatados con baldosa cerámica esmaltada colocada con cemento cola sobre mortero de cemento. Falso techo de placas de escayola lisa de 120x60 cm. Suelo técnico para el paso de instalaciones registrable Kingspan tipo de panel REG 600 (KH60WS9G), en baldosa de 600x600 mm. Acabado en moqueta modular. 1.3.3.6. Sistema de Servicios El edificio contará con suministro de energía eléctrica para INSTALACIÓN DE ALUMBRADO que proporcione las condiciones adecuadas de iluminación en los distintos locales. Se elegirán las lámparas y luminarias con un alto rendimiento para proporcionar el mayor ahorro energético posible. El edificio recibe suministro de agua potable de la red municipal de abastecimiento. La INSTALACIÓN DE FONTANERÍA se diseñará y dimensionará de manera que proporcione agua con la presión y el caudal adecuado a todos los locales húmedos del edificio. El dimensionado de la red se realizará en función de los parámetros de partida a proporcionar por la empresa distribuidora de agua potable del municipio. La instalación de EVACUACIÓN DE AGUAS será separativa teniendo en cuenta que la red de alcantarillado de Malpica es separativa. Estas tres instalaciones se tendrán en cuenta en este proyecto únicamente para la justificación de su existencia ante el diseño y calculo estructural. Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 18 La instalación de PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS contará con los elementos necesarios en cumplimiento de lo estipulado por el CTE-DB-SI-4. Esta instalación cumplirá las condiciones del Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios y se definirá en el anejo correspondiente. 1.3.3.7. Pavimentación El pavimento de la nave será pavimento industrial autonivelante Nivelplan-100 de Copsa a base de cemento modificado con polímeros para pavimentos de hormigón y recrecidos de hasta 2 cm. El revestimiento de suelos interiores planta baja (zona de comedor, botiquín, almacén, recepción, hall, patio de luces y demás salas) se resolverá mediante pavimento de terrazo interior grano medio de 40x40cm. Colocado mediante cemento cola sobre capa de mortero con rodapié del mismo tipo. El pavimento de la primera y segunda planta se resolverá mediante pavimento técnico para permitir el paso de instalaciones bajo él. El revestimiento de suelos interiores con riesgo de ser mojado (vestuarios, aseos, duchas) se resolverá mediante solado de baldosa de gres antiácido antideslizante de gran resistencia de 25x25 cm. Colocado mediante cemento cola sobre capa de mortero con rodapié del mismo tipo. 1.3.4. Cumplimento del CTE 1.3.4.1. Seguridad Estructural (SE) Para el cálculo de las acciones actuantes sobre el pabellón diseñado se han seguido las especificaciones al respecto que contiene el DB SE-AE del CTE y consta como Anexo I a esta memoria. Así también, en este Anexo se detalla el cálculo y cumplimiento del DB SE-A del CTE para la estructura de acero y de la EHE para la estructura de hormigón. 1.3.4.2. Seguridad en Caso de Incendio (SI) La justificación y cálculos correspondientes al cumplimiento de esta norma sobre seguridad en caso de incendio en el edificio se expresan como a esta Memoria. 1.3.4.3. Seguridad de Utilización (SU) La justificación del cumplimiento de esta norma sobre la seguridad de utilización del edificio se expresa como Anejo a esta memoria. Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 19 1.4. RESUMEN DE PRESUPUESTO PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE INDUSTRIA PROCESOS GALVANIZADO CAPITULO RESUMEN EUROS % 01 URBANIZACIÓN ....................................................................................... 733.474,56 19,75 -U1 -ACTUACIONES PREVIAS ................................................ 108.222,50 -U2 -RED DE SANEAMIENTO .................................................. 31.001,02 -U3 -RED DE ABASTECIMIENTO .................................................. 10.232,44 -U4 -FIRMES ................................................ 584.018,60 02 EDIFICACIÓN .................................................................................... 2.980.403,63 80,25 -E1 -ACTUACIONES PREVIAS .............................. 79.556,01 -E2 -CIMENTACIÓN Y SOLERAS ............................ 300.022,20 -E3 -RED DE SANEAMIENTO .............................. 15.740,07 -E4 -ESTRUCTURAS ............................ 310.231,31 -E5 -CERRAMIENTOS Y DIVISIONES ......................... 1.463.996,16 -E6 -CUBIERTA ............................ 274.635,88 -E7 -REVESTIMIENTOS Y FALSOS TECHOS ............................ 276.302,06 -E8 -CARPINTERIA Y CERRAJERIA ............................ 217.380,12 -E9 -FONTANERIA Y APARATOS SANITARIOS .............................. 13.276,00 -E10 -SISTEMAS DE ELEVACIÓN .............................. 18.189,80 -E11 -CONTRAINCENDIOS .............................. 11.074,02 TOTAL EJECUCIÓN MATERIAL 3.713.878,19 13,00 % Gastos generales ............................ 482.804,16 6,00 % Beneficio industrial .......................... 222.832,69 SUMA DE G.G. y B.I. 705.636,85 16,00 % I.V.A. 707.122,41 TOTAL PRESUPUESTO CONTRATA 5.126.637,45 TOTAL PRESUPUESTO GENERAL 5.126.637,45 Asciende el presupuesto general a la expresada cantidad de CINCO MILLONES CIENTO VEINTISEIS MIL SEISCIENTOS TREINTA Y SIETE EUROS con CUARENTA Y CINCO CENTIMOS ZARAGOZA, a 7 de agosto de 2011. El promotor La dirección facultativa UNIZAR Eduardo Gascón Diseño y análisis estructural de una nave industrial para procesos de galvanizado Memoria 20 1.5. NORMATIVA APLICADA - EHE. “Instrucción de hormigón estructural”. - DB SE. Documento Básico Seguridad Estructural del CTE. - DB SE-AE. Documento Básico Seguridad Estructural. Acciones en la Edificación del CTE. - DB SE-A. Documento Básico Seguridad Estructural. Acero del CTE. - DB SU. Documento Básico Seguridad de Utilización del CTE. - DB SI. Documento Básico Seguridad en caso de Incendio del CTE.