Impacto de la rigidez de las uniones en el coste global de pórticos a dos aguas de acero

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.3989/ic.88844

Palabras clave:

Uniones, pórticos a dos aguas, coste, optimización, rigidez

Resumen


En este artículo se presenta un estudio sobre la influencia de la rigidez de las uniones en pórticos a dos aguas de acero. Se combinan doce valores diferentes de rigidez de placa de anclaje, hombro y cumbrera. Se combinan diez geometrías (8- 20 m de luz, 3.5-10 m de altura de pilares y 10-20% de pendiente de cubierta). Se consideran tres niveles de carga de nieve y viento con valores constantes de carga de mantenimiento. Se analizan un total de 46656 supuestos utilizando un programa informático de cálculo de estructuras para obtener en cada caso su coste total. Se obtiene la representación gráfica del coste para cada combinación de rigideces. En general, los costes más bajos de las estructuras se corresponden con valores bajos de rigidez. Es posible reducir el coste total un 18% de media, con la selección apropiada de la combinación de valores de rigidez de las uniones.

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Citas

(1) CEN. (2005). Eurocode 3: Design of steel structures - part 1.8: design of joints (EN 1993-1-8:2005(E)), Brussels.

(2) (AISC. (1994). Manual of Steel Construction. Load &Resistance Factor Design. (Second Edition)

(3) Bel Hadj Ali, N., Sellami, M., Cutting-Decelle, A.F. and Mangin, J.C. (2009). Multi-stage production cost optimization of semi-rigid steel frames using genetic algorithms. Engineering Structures (31), pp. 2766-2778. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2009.07.004

(4) Jaspart, J.P. (2002). Design of structural joints in building frames. Prog.Struct.Eng. Mater.4(1), pp.18-34. https://doi.org/10.1002/pse.105

(5) Steenhuis, M., Weynand, K. and Gresnigt, A.M. (1998). Strategies for economic design of unbraced steel frames. Journal of Constructional Steel Research. 46(1-3), pp. 88-89. https://doi.org/10.1016/S0143-974X(98)00026-1

(6) Bijlaard, F. (2006). Eurocode 3, a basis for further development in joint designJournal of constructional Steel Research62(11), pp. 11-20. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2006.06.012

(7) Kanvinde, A.M., Grilli, D.A. and Zareian, F. (2012). Rotational stiffness of exposed column base connections: experiments and analytical models. Journal of Structural Engineering. 138(5), pp. 549-560. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000495

(8) Kavoura, F., Gencturk, B., Dawood, M. and Gurbuz, M. (2015). Influence of base-plate connection stiffness on the design of low-rise metal buildings. Journal of Constructional Steel Research. 115(12), pp. 169-178. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.08.005

(9) Sanchez, G. and Martí, P. (2004). Diseño óptimo de estructuras de acero con uniones semirrígidas no lineales. III Congreso internacional sobre Métodos Numéricos en Ingeniería y Ciencias Aplicadas. ITESM, Monterrey, CIMNE, Barcelona 2004.

(10) Chen, W.F. and Toma, S. (1994). Advanced Analysis of Steel Frames. Boca Raton, Fla: CRC Press.

(11) Galambos, T.V. (1960). Influence of partial base fixidity on frame stability. Journal of the Structural Division. 86(5), pp. 85-117. https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0000523

(12) Bajwa, M.S., Charney, F.A., Moen, C.D. and Easterling, W.S. (2010). Assessment of analytical procedures for designing metal buildings for wind drift serviceability. CE/VPI-ST 10/05, Virginia Polytechnic Institute and State University.

(13) Watson, K.B., Dallas, S., Van der Kreek, N. and Main, T. (1996). Costing of Steelwork from Feasibility through to Completion. Steel Construct. J. AISC. 30(2), pp. 2-9.

(14) Jarnai, K. and Farkas, J. (1999). Cost calculation and optimisation of welded steel structures. Journal of Constructional Steel Research. 50, pp. 115-135. https://doi.org/10.1016/S0143-974X(98)00241-7

(15) Xu, L., Sherbourne, A.N. and Grierson, D.E. (1995). Optimal cost design of semi-rigid, low rise industrial frames. Eng. J, AISC. 32(3), pp. 87-97.

(16) Simoes, L.M.C. (1996). Optimization of frames with semi-rigid connections. Computer & Structures. 60(4), pp. 531-539. https://doi.org/10.1016/0045-7949(95)00427-0

(17) Kameshki, E.S. and Saka, M.P. (2003). Genetic algorithm based optimum design of nonlinear planar steel frames with various semi-rigid connections. Journal of Constructional Steel Research. 59(1), pp. 109-134. https://doi.org/10.1016/S0143-974X(02)00021-4

(18) Saka, M.P. (2009). Optimum design of steel sway frames to BS 5950 using harmony search algorithm. Journal of Constructional Steel Research. 65, pp. 36-43. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2008.02.005

(19) Fernández Diezma, J. (2016). Idoneidad del grado de rigidez de las uniones en pórticos metálicos de naves a dos aguas en edificación agroindustrial (Joint rigidity suitabality in steel gabled portal frames for agro-industrial buildings).Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Agrónomos (UPM). http://oa.upm.es/39239/.

(20) CEN. (2006 a). Hot rolled products of structural steels - Part 2: Technical delivery conditions for non-alloy structural steels (EN 10025-2:2006), Brussels.

(21) CEN. (2006 b). Steel for the reinforcement of concrete - Weldable reinforcing steel - General (EN 10080:2006), Brussels.

(22) Ministerio de Fomento. (2008). Instrucción de Hormigón Estructural. Comisión Permanente del Hormigón (EHE 08, Madrid, Spain).

(23) CEN. (2013). Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings (EN 1992-1-1:2013), Brussels.

(24) Ministerio de Fomento. (2011). Instrucción de Acero Estructural (EAE).

(25) Ministerio de Vivienda. (2006). Código Técnico de la Edificación (CTE).

(26) Xu, L and Grierson, D.E. (1993). Computer-Automated Design of Semirrigid Steel Frameworks. Journal of Structural Engineering. 119, pp. 1740-1760. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1993)119:6(1740)

(27) Metalpla XE5. (2016). www.metalpla.com

(28) Argüelles Álvarez, R., Argüelles Bustillo, R., Arriaga Martitegui, F., Argüelles Bustillo, J.M. and Esteban Herrero, M. (2005). Cálculo matricial de estructuras en 1er y 2º orden. Teoría y problemas Bellisco.

(29) Argüelles Álvarez, R., Argüelles Bustillo, R., Arriaga Martitegui, F., Esteban Herrero, M. and Íñiguez González, G. (2016). Estructuras de acero 4. Inestabilidad: Fundamentos, Calculo y Programa. Bellisco.

(30) Eröz, M., White, D.W. and DesRoches, R. (2008). Direct analysis and design of steel frames accounting for partially restrained column base conditions. Journal of Structural Engineering 134(9), pp. 1508-1517. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:9(1508)

Publicado

2022-09-15

Cómo citar

Fernández Diezma, J., Argüelles-Bustillo, R. A. ., & Arriaga, F. (2022). Impacto de la rigidez de las uniones en el coste global de pórticos a dos aguas de acero. Informes De La Construcción, 74(567), e452. https://doi.org/10.3989/ic.88844

Número

Sección

Artículos