Cargas de Puente Grúa, Masas Sísmicas Adicionales y R–D Diferentes
Este artículo trata tres temas propios de los edificios industriales prefabricados: las masas adicionales que participan en el sistema resistente únicamente como masa sísmica, las cargas del puente grúa y los coeficientes R y D diferentes para la parte superior y la inferior en edificios con entreplanta. Para los pasos de modelado, consulte el artículo Modelado de Estructuras Prefabricadas.
1. Masas de paneles de fachada y de puente grúa (masa sísmica adicional)
Para masas que deben participar en el sistema resistente únicamente como masa sísmica y no como peso, como los paneles de fachada colgados de los pilares o el puente de la grúa:
- Coloque un joint predefinido en el punto donde actuará la masa (p. ej., en la cabeza del pilar a la cota del canalón).
- Seleccione el joint y abra la ventana Propiedades del joint predefinido; en la casilla Masa Sísmica Adicional de la pestaña General, escriba la masa en toneladas (= kN·s²/m).
La masa adicional se incorpora a la masa sísmica de la planta donde se encuentra el joint, a la matriz de masas del análisis modal, a la carga sísmica equivalente, al indicador de segundo orden y a las relaciones entre parte superior e inferior. Al no ser un peso, no se suma a las cargas verticales ni a las cargas de cimentación. La asignación de planta se realiza según la cota del joint.
Si se seleccionan varios joints y la casilla se deja vacía, se conservan los valores existentes. Uso típico: la mitad del peso del panel (la parte que soporta la unión superior) en las cabezas de pilar a la cota del canalón, y la parte del puente de la grúa correspondiente a cada rueda en los pilares de la grúa.
2. Cargas del puente grúa
La ventana Macros → Cargas del puente grúa... calcula, a partir de las reacciones de las ruedas, las fuerzas de diseño de la viga carril, las fuerzas verticales y horizontales transmitidas a los pilares y la parte de masa sísmica; si lo desea, escribe las cargas en el modelo.
| Dato | Descripción | Valor de ejemplo |
|---|---|---|
| Capacidad de elevación (kN) | Capacidad de la grúa | 200 |
| R1máx, R1mín, R2máx, R2mín (kN) | Reacciones de rueda de la tabla del fabricante: lado cargado (R1) y lado opuesto; máxima y mínima para dos posiciones del carro | 153 / 49 / 134 / 30 |
| Distancia entre ruedas a (m) | Separación de las dos ruedas sobre una viga carril | 3,84 |
| Factor dinámico ψ | Mayora las fuerzas verticales y horizontales de la grúa | 1,40 |
| Luz de la viga carril L (m) | Separación entre ejes | 7,5 |
| Viga + carril q (kN/m) | Peso propio de la viga carril y del carril | 5,1 |
| Cota superior de la ménsula Z (cm, absoluta) | Cota de la ménsula de la grúa; las cargas se escriben en esta cota sobre el eje del pilar | 800 |
| Excentricidad de la ménsula e (cm) | Distancia de la carga de rueda al eje del pilar (produce un momento M = V·e) | 0 |
| Estado de carga destino | Estado de carga definido por el usuario en el que se escribirán las fuerzas | — |
| Fuerza horizontal | Puente +/− (dirección del pórtico principal, ψ·P/10), Carril +/− (dirección del carril, ψ·P/7) o ninguna | — |
- Calcular: Se enumeran el peso propio del puente, la parte de masa por rueda, los momentos y cortantes de la viga carril, las envolventes de reacciones transmitidas al pilar y las fuerzas horizontales. La viga carril se diseña por separado con estos valores.
- Crear 4 estados de carga de grúa: Define los estados de carga GrúaX+, GrúaX−, GrúaY+ y GrúaY−. La disposición de estados de carga y combinaciones debe estar definida por el usuario (Ajustes generales del proyecto → Combinaciones de Carga).
- Aplicar a los pilares seleccionados: Crea o actualiza un punto de carga en el eje de cada pilar seleccionado, a la cota de la ménsula: la fuerza vertical, el momento de excentricidad y la fuerza horizontal elegida se escriben en el estado de carga destino. Si está marcada la opción Escribir también la parte de masa del puente, también se introduce la masa sísmica adicional. Al volver a ejecutar el comando, los valores se sobrescriben (no se produce suma doble). Para los pilares del eje opuesto, aplique por segunda vez con los valores R1mín/R2mín.
Las combinaciones que incluyen los estados de carga de grúa (p. ej., 1,4G + 1,6Q ± Grúa) las define el usuario en la ventana Estados de Carga; el programa no genera automáticamente las combinaciones de grúa para hormigón armado. La ménsula de la grúa (ménsula corta) no se construye por separado como barra en el modelo ni se comprueba.
En proyectos de hormigón armado: En esta versión, la disposición de estados de carga y combinaciones no puede seleccionarse como definida por el usuario en los proyectos de hormigón armado ni de hormigón armado prefabricado; por ello, los botones Crear 4 estados de carga de grúa y Aplicar a los pilares seleccionados no funcionan en un proyecto de hormigón armado. En estos proyectos utilice los resultados de Calcular en el diseño de la viga carril y de la ménsula; introduzca la masa del puente como Masa Sísmica Adicional (Capítulo 1).
3. R y D diferentes en las partes superior e inferior (TBDY 4.3.6)
En edificios cuya parte inferior (p. ej., la zona con entreplanta) tiene un sistema resistente distinto al de la parte superior, se utiliza la ventana Macros → R-D diferentes en parte superior/inferior (TBDY 4.3.6).... El análisis se realiza para todo el edificio con los coeficientes de la parte superior (R, D de Ajustes generales del proyecto); los esfuerzos internos de los elementos de la parte inferior se corrigen con el coeficiente ν de la normativa.
| Dato | Descripción | Valor por defecto |
|---|---|---|
| Aplicar R y D diferentes en las partes superior/inferior | Activa la opción | desactivada |
| Última planta de la parte inferior (n.º de planta) | Esta planta y las inferiores se consideran “parte inferior” | 1 |
| R de la parte inferior (X), R (Y) | Coeficiente de comportamiento del sistema resistente de la parte inferior (TBDY Tabla 4.1) | 8 |
| D de la parte inferior (X), D (Y) | Coeficiente de sobrerresistencia de la parte inferior (TBDY Tabla 4.1) | 3 |
| νsup (X), νsup (Y) | Relación entre el cortante basal de la parte superior y el cortante basal total; si se introduce 0, se calcula automáticamente a partir de los pesos y las alturas de las plantas | 0 |
El botón Calcular / Mostrar muestra los valores νsup, νinf, ν, (R̄a)inf y D̄inf.
En el análisis: los esfuerzos internos dúctiles de los elementos de la parte inferior procedentes de los estados de carga sísmica se mayoran con ν, el comportamiento no dúctil (cálculos de capacidad a cortante) se realiza con D̄inf y la deriva de planta de la parte inferior se calcula con (R̄a)inf. El ajuste se guarda con el proyecto.
Ejemplo (edificio del libro): Parte superior R = 3, D = 2; parte inferior R = 5, D = 2,5; última planta inferior 1; νsup = 0,408 (X) / 0,406 (Y) → ν = 0,763 / 0,762, (R̄a)inf = 3,93, D̄inf = 1,81. Si se necesita una comparación exacta, el valor de νsup también puede introducirse manualmente.
4. Situaciones frecuentes
| Síntoma | Solución |
|---|---|
| “Crear 4 estados de carga de grúa” no añade estados de carga. | La disposición de estados de carga y combinaciones debe estar definida por el usuario; en un proyecto de hormigón armado, esta disposición no puede seleccionarse en esta versión (Capítulo 2). |
| Las cargas de grúa parecen sumadas dos veces. | “Aplicar a los pilares seleccionados” sobrescribe los valores; para posiciones distintas, seleccione estados de carga destino distintos. |
| La masa adicional no aparece en las cargas de cimentación. | Es el comportamiento esperado: la masa sísmica adicional no es un peso, solo participa en el cálculo sísmico. |