Análisis estructural CUBIERTA EcoPaja 24 cm.
1 OBJETO
2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
- PERFIL EN DOBLE T (SJLVL, HB 60/240)
- AISLAMIENTO
- PANELES
- OSB 3
- FERMACELL
- PESO PROPIO DEL SISTEMA
- UNIÓN A ELEMENTOS DE SOPORTE
- ANGULARES CLAVADOS
- TIRAFONDOS CRUZADOS
3 BASES DE CÁLCULO
- SITUACIÓN DE EXPOSICIÓN AL FUEGO
- FERMACELL 12,5 + OSB 18
- OSB 18
- FERMACELL 18
4 TABLAS DE PREDIMENSIONADO
1. Objeto
El objeto del presente informe es la justificación del análisis estructural de las cubiertas de EcoPaja, fabricadas a partir de perfiles en doble T tipo STEICOjoist de 24 cm.
Se recoge una descripción del sistema, las características de los materiales empleados y los condicionantes de cálculo considerados según la normativa vigente.
2. Descripción del sistema
2.1 PERFIL EN DOBLE T (SJLVL, HB 60/240)
La estructura del interior de los paneles de cubierta se compone de perfiles en doble T con alas de madera microlaminada y alma de tablero de fibras de alta densidad, con la siguiente geometría:
bf = 60 mm
h = 240 mm
hf = 39 mm
bw = 8 mm
hw = 162 mm
Las propiedades mecánicas de los materiales que componen el perfil se recogen en el apartado 4.2 del presente documento.
2.2 AISLAMIENTO
Como material de aislamiento entre los perfiles en doble T se colocan balas de paja compactada de 135 kg/m³.
2.3 PANELES
OSB 3
Por la cara superior del paquete de cubierta se coloca un tablero OSB 3 de 15 ó 18 mm.
Dadas las medidas comerciales del material, la configuración idónea para la mayor parte de los casos se consiguemediante tablero de 18 mm y 5 m de longitud, de forma que se pueda generar una capa continua de tablero en sentido longitudinal sin corte entre elementos.
A pesar de que debido al escaso espesor del tablero no se ha considerado como una capa de compresión en el cálculo, a nivel práctico su fijación a los perfiles sí supondrá una ligera mejora en la rigidez general del sistema.
En la cara inferior del paquete de cubierta se puede emplear el mismo tablero u otro diferente.
Las propiedades mecánicas del material se recogen en el punto 4.2 del presente documento.
FERMACELL
Como material alternativo al OSB para la cara inferior del paquete de cubierta se puede emplear un panel de fibra-yeso tipo Fermacell.
Las propiedades mecánicas del material se recogen en el punto 4.2 del presente documento.
2.4 PESO PROPIO DEL SISTEMA
Para el análisis estructural del sistema se ha considerado un acabado genérico de la cubierta mediante rastrel demadera y teja curva. Por la cara inferior se ha considerado la carga de un panel de yeso laminado por ser ligeramente más pesado que el OSB.
| PESO PROPIO DEL PAQUETE DE CUBIERTA EN kN/m² | |
| Teja curva ligera | 0,400 |
| Enrastrelado 30×30 c/400 | 0,011 |
| Tablero OSB 3 18 mm | 0,099 |
| Aislamiento paja compactada 240 (80 kg/m³) | 0,192 |
| Panel Fermacell 18 mm | 0,207 |
| TOTAL | 0,909 |
A las cargas anteriores habría que sumarles el peso propio de los perfiles en doble T, cuya repercusión por m² depende del intereje empleado para cada caso particular.
2. 5 UNIÓN A ELEMENTOS DE SOPORTE
Para evitar el desplazamiento de los perfiles y contrarrestar los efectos de succión del viento, las vigas en doble T se deberán conectar a los elementos sobre los que se apoyan. Se plantean dos posibles alternativas para la realización de esta unión.
ANGULARES CLAVADOS
El alma de la viga se debe macizar mediante dos piezas de madera o tablero, de 26 mm de espesor, para la instalaciónde dos angulares tipo WBR090 de Rothoblaas, fijados mediante 18 clavos tipo LBA Ø4-L60 (8 clavos a la viga en doble T y10 clavos al elemento inferior de soporte).
La resistencia de cálculo a tracción de la unión, suponiendo una duración corta de la acción (viento) es de R1,d=6,23 kN, suficiente para las situaciones de cálculo más habituales.
TIRAFONDOS CRUZADOS
El cordón inferior de la viga en doble T se puede conectar al elemento inferior de soporte mediante dos parejas de tirafondos de rosca completa (tipo VGZ de Rothoblaas), de Ø7-L100 mm, insertados por parejas en oblicuo con una inclinación de 60º.
La resistencia de cálculo a tracción de la unión, suponiendo una duración corta de la acción (viento) es de R1,d=5,92 kN, suficiente para las situaciones de cálculo más habituales.
3. Bases de cálculo
SITUACIÓN DE EXPOSICIÓN AL FUEGO
A continuación se analiza el efecto protector de los paneles que permiten que el incendio no afecte a la estructura interior de los entramados hasta transcurridos tf minutos desde su inicio según el apartado E.2.3.2 del CTE DB-SI.
Dada la geometría de las secciones en doble T no cabe atribuirle ninguna resistencia en situación de incendio, por lo que en cada caso y según la naturaleza del proyecto se deberá garantizar que la protección pasiva sea suficiente paraalcanzar la duración de incendio exigible según la tabla 3.1. Resistencia al fuego suficiente de los elementos estructurales recogida en CTE-DB-SI. En caso contrario se deberá aplicar un producto intumescente sobre la superficie de los tableros de forma que se aumente la duración de la protección aportada por los mismos. La forma y gramaje deaplicación se realizará según las indicaciones del fabricante de dicho producto.
FERMACELL 12,5 + OSB 18———-AÑADIR TABLA OSB 9mm + FERMACELL 15 mm
OSB 18
FERMACELL 18
4. Tablas de predimensionado
A continuación se recogen las luces máximas para vigas de cubierta en función de la pendiente y del intereje entre vigas para las siguientes condiciones de contorno:
- Carga permanente = 1 kN/m²
- Carga de uso cubiertas accesibles únicamente para mantenimiento = 0,4 kN/m²
- Zona de vientos C; Grado de aspereza del entorno I, z = 6 m (Anejo D DB SE-AE del CTE)
- Carga de nieve variable. Ver encabezado de cada
- Límite de flecha criterio integridad: L/400
- Límite de flecha criterio de apariencia: L/300
Se recoge también el valor de cálculo de la reacción lineal (en kN/m) en los apoyos de las vigas en cada situación paralas cargas permanentes (G), de uso (QU), de nieve (QS) y de viento (QW)
Los valores han sido calculados considerando las propiedades de los materiales y disposiciones geométricas recogidas en los apartados anteriores del presente documento. Cualquier modificación en las condiciones de contorno anulará la validez de los valores calculados.
|
Qs=0,5 kN/m² – <1000 msnm |
||||||||||||
|
Pendiente |
Intereje |
|||||||||||
|
410 mm |
760 mm |
1110 mm |
||||||||||
|
0º |
6300 |
5050 |
4450 |
|||||||||
|
kN/m |
3,15 |
1,27 |
1,59 |
– |
2,53 |
1,01 |
1,26 |
– |
2,23 |
0,89 |
1,11 |
– |
|
10º |
6200 |
5000 |
4400 |
|||||||||
|
kN/m |
3,15 |
1,27 |
1,56 |
0,44 |
2,54 |
1,01 |
1,25 |
0,36 |
2,23 |
0,89 |
1,10 |
0,32 |
|
20º |
5825 |
4700 |
4050 |
|||||||||
|
kN/m |
3,10 |
1,24 |
1,46 |
1,27 |
2,50 |
1,00 |
1,17 |
1,03 |
2,15 |
0,86 |
1,01 |
0,88 |
|
30º |
5250 |
4250 |
3700 |
|||||||||
|
kN/m |
3,02 |
1,22 |
1,32 |
2,05 |
2,45 |
0,99 |
1,07 |
1,66 |
2,14 |
0,86 |
0,93 |
1,45 |
|
Cargas |
G |
QU |
QS |
QW |
G |
QU |
QS |
QW |
G |
QU |
QS |
QW |
| Qs=1,0 kN/m² – <1000 msnm | ||||||||||||
| Pendiente | Intereje | |||||||||||
| 410 mm | 760 mm | 1110 mm | ||||||||||
| 10º | 5500 | 4500 | 3900 | |||||||||
| kN/m | 2,78 | 1,12 | 2,76 | 0,39 | 2,29 | 0,91 | 2,25 | 0,33 | 1,98 | 0,79 | 1,95 | 0,28 |
| 20º | 5250 | 4250 | 3700 | |||||||||
| kN/m | 2,80 | 1,12 | 2,63 | 1,00 | 2,26 | 0,91 | 2,13 | 0,80 | 1,97 | 0,78 | 1,85 | 0,70 |
| 30º | 4900 | 3900 | 3450 | |||||||||
| kN/m | 2,83 | 1,12 | 2,44 | 1,93 | 2,25 | 0,89 | 1,95 | 1,53 | 1,99 | 0,79 | 1,72 | 1,35 |
| Cargas | G | QU | QS | QW | G | QU | QS | QW | G | QU | QS | QW |
| Qs=2,0 kN/m² – >1000 msnm | ||||||||||||
| Pendiente | Intereje | |||||||||||
| 410 mm | 760 mm | 1110 mm | ||||||||||
| 10º | 4500 | 3700 | 3250 | |||||||||
| kN/m | 2,32 | 0,93 | 4,56 | 0,32 | 1,88 | 0,75 | 3,70 | 0,26 | 1,65 | 0,66 | 3,25 | 0,23 |
| 20º | 4375 | 3525 | 3025 | |||||||||
| kN/m | 2,32 | 0,93 | 4,37 | 0,95 | 1,88 | 0,75 | 3,53 | 0,78 | 1,61 | 0,64 | 3,03 | 0,66 |
| 30º | 4150 | 3350 | 2925 | |||||||||
| kN/m | 2,39 | 0,95 | 4,15 | 1,63 | 1,93 | 0,78 | 3,36 | 1,32 | 1,68 | 0,68 | 2,93 | 1,14 |
| Cargas | G | QU | QS | QW | G | QU | QS | QW | G | QU | QS | QW |