Download - ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES
ÍNDICE
1. MEMORIA
2. NORMATIVA A APLICAR
3. HIPÓTESIS DE CÁLCULO
4. DEFORMACIONES MÁXIMAS PERMITIDAS
5. SUB-SUELO
6. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
7. CÁLCULO
7.1. PLACAS DE ANCLAJE DE CARTELES LATERALES
7.2. CÁLCULO DE SUSTENTACIÓN DE CARTELES LATERALES
7.3. CÁLCULO BANDEROLAS
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 1
1.- MEMORIA
La presente memoria tiene por objeto establecer los criterios para la realización de los cálculos de las
cimentaciones de las señales, así como la determinación de los perfiles necesarios para cada tipo de señal,
o combinación de señales de tráfico o carteles laterales.
Cualquiera que sea el perfil propuesto deberá cumplir lo indicado en la citada Norma, aportando la
justificación completa, de cálculos y especificaciones de materiales, así como garantías de las soldaduras,
tanto de la estructura en sí, como de la cimentación, incluyendo zapata y placas de anclaje con sus
respectivos pernos.
2.- NORMATIVA A APLICAR
Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes.
Normas UNE-EN 12899.- Señales verticales fijas de circulación
Norma UNE 135311.- Señalización vertical. Elementos de sustentación y anclaje. Hipótesis de
cálculo.
Norma UNE-EN 485-2, de Enero de 2014, Aluminio y aleaciones de aluminio. Chapas, bandas y
planchas. Parte 2. Características mecánicas
Norma UNE-EN 485-2, Aluminio y aleaciones de aluminio. Chapas, bandas y planchas. Parte 1
Condiciones técnicas de suministro e inspección.
Norma UNE EN-515. Aluminio y aleaciones de aluminio. Productos forjados.
UNE EN ISO 1461, Recubrimientos galvanizados en caliente sobre productos acabados de hierro y
acero. Especificaciones y métodos de ensayo.
Instrucción para el proyecto y la ejecución de hormigón armado o en masa (EHE-08).
Código Técnico de la Edificación (CTE), Libro 2, Seguridad Estructural: Bases de cálculo y Acciones
en la Edificación.
Código Técnico de la Edificación (CTE), Libro 4, Seguridad Estructural: Acero.
EN.1999. Eurocódigo 9. Proyecto de estructuras de aluminio
Manuels Drouet sur calcul des constructions métalliques établie suivant règles CM66 (ou 56) et NV
65-67.
3.- HIPÓTESIS DE CÁLCULO
Las hipótesis de cálculo consideradas son las siguientes:
Acciones constantes: se considerará el peso propio de la cimentación, despreciando el peso propio
de las señales y los pilares de sustentación de las mismas.
Viento: se considerará, de acuerdo con la “UNE 135311. 2008- Señalización vertical. Elementos de
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 2
sustentación y anclaje. Hipótesis de cálculo”, considerando una presión dinámica del viento
diferente, según se trate de carteles laterales (800 N/m2), resultante de la consideración de Clase
WL3· o señales de una pieza (600 N/m2), resultante de la consideración de clase WL2, según la
citada Norma.
Variación térmica, uniforme de +- 30 ºC, uniforme en todas las barras.
Estas hipótesis se mayorarán con los coeficientes siguientes:
1,33 para las acciones constantes, cargas permanentes y sobrecargas
1,50 para viento
1,33 para la acción térmica
4.- DEFORMACIONES MÁXIMAS PERMITIDAS
Se tendrá en consideración lo especificado en la norma “UNE 135311.- Señalización vertical. Elementos de
sustentación y anclaje. Hipótesis de cálculo”.
Para los carteles laterales y las señales de una pieza, la deformación máxima permitida en el extremo
superior del soporte, bajo la acción del viento, se limitará considerando la deformación máxima
correspondiente a una clase TDB4 (dz< 25 mm/m).
5.- SUB-SUELO
Para el estudio de la cimentación se partirá de la base de que exista un substrato lo suficientemente
resistente (0,2 N/mm2) como firme de buena calidad, considerándose enterrada la zapata en dicho
subsuelo.
6.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
Se proyectará una estructura metálica, en acero tipo S 275 JR o superior o aluminio de la serie 6000, si se
realiza mediante chapas, bandas y planchas, de sección constante, sustentada por una zapata de hormigón
en masa, HM-20 o armada HA-25, cuyo esquema estructural se comprobará a deslizamiento y vuelco.
7.- CÁLCULO
El cálculo de los elementos estructurales deberá realizarse de acuerdo con los métodos básicos de la
resistencia de materiales para el comportamiento elástico de estructuras planas formadas por piezas
lineales unifilares.
Todas las secciones y piezas de hormigón en masa o armado se realizarán según la Instrucción E.H.E-08.
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 3
para el proyecto y la ejecución de obras de hormigón armado o en masa. Se considerarán zapatas rígidas,
por la relación entre el vuelo y el canto de las previsibles zapatas.
El coeficiente de seguridad mínimo al vuelco que deberá adoptarse, será:
K=
5,1
v
e
M
M
Pudiendo justificarse el adoptar el coeficiente de 1,33 en carteles laterales y 1,15 en señales de una pieza,
según Norma UNE 135.311.
PARÁMETROS DE CÁLCULO
Características de los materiales:
Sustrato de apoyo
Tipo de suelo ....................................................................................................... …a determinar
Peso específico aparente mínimo .................................................................................. 19 kN/m3
Angulo de rozamiento interno mínimo ................................................................................... 30º
Hormigón
Resistencia característica del hormigón, en masa o armado, de la zapata ...................... 25 N/mm2
Densidad del hormigón ............................................................................................... 25 kN/m3
Acero de refuerzo, (en su caso, en dicho caso el hormigón será HA-25)
En todas las armaduras de la zapata se empleará acero corrugado ................................... B 500 S
Clase de acero = dureza natural
Límite elástico fy en N/mm2, no menor de ............................................................................. 500
Carga unitaria de rotura fs en N/mm2, no menor de ............................................................... 550
Alargamiento de rotura en %sobre base de 5 diámetros no menor que ....................................12
Relación fs/fy en ensayo no menor que ................................................................................ 1,05
Coeficientes de seguridad
Estados límites últimos:
Coeficiente de minoración del acero ..................................................................................... 1.05
Coeficiente de minoración del aluminio ................................................................................. 1.10
Coeficiente de minoración del hormigón ............................................................................... 1.50
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 4
Coeficiente de ponderación de las acciones de efecto desfavorable ........................................ 1,50
Especificaciones para componentes del hormigón
Tipo de árido ........................................................................................................ grava y arena
Tamaño máximo ........................................................................................................ 20-40 mm
Cemento ........................................................................................................................... P-350
Consistencia plástica en cono de Abrams UNE7103; ........................... 3-5cm
Resistencia característica a los 28 días ......................................................................... 25 N/mm2
Control de ejecución
Acero corrugado ................................................................................................... no sistemático
Hormigón ..................................................................................................................... probetas
Ejecución ........................................................................................................................ normal
Granulometría ................................................................................................................. normal
Acero de la estructura metálica
Calidad ........................................................................................................ S 275 JR o superior
Límite elástico .......................................................................................................... 275 N/mm2
Carga de rotura .................................................................................................. 360/470 N/mm2
Alargamiento mínimo .......................................................................................................... 26%
Aluminio
Calidad ..................................................................................................... serie 6.000 o superior
Límite elástico .......................................................................................................... 230 N/mm2
Módulo elástico .................................................................................................... 70.000 N/mm2
Alargamiento mínimo .......................................................................................................... 13%
En las tablas adjuntas se incluyen los cálculos realizados tanto para la cimentación como para las placas de
anclaje.
Se han calculado las zapatas correspondientes a cada uno de los carteles laterales y de las señales, simples
o compuestas, referidas en el Proyecto, resumiendo la cimentación en cuatro tipos de zapatas,
denominados A, B, C y D, por orden creciente de tamaño, garantizando el cumplimiento de la Norma UNE
135311 de Mayo de 2008, denominada “Señalización vertical. Elementos de sustentación y anclaje.
Hipótesis de cálculo” con referencia explícita a la Norma UNE-EN 12899-1, así como a los diferentes
Eurocódigos, y muy especialmente al “ Eurocódigo 1, Acciones sobre las estructuras”.
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 5
7.1.- PLACAS DE ANCLAJE DE LOS CARTELES LATERALES
Placas base a flexocompresión
Datos necesarios: Panel hasta 30 m2 Panel hasta 25 m2 Panel hasta 20 m2
Axil característico Nk tn 1 1 1
Momento característico Mk tn.m 4,5 3,5 2,75
Perfil metálico del soporte IPN cm 22 20 20
Dimensiones propuestas de la placa base:
separación de borde de cartelas cm 2 2 2
Ancho B cm 29 29 29
Largo (dirección del perfil) A cm 46 44 44
Dimensionamiento de los pernos:
Excentricidad (Mk/Nk) e adimensional 450 350 275
Brazo de tracción de los pernos d cm 41 39 39
Separación de los pernos del borde cm 5 5 5
Tracción de cálculo de los pernos: Td tn 18,4148936 14,9328358 11,5746269
Número de pernos n adimensional 2 2 2
Límite elástico de los pernos fyd kg/cm2 2600 2600 2600
Area de los pernos W cm2 3,5413257 2,8716992 2,22588978
Diámetro de los pernos f mm 22 20 18
Comprobación de las dimensiones de la placa:
Lado izquierdo de la ecuación: tn/m2 597,148234 515,135919 409,862911
Resistencia característica del hormigón:
kg/cm2 200 200 200
Lado derecho de la ecuación: tn/m2 1700 correcto 1700 correcto 1700 correcto
Espesor de la placa:
vuelo de la base v mm 120 120 120
Espesor de la placa: e mm 48 deben
disponerse cartelas
48 deben
disponerse cartelas
48 deben
disponerse cartelas
Si e>20 deben colocarse cartelas:
Dimensiones de las cartelas:
longitud de la cartela v mm 100 100 100
espesor de la cartela: >B/30 e2 mm 16 16 16
altura H mm 200 200 200
separación entre cartelas h mm 110 100 100
espesor de la placa: e=h/6 > e2 e mm 20 18 18
1085,0
4xf
AB
TNcd
dd
ARITZETAKO ETA ERRENTERIAKO LOTUNEETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUA PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN LOS ENLACES DE ARITZETA Y ERRENTERIA
ANEJO Nº 1: CÁLCULOS ESTRUCTURALES 6
7.2.- CÁLCULO DE SUSTENTACIÓN DE CARTELES LATERALES
CÁLCULO DE SOPORTE Y CIMENTACIÓN DE CARTELES LATERALES
ARITZETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUAPROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN DEL ÁREA DE ATENCIÓN AL CLIENTE DE BIDEGI EN ARITZETA
h= (1-sen/1+sen)
0,5 0,333333333
Nº postes
Largo Alto SuperficieSuperf. cálculo
Esfuerzo puntual: E
Altura libre
Brazo actuante
MomentoMomento mayorado
Módulo necesario
Perfil Tipo de cimentación a b h
Peso de la
zapata: N
Tensión sobre el terreno
Seguridad al deslizamiento
Empuje del empotramiento de
la zapata
Seguridad al vuelco
ud m2 m2 kN ml ml kN.m kN.m cm3 m m m kN t< 0,25 N/mm2 Csd >1,5 Eh=.H2h/2 Csv>1,33 altura max. Inercia flecha
CARTELES LATERALES Y FLECHASAP-8-S1-1 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430AP-8-S2-1 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430AP-8-S2-2 2 4,750 3,850 18,288 9,144 7,32 2,00 3,93 28,711 43,067 165,64 IPN 160 D 2 1,5 1 75,00 0,068 4,614 5,000 2,670 5,85 146,25 935,00 79,430GI-11-S1-1 2 4,700 2,280 10,716 5,358 4,29 2,00 3,14 13,459 20,189 77,65 IPN 140 C 1,3 1,2 0,8 29,95 0,079 3,144 2,560 1,497 4,28 107,00 573,00 41,090GI-20-S1-300M 2 5,100 5,600 28,560 14,280 11,42 2,00 4,80 54,835 82,253 316,36 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,107 2,954 5,000 1,398 7,60 190,00 1.450,00 133,117GI-20-S1-SALIDA 2 5,100 5,600 28,560 14,280 11,42 2,00 4,80 54,835 82,253 316,36 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,107 2,954 5,000 1,398 7,60 190,00 1.450,00 133,117
Deformación máxima admitida: 25 mm/m
Condiciones a cumplir
Según artículo 2.1 Hipótesis de Cálculo de la "Norma UNE 135.311:2008, 5 ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN PARA CARTELES LATERALES". Se ha considerado la carga de viento indicada en la Norma UNE-EN 12899-1, considerando WL3, admitiendo la presión dinámica del viento de 128 km/h.
Señal
GI-20-S2-250M 2 5,100 4,200 21,420 10,710 8,57 2,00 4,10 35,129 52,693 202,67 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,078 3,939 5,000 2,182 6,20 155,00 1.450,00 67,189GI-20-S2-SALIDA 2 5,100 4,200 21,420 10,710 8,57 2,00 4,10 35,129 52,693 202,67 IPN 180 D 2 1,5 1 75,00 0,078 3,939 5,000 2,182 6,20 155,00 1.450,00 67,189
Coeficiente rozamiento suelo-hormigón: Perfil Inercia Módulo a b h V Armado Peso: Ncm4 cm3 m m m m3 Superior e inferior kN
Tipo de suelo Coeficiente IPN 80 77,80 19,50IPN 100 171,00 34,20 A 0,7 0,5 0,8 0,280 6,720
Arenas sin limos 0,55 IPN 120 328,00 54,70 B 1 0,8 0,8 0,640 15,360Arenas limosas 0,45 IPN 140 573,00 81,90 C 1,3 1,2 0,8 1,248 29,952Limos 0,35 IPN 160 935,00 117,00 D 2 1,5 1 3,000 ME 150.150.10 75,000Roca sana con superficie rugosa 0,60 IPN 180 1.450,00 161,00
IPN 200 2.140,00 214,00IPN 220 3.063,00 278,00IPN 240 4.250,00 354,00
Perfiles Zapatas definidas para cada perfil que compone la sustentación de señal o panel
ARITZETAN BIDEGIREN BEZEROEN ARRETARAKO EREMUAREN SEINALEZTAPENAREN ERAIKUNTZA PROIEKTUAPROYECTO DE CONSTRUCCIŁN DE LA SEÑALIZACIŁN DEL ˘REA DE ATENCIŁN AL CLIENTE DE BIDEGI EN ARITZETA
CÁLCULO DE SOPORTE Y CIMENTACIÓN DE SEÑALES DE CÓDIGO DE LA SERIE "B"
h= (1-sen/1+sen)
0,5 0,333333333
Tipo señalNº
postesSuperficie
Superf. cálculo
Esfuerzo puntual: E
Altura libre
Brazo actuante
MomentoMomento mayorado
Módulo necesario
Perfil Tipo de cimentación a b h
Tensión sobre el terreno
Seguridad al deslizamiento
Empuje del empotramiento de
la zapata
Seguridad al vuelco
ud m2 m2 kN ml ml kN.m kN.m cm3 m m m kN kN t< 0,25 N/mm2 Csd >1,5 Eh=.H2h/2 Csv>1,15SEÑALES DE CÓDIGOTriangular (L=1.350 mm) 1 0,790 0,790 0,57 1,80 2,19 1,243 1,865 7,17 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,033 12,156 1,707 5,722Triangular invertida (L=1,350 mm) 1 0,790 0,790 0,57 1,80 2,58 1,467 2,201 8,46 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,036 12,156 1,707 4,848Circular (D=900 mm) 1 0,636 0,636 0,46 1,80 2,25 1,031 1,546 5,95 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,057 6,602 1,067 2,207Octogonal (D=900 mm) 1 0,661 0,661 0,48 1,80 2,25 1,071 1,606 6,18 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,059 6,354 1,067 2,124Cuadrada (D=900 mm) 1 0,810 0,810 0,58 1,80 2,25 1,312 1,968 7,57 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,067 5,185 1,067 1,734Rectangular (900x1350) 1 1,215 1,215 0,87 1,80 2,48 2,165 3,248 12,49 100.50.3 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,044 7,901 1,707 3,285Individual + placa 1 1,330 1,330 0,96 1,80 2,88 2,757 4,136 15,91 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,050 7,219 1,707 2,580Dos señales 1 1,600 1,600 1,15 1,80 2,60 2,995 4,492 17,28 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,053 6,001 1,707 2,375Dos señales + placa 1 2,140 2,140 1,54 1,80 2,75 4,237 6,355 24,44 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,067 4,487 1,707 1,679Panel sencillo 2 0,640 0,320 0,23 1,20 1,40 0,323 0,484 1,86 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,031 13,125 1,067 7,053Panel doble 2 1,280 0,640 0,46 1,20 1,68 0,772 1,158 4,45 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,048 6,563 1,067 2,947Panel triple 2 1,920 0,960 0,69 1,20 1,95 1,348 2,022 7,78 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,069 4,375 1,067 1,688Hito kilométrico 1 0,744 0,744 0,54 1,20 1,82 0,975 1,462 5,62 100.50.3 A 0,7 0,5 0,8 6,72 8,94 0,055 5,645 1,067 2,333Señal fluorescente 1 2,100 2,100 1,51 1,80 2,42 3,659 5,489 21,11 120.80.4 B 1 0,8 0,8 15,36 20,43 0,060 4,571 1,707 1,944
Coeficiente de rozamiento suelo hormigón: Perfil Inercia Módulo a b h V Peso: Nm m m m3 kN
Tipo de suelo Coeficiente100.50.3 35,6 14,20 A 0,7 0,5 0,8 0,280 6,720
0,55 120.80.4 155 38,80 B 1 0,8 0,8 0,640 15,3600,45 120.100.4 260 57,00 C 1,3 1,2 0,8 1,248 29,9520,350,60
Según artículo 2.1 Hipótesis de Cálculo de la "Norma UNE 135.311:2008, 5 ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN PARA CARTELES LATERALES". Se ha considerado la carga de viento indicada en la Norma UNE-EN 12899-1,
considerando WL2, admitiendo la presión dinámica del viento de 600 N/m2, Con cf= 1,2
Zapatas definidas para cada perfil que compone la sustentación de señalPerfiles
Condiciones a cumplir
Peso de la zapata: N
Roca sana con superficie rugosa
Arenas sin limosArenas limosasLimos