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Memoria de cálculo estructural

MADRID2GOInés Melón Izco 13269

Máster Habilitante de ArquitecturaEscuela Técnica Superior de Arquitectura

Universidad Politécnica de MadridAula A

Tutor estructuras: Jaime CerveraJunio 2019

ÍNDICE

1. Descripción y justificación de la solución estructural adoptada 2. Evaluación de acciones gravitatorias y viento 3. Predimensionado de la estructura que no se va a calcular en detalle

3.1 Forjados unidireccionales 3.2 Vigas

3.2.1 Vigas de hormigón 3.2.2 Vigas de acero 3.2.3 Vigas de madera

3.3 Soportes 3.3.1 Soportes de hormigón 3.3.2 Soportes de acero 3.3.3 Soportes de madera

3.4 Cimentación 3.4.1 Zapatas aisladas 3.4.2 Micropilotes

4. Análisis y dimensionado de forjados unidireccionales

4.1 Acciones y definición geométrica 4.2 Análisis 4.3 Dimensionado a momento flector y a esfuerzo cortante

5. Análisis y dimensionado de pórticos 5.1 Acciones consideradas 5.2 Análisis e hipótesis consideradas 5.3 Vigas

5.3.1 Vigas de hormigón 5.3.2 Vigas de madera

5.4 Soportes 5.4.1 Soportes de hormigón 5.4.2 Soportes de madera

5.5 Cimentación por micropilotes

MADRID2GO_TFM ETSAM Junio 2019_Inés Melón Izco

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1. Descripción y justificación de la solución estructural adoptada

El proyecto se divide en dos partes: el edificio de la estación y el del mercado, unidos por la cubierta, que se encuentra con la cota de calle en la entrada de la estación cubriendo parte del espacio público que albergará un mercado temporal.

En el edificio de la estación, la estructura en la planta de los andenes es de hormigón prefabricado. El forjado es de losa alveolar. En la planta baja la estructura es de madera laminada, ya que es uno de los materiales más sostenibles y este es un objetivo importante del proyecto. La cubierta es de panel sándwich de madera y con un acabado de tarima ipé de madera para exterior. En la cubierta encontramos zonas vegetales con cultivos que necesitan un espesor bajo de tierra. Es transitable en algunos de sus puntos. Esta va a ser la zona a desarrollar.

En el edificio del mercado la estructura de la planta baja y la primera es de madera. El parking subterráneo es de hormigón prefabricado. Esta parte del proyecto no se va a desarrollar en detalle.

La unión de ambos edificios se realiza mediante una pasarela que cuelga de la cubierta que los une.

La estructura de la estación se divide en 4 partes separadas por juntas de dilatación en la planta de andenes. La primera corresponde al intercambiador de autobuses, y las otras 3 siguen un ritmo de 4 núcleos de comunicación. Los pilares son de sección variable para reducir el canto de las vigas. Estas vigas, en la dirección transversal son de canto, siendo constante en el vano central y variable en los voladizos. Las losas alveolares van apoyadas en las vigas de canto. Para dar estabilidad a esta estructura se añade una segunda familia de vigas secundarias que van en la dirección longitudinal de la estación, sobre los pilares. Las luces entre pilares son 15 metros en la longitud transversal y 7.5 metros a ambos lados de voladizo. En el otro sentido, van siguiendo un ritmo de 5.5 y 9.5 metros.

La estructura de la planta baja, de madera, tiene unas uniones de tipo rígidas. Esto evita el uso de arriostramientos, aunque las fachadas de muro cortina van a tener un sistema de cables que arriostrarán frente al viento predominante del noreste. Las luces en este caso son en el sentido transversal 7.5 – 15 – 7.5 entre pilares. Las vigas principales, que van en el sentido longitudinal tienen luces de 5.5 y 9.5 metros y separación de 7.5 metros. Esto se consigue introduciendo una viga tipo Fink en el vano central de 15 metros que permite el apoyo de una viga longitudinal intermedia que reduzca la luz de 15 metros a la mitad. En las luces de 7.5 metros también se coloca una viga transversal secundaria. Las correas, perpendiculares a las vigas principales, se colocan sobre estas para apoyar los paneles sándwich de madera.

2. Evaluación de acciones gravitatorias y viento Acciones gravitatorias:

Cubierta estación y mercado: - Carga permanente:

o Panel sándwich de madera: 1.00 kN/m2 o Tarima de madera: 1.00 kN/m2 o Tierra vegetal: 20 kN/m3

- Carga variable: o Nieve: 0.6 KN/m2 o Sobrecarga de uso: 5.0 KN/m2

Cubierta marquesinas: - Carga permanente:

o Chapa de zinc: 1.00 kN/m2 - Carga variable:

o Nieve: 0.6 KN/m2


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Plantas baja estación: - Carga permanente:

o Placa alveolar 30.7: 4.0 KN/m2 o Pavimento de madera, cerámico: 1.0 KN/m2 o Muro cortina: 1.5 kN/m

- Carga variable: o Sobrecarga de uso: 5.0 KN/m2

Plaza pavimentada: - Carga permanente:

o Forjado unidireccional, grueso total <0,30 m: 4.0 KN/m2 o Placas de piedra: 1.5 kN/m2

- Carga variable: o Sobrecarga de uso: 5.0 KN/m2 o Nieve: 0.6 KN/m2

Plantas andenes mercado: - Carga permanente:

o Placa alveolar: 4.0 KN/m2 o Pavimento de madera, cerámico: 1.0 KN/m2 o Muro cortina: 1.5 kN/m o Tabiquería: 3 kN/m


Plantas baja mercado: - Carga permanente:

o Forjado madera: 2.0 KN/m2 o Pavimento de madera, cerámico: 1.0 KN/m2 o Tabiquería: 3 kN/m


Valor de cálculo mayorado de las acciones: Cubierta estación y mercado: qd = 15.2 kN/m2

Cubierta mercado temporal: qd = 11 kN/m2

Cubierta marquesinas: qd = 2.8 kN/m2

Planta baja estación: qd = 14.2 kN/m2

Fachada muro cortina: qd = 2 kN/m Plaza pavimentada: qd = 15.8 kN/m2

Planta andenes mercado: qd = 14.2 kN/m2

Fachada muro cortina: qd = 2 kN/m Tabiquería: qd = 4 kN/m Plantas baja mercado: qd = 11.5 kN/m2

Tabiquería: qd = 4 kN/m


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Viento: Valor presión dinámica del viento: qb = 0.42 kN/m2

Coeficientes de exposición ce a la altura del forjado de:

- Cubierta 10.5 + 7 metros: ce = 2.2 - Cubierta 6.5 + 7 metros: ce = 2.0 - Cubierta 12.5 metros: ce = 1.9 - Cubierta 10.5 metros: ce = 1.8 - Cubierta 7.5 metros: ce = 1.5 - Cubierta 5.5 metros: ce = 1.4 - Forjado planta baja 7 metros: ce = 1.5

Se calcula la acción del viento tanto en la dirección norte-sur como la dirección oeste-este. En la dirección norte-sur el viento afecta desde la cota -7 metros. En la dirección oeste-este sólo afecta a la cubierta teniendo en cuenta la altura desde la cota 0. 1. Coeficientes de presión y succión cp cuando el viento sopla perpendicularmente a las fachadas de mayor longitud (232 m).

- Presión: cp = 0.7 - Succión: cp = - 0.4

Se calcula el pórtico 18. Se tiene en cuenta que los pórticos extremos tienen una rigidez mitad que los pórticos interiores ante la acción horizontal del viento. Área cubierta 10.5 m = 232· 10.5 = 2436 m2 Área cubierta 5.5 m = 232· 5.5 = 1276 m2

Área forjado planta baja 7 m = 7· 187 = 1309 m2

- Cubierta 10.5 m: Fk = 47.7 kN - Cubierta 5.5 m: Fk = 22.7 kN - Forjado planta baja 7 m: Fk = 17.5 kN

Valor mayorado de la carga de viento:

- Cubierta 10.5 m: Fk = 71.6 kN - Cubierta 6.5 m: Fk = 34.1 kN - Forjado planta baja 7 m: Fk = 26.2 kN

2. Coeficientes de presión y succión cp cuando el viento sopla perpendicularmente a las fachadas de menor longitud (31 m).

- Presión: cp = 0.8 - Succión: cp = - 0.56

Se calcula el pórtico I entre los ejes 16-23. Se tiene en cuenta que los pórticos extremos tienen una rigidez mitad que los pórticos interiores ante la acción horizontal del viento. Área cubierta 10.5 m = 31· 10.5 = 325.5 m2

Área cubierta 5.5 m = 31· 5.5 = 170.5 m2

- Cubierta 10.5 m: Fk = 98.4 kN - Cubierta 5.5 m: Fk = 10.1 kN

Valor mayorado de la carga de viento:

- Cubierta 10.5 m: Fk = 147.6 kN - Cubierta 5.5 m: Fk = 60.1 kN


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3. Predimensionado de la estructura que no se va a calcular en detalle 3.1 Forjados unidireccionales

Forjado del intercambiador de autobuses. Se toma el tramo comprendido entre los ejes C-D y 4-5 ya que las luces son similares en todo el espacio y la carga es superior en las zonas bajo la plaza pavimentada.

h = δ1 · δ2 · L/C = 1.5 · 1.06 · 7.5/45 = 0.26 m δ1 = (qk/7)0.5 = (15.8/7)0.5 = 1.50 δ2 = (L/6)0.25 = (7.5/6) 0.25 = 1.06 C = 45 h = 300 mm Losa alveolar de 30 cm de canto.


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Forjado del aparcamiento subterráneo bajo el mercado. Se toma el tramo comprendido entre los ejes K-L y 39-41 ya que las luces son similares en todo el espacio, siendo ésta la máxima, y la carga es superior en las zonas bajo la plaza pavimentada.

h = δ1 · δ2 · L/C = 1.2 · 1.26 · 15/45 = 0.5 m δ1 = (qk/7)0.5 = (10/7)0.5 = 1.20 δ2 = (L/6)0.25 = (15/6) 0.25 = 1.26 C = 45 h = 500 mm Losa alveolar de 50 cm de canto. Forjado de planta baja del mercado de madera Lignatur LFE. Se escogerá utilizando el catálogo correspondiente para un forjado.


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Por momentos y cortantes (primer diagrama) se obtiene un canto mínimo de 120 mm y por flecha (segundo diagrama) un canto de 280 mm. Se colocan de manera que la longitud sea 7.5 metros en todos los casos, ya que con luces de 9.5 no cumple con el canto máximo. El ancho es de un máximo de 1 metro. Por tanto, el tablero seleccionado será de 280 mm de canto. 3.2 Vigas 3.2.1 Vigas de hormigón

Forjado del intercambiador de autobuses. Calculamos primero la viga del pórtico B, vano 1-4, ya que es el vano de mayor luz y todos los pórticos son iguales, con una carga ligeramente superior bajo la plaza pavimentada. Las vigas van a ser de canto, ya que tenemos una altura libre de 7 metros (con 4-5 metros sería suficiente) y las luces son grandes para evitar pilares en determinadas zonas.

- PÓRTICO B, VANO 1-4 h = L/20 = 20.5/20 = 1.03 m h = 1100 mm h = 1300 mm canto decidido qd = (7.5+7.5)/2· (7.4+8.4)·1.1= 130.6 kN/m Md = 130.6· 20.52/18 = 3048 kN·m µ = 0.25 à 0.25 = 3048 · 106 / ((1300-40)2 · b · 30/1.5) à b ≈ 400 mm VIGAS 400x1300 mm

También calculamos el pórtico B, vano 4-5 como viga tipo del intercambiador bajo la plaza. Las vigas van a ser de canto, ya que tenemos una altura libre de 7 metros (con 4-5 metros sería suficiente).


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- PÓRTICO B, VANO 4-5 h = L/20 = 9.5/20 = 0.48 m h = 530 mm h = 800 mm canto decidido qd = (7.5+7.5)/2· (7.4+8.4)·1.1= 130.6 kN/m Md = 130.6· 9.52/18 = 884 kN·m µ = 0.25 à 0.25 = 884 · 106 / ((1000-40)2 · b · 30/1.5) à b ≈ 250 mm VIGAS 250x800 mm

Por último, calculamos el pórtico G, vano 4-5 como viga tipo del intercambiador bajo la estación. Las vigas van a ser de canto, ya que tenemos una altura libre de 7 metros (con 4-5 metros sería suficiente). Se coloca una viga entre los pórtico G-I para reducir la distancia de 15 metros a 7.5 e igualar todas las separaciones entre vigas.

- PÓRTICO G, VANO 4-5 h = L/20 = 9.5/20 = 0.48 m h = 530 mm h = 800 mm canto decidido qd = (7.5+7.5)/2· (6.8+7.5)·1.1= 117.5 kN/m Md = 117.5· 9.52/18 = 590 kN·m µ = 0.25 à 0.25 = 590 · 106 / ((1000-40)2 · b · 30/1.5) à b ≈ 250 mm VIGAS 250x800 mm

Forjado del aparcamiento subterráneo bajo el mercado. Las vigas tienen una luz de 7.5 metros en todo el espacio. Se calculan dos pórticos, uno con la carga del mercado y otro de la plaza pavimentada.

- PÓRTICO 39, VANO F-G

h = L/20 = 7.5/20 = 0.38 m h = 420 mm h = 750 mm canto decidido qd = (15+15)/2· 14.2·1.1= 235 kN/m Md = 235· 7.52/18 = 734 kN·m µ = 0.25 à 0.25 = 590 · 106 / ((750-40)2 · b · 30/1.5) à b ≈ 350 mm VIGAS 350x750 mm


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- PÓRTICO 39, VANO M-N h = L/20 = 7.5/20 = 0.38 m h = 420 mm h = 750 mm canto decidido qd = (15+15)/2· 15.8·1.1= 261 kN/m Md = 261· 7.52/18 = 816 kN·m µ = 0.25 à 0.25 = 816 · 106 / ((750-40)2 · b · 30/1.5) à b ≈ 350 mm VIGAS 350x750 mm 3.2.2 Vigas de acero

Para el dimensionado de la estructura metálica de las marquesinas se van a utilizar las hojas de cálculo siguientes.

- Pórtico AA, voladizos extremos de 1.5 metros de luz y viga interior de 5.5 metros de luz.

Se utiliza en todo el pórtico 2UPN 180 porque no se encuentra UPN 170 en el prontuario

consultado.

- Pórtico 18, vano AB-AC. Estas vigas son de 10 metros de luz excepto en el tramo más cercana a la estación y en los de final de andén que se reducen, pero calculamos para la luz máxima y más común que es 10 metros. Se utilizan 2UPN 220.

3.2.3 Vigas de madera Para las vigas de madera como la modulación es similar en la estación y en el mercado se

usarán las secciones que obtengamos del cálculo de la zona de la estación para todo el conjunto.


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3.3 Soportes 3.3.1 Soportes de hormigón Soportes del intercambiador de autobuses Soportes interiores 250x250 Nd = 1 · 250 · 250 · (30 ·10-3)/1.5 = 1250 kN 300x400 Nd = 1 · 250 · 300 · (30 ·10-3)/1.5 = 2400 kN 300x600 Nd = 1 · 250 · 350 · (30 ·10-3)/1.5 = 3600 kN

- SOPORTE 4G-4I-5G-5I-6G-6I-7G-7I

v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd baja = (7.5+15)/2 · (20.5+9.5)/2 · 3.6· 1.1 = 668 kN Nd andenes = (7.5+15)/2 · (20.5+9.5)/2 · 14.2· 1.1 = 2645 kN Planta andenes = 3313 kN à 300x600 Amín = 0.004 · 300 · 600 = 720 mm2 à 4φ16

- SOPORTE 4B-4C-4D-4E-4F-4J-4K-4L-4M-4N v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd andenes = (7.5+7.5)/2 · (20.5+9.5)/2 · 15.8 · 1.1 = 1958 kN Planta andenes = 1958 kN à 300x400 Amín = 0.004 · 300 · 400 = 480 mm2 à 4φ16

- SOPORTE 5B-5C-5D-5E-5F-5J-5K-5L-5M-5N-6B-6C-6D-6E-6F-6J-6K-6L-6M-6N-7B-7C-7D-7E-7F-7J-7K-7L-7M-7N

v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd andenes = (7.5+7.5)/2 · (5.5+9.5)/2 · 15.8 · 1.1 = 979 kN Planta andenes = 979 kN à 250x250 Amín = 0.004 · 250 · 250 = 250 mm2 à 4φ12


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Soportes aparcamiento subterráneo bajo mercado Soportes interiores 300x350 Nd = 1 · 250 · 250 · (30 ·10-3)/1.5 = 2100 kN 350x350 Nd = 1 · 250 · 300 · (30 ·10-3)/1.5 = 2450 kN

- SOPORTE 37D-37G-37K-37L-37M-37N-37Ñ-37O-37P-37Q-37R-39C-39D-39G-39K-39L-39M-39N-39Ñ-39O-39P-39Q-39R-41C-41D-41G-41K-41L-41M-41N-41Ñ-41O-41P-41Q-41R-43C-43D-43G-43K-43L-43M-43N-43Ñ-43O-43P-43Q-43R-44C-44D-44G-44K-44L-44M-44N-44Ñ-44O-44P-44Q-44R

v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd aparcamiento = (7.5+7.5)/2 · (15+15)/2 · 15.8 · 1.1 = 1958 kN Planta aparcamiento = 1958 kN à 300x350 Amín = 0.004 · 300 · 350 = 420 mm2 à 4φ12

- SOPORTE 37E-37F-37H-37I-39E-39F-39H-39I-41E-41F-41H-41I-43E-43F-43H-43I-44E-44F-44H-44I

v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd primera mercado = (9.5+5.5)/2 · (7.5+15)/2 · 3.6 · 1.1 = 330 kN Nd baja mercado = (9.5+5.5)/2 · (7.5)/2 · 11.5 · 1.1 = 355 kN Nd aparcamiento = (7.5+7.5)/2 · (15+15)/2 · 14.2 · 1.1 = 1760 kN Planta aparcamiento = 2445 kN à 350x350 Amín = 0.004 · 350 · 350 = 490 mm2 à 4φ16

- SOPORTE 37J-39J-41J-43J-44J v= Nd /(a· b· fcd) ≈ 1 Nd pasarela = (9.5+5.5)/2 · (7.5)/2 · 11.5 · 1.1 = 355 kN Nd aparcamiento = (7.5+7.5)/2 · (15+15)/2 · 14.2 · 1.1 = 1760 kN Planta aparcamiento = 2115 kN à 350x350 Amín = 0.004 · 350 · 350 = 490 mm2 à 4φ16


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3.3.2 Soportes de acero Para el dimensionado de la estructura metálica de las marquesinas se van a utilizar las hojas

de cálculo siguientes. - Soporte 18 AC

Nd marquesina = (10+10)/2 · (5.5/2+1.5) · 2.8 · 1.1 = 119 kN

Con un soporte de 2UPN 80 sería suficiente, pero se utilizarán 2UPN 180 para que la construcción se facilite al pasar la viga transversal por encima del pilar. 3.3.3 Soportes de madera

Para las vigas de madera como la modulación es similar en la estación y en el mercado se usarán las secciones que obtengamos del cálculo de la zona de la estación para todo el conjunto.

3.4 Cimentación Para el muro perimetral del intercambiador que tiene 30 cm se propone una zapata corrida de 90 cm de ancho y 30 centímetros de canto. 3.4.1 Zapatas aisladas

Se predimensionan las zapatas de los pilares que se han predimensionado anteriormente, teniendo en cuenta una tensión admisible del terreno de 250 kN/m2.

- SOPORTE 4G-4I-5G-5I-6G-6I-7G-7I Nd = 3313 kN Nk = 2366 kN A = 3.0 x 3.0 m h = 0.7 m

- SOPORTE 4B-4C-4D-4E-4F-4J-4K-4L-4M Nd = 1958 kN Nk = 1398 kN A = 2.4 x 2.4 m h = 0.6 m

- SOPORTE 5B-5C-5D-5E-5F-5J-5K-5L-5M-6B-6C-6D-6E-6F-6J-6K-6L-6M-7B-7C-7D-7E-7F-7J-7K-7L-7M

Nd = 979 kN Nk = 699 kN A = 1.7 x 1.7 m h = 0.4 m

- SOPORTE 37D-37G-37K-37L-37M-37N-37Ñ-37O-37P-37Q-37R-39C-39D-39G-39K-39L-39M-39N-39Ñ-39O-39P-39Q-39R-41C-41D-41G-41K-41L-41M-41N-41Ñ-41O-41P-41Q-41R-43C-43D-43G-43K-43L-43M-43N-43Ñ-43O-43P-43Q-43R-44C-44D-44G-44K-44L-44M-44N-44Ñ-44O-44P-44Q-44R

Nd = 1958 kN Nk = 1398 kN A = 2.4 x 2.4 m h = 0.6 m


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- SOPORTE 37E-37F-37H-37I-39E-39F-39H-39I-41E-41F-41H-41I-43E-43F-43H-43I-44E-44F-44H-44I

Nd = 2445 kN Nk = 1746 kN A = 2.7 x 2.7 m h = 0.7 m

- SOPORTE 37J-39J-41J-43J-44J Nd = 2115 kN Nk = 1510 kN A = 2.5 x 2.5 m h = 0.6 m

- SOPORTE -1B, -1C, -1D, -2B, -2C, -2D, -3B, -3C, -3D, -4B, -4C, -4D, -5B, -5C, -5D, -6B, -6C, -6D, -6E, -6F, -7B, -7C, -7D, -7E, -7F, -8B, -8C, -8D, -8E, -8F, -8G

Nd = 165 kN Nk = 114 kN A = 0.7 x 0.7 m h = 0.4 m 3.4.2 Micropilotes

La cimentación de los pilares de las marquesinas se hace mediante micropilotes, como los pilares de hormigón de la estación, ya que deben ir por debajo del andén que existe actualmente. El proceso más detallado se explica en el apartado 5.5 en el cálculo de los micropilotes mencionados.

- SOPORTES MARQUESINAS Nd = 60 kN

Nc,Rd =(0.85· Ac · fcd + As · fsd + Aa · fyd)· R/(1.2 · Fe)=(0.85 · 10261 · 16.67 + 0 + 774 · 213)· 1/(1.2 · 1) = 259002 N ≈ 259 kN > 60 kN

Se utiliza un encepado con dos micropilotes de 114.3 milímetros de diámetro (120

milímetros de diámetro de perforación) bajo cada soporte. La armadura tubular elegida tiene un diámetro exterior de 60.3 mm. En encepado tendrá unas dimensiones de 1.1 x 0.7 metros y un canto de 0.4 metros, consiguiendo un encepado rígido. 4. Análisis y dimensionado de forjados unidireccionales 4.1. Acciones y definición geométrica

- FORJADO 1 (FORJADO DE TECHO DE PLANTA DE ANDENES (LOSA ALVEOLAR))

- FORJADO 2 (CUBIERTA (PANEL SÁNDWICH DE MADERA))


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4.2. Análisis El método de cálculo utilizado es un cálculo plástico. FORJADO 1 MOMENTO FLECTOR M16 = q· l2/11.66 · ¼ = 11.1 kN·m M16-17= q· l2/11.66 = 44.4 kN·m M17 = 96.5 kN·m M17-18 = q· l2/16 = 96.5 kN·m M18 = 96.5 kN·m M18-19 = q· l2/16 = 32.3 kN·m M19 = 96.5 kN·m M19-20 = q· l2/11.66 = 96.5 kN·m M20 = 96.5 kN·m M20-21 = q· l2/11.66 = 32.3 kN·m M21 = 96.5 kN·m M21-22 = q· l2/11.66 = 96.5 kN·m M22 = 96.5 kN·m M22-23 = q· l2/11.66 = 44.4 kN·m M23 = q· l2/11.66 · ¼ = 11.1 kN·m

ESFUERZO CORTANTE Se calculan los esfuerzos cortantes a cara de viga. Apoyo 16: Vd = 31.5 kN/losa

Vu2 = 28.9 kN/losa Apoyo 17 (vano 16-17) Vd = 62.5 kN/losa


Vu2 = 78.7 kN/losa Apoyo 18 (vano 17-18) Vd = 81.2 kN/ losa






Vu2 = 44.5 kN/losa Apoyo 21 (vano 20-21) Vd = 47.0 kN/losa Vu2 = 44.5 kN/losa Apoyo 21 (vano 21-22) Vd = 81.2 kN/losa

Vu2 = 78.7 kN/losa


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Apoyo 22 (vano 21-22) Vd = 81.2 kN/losa Vu2 = 78.7 kN/losa

Apoyo 22 (vano 22-23) Vd = 62.5 kN/losa Vu2 = 60.0 kN/losa

Apoyo 23: Vd = 31.5 kN/losa Vu2 = 28.9 kN/losa

FORJADO 2 MOMENTO FLECTOR M16 = q· l2/11.66 · ¼ = 5.4 kN·m M16-17= q· l2/11.66 = 21.6 kN·m M17 = 47 kN·m M17-18 = q· l2/16 = 47 kN·m M18 = 47kN·m M18-19 = q· l2/16 = 15.8 kN·m M19 = 47 kN·m M19-20 = q· l2/11.66 = 47kN·m M20 = 47 kN·m M20-21 = q· l2/11.66 = 15.8 kN·m M21 = 47 kN·m M21-22 = q· l2/11.66 = 47 kN·m M22 = 47 kN·m M22-23 = q· l2/11.66 = 21.6 kN·m M23 = q· l2/11.66 · ¼ = 5.4 kN·m

ESFUERZO CORTANTE Se calculan los esfuerzos cortantes a cara de viga. Apoyo 16: Vd = 14.4 kN/panel Apoyo 17 (vano 16-17) Vd = 30.5 kN/panel Apoyo 17 (vano 17-18) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 18 (vano 17-18) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 18 (vano 18-19) Vd = 22.9 kN/panel Apoyo 19 (vano 18-19) Vd = 22.9 kN/panel Apoyo 19 (vano 19-20) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 20 (vano 19-20) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 20 (vano 20-21) Vd = 22.9 kN/panel Apoyo 21 (vano 20-21) Vd = 22.9 kN/panel Apoyo 21 (vano 21-22) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 22 (vano 21-22) Vd = 39.6 kN/panel Apoyo 22 (vano 22-23) Vd = 30.5 kN/panel Apoyo 23: Vd = 14.4 kN/panel


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4.3. Dimensionado a momento flector y a esfuerzo cortante Como se utiliza un forjado prefabricado de losa alveolar se comprueba que cumpla el

momento y cortante máximos del catálogo siguiente:

Cubierta de panel sándwich de madera tanto en la estación como en el mercado. Se

utilizará un espesor de 10+140+15 mm. La carga máxima es de 19.52 kN/m2, superior a la carga máxima que es de 15 kN/m2, teniendo en cuenta que fuese vegetal toda la cubierta, del lado de la seguridad.


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5. Análisis y dimensionado de pórticos 5.1. Acciones consideradas PÓRTICO 18 Carga permanente

Carga variable


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PÓRTICO I Carga permanente

Carga variable

5.2. Análisis e hipótesis consideradas • Análisis Para el análisis de los pórticos será necesario considerar cinco hipótesis de carga para E.L.U.:

• HIPÓTESIS I: carga permanente + uso (gG Gk +�gQ Qk)�

• HIPÓTESIS IIa: carga permanente + uso como acción variable determinante + viento en un sentido (gG Gk + gQ Qk + ψ0 gQ Wk)

• HIPÓTESIS IIb: carga permanente + uso + viento en un sentido como acción variable determinante (gG Gk + ψ0�gQ Qk + gQ Wk)

• HIPÓTESIS IIIa: carga permanente + uso como acción variable determinante + viento en el otro sentido

(gG Gk +�gQ Qk + ψ0�gQ (-Wk)) • HIPÓTESIS IIIb: carga permanente + uso + viento en el otro sentido como acción

variable determinante

(gG Gk +�ψ0�gQ Qk+�gQ (-Wk))


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PÓRTICO 18 Diagrama de axiles pórtico 18. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.

Diagrama de momentos pórtico 18. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.


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Diagrama de cortantes pórtico 18. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.

PÓRTICO I Diagrama de axiles pórtico I. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.


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Diagrama de momentos pórtico I. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.

Diagrama de cortantes pórtico I. Hipótesis IIIa: carga permanente + carga de uso como acción variable determinante + viento en un sentido.

5.3. Vigas 5.3.1 Vigas de hormigón • Dimensionado a momento flector y a esfuerzo cortante Se dimensionan las vigas utilizando un análisis elástico-lineal. Siguiendo las instrucciones de la EHE-08 correspondientes al “Estado Límite Último de agotamiento resistente a tensión normal (Momento flector)”, calculamos la armadura longitudinal necesaria. Se va a utilizar una armadura activa pretensada de acero Y 1570 C, armadura pasiva B500S y hormigón prefabricado HP-45.


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- PÓRTICO 18 (Vigas 300x1300 con canto variable en los voladizos llegando a 300x300)

Armado longitudinal Armado superior: 2 barras f12 mm de montaje, que no entran en la zona donde se apoya la viga secundaria perpendicular; otras 2 barras f12 mm de montaje en el centro de la viga por el gran canto de ésta. Armado inferior: 2 barras f12 mm de montaje. Armadura de montaje: 678 mm2 Armado superior sobre apoyo 18F: 252 mm2 à con la armadura pasiva es suficiente Armado superior sobre apoyo 18G: 1315 mm2 à 17 Φ 10 à como los tubos son de 7 redondos, se van a utilizar 2 tubos de 7 Φ 10 que supone 1092 mm2 añadido a la armadura pasiva Armado superior sobre apoyo 18I: 1315 mm2 à 17 Φ 10 à como los tubos son de 7 redondos, se van a utilizar 2 tubos de 7 Φ 10 que supone 1092 mm2 añadido a la armadura pasiva Armado superior sobre apoyo 18J: 252 mm2 à con la armadura pasiva es suficiente Armado inferior vano F-G: 1092 mm2 à 14 Φ 10 à 2 tubos de 7 Φ 10 Armado inferior vano G-I: 546 mm2 à con la armadura pasiva es suficiente Armado inferior vano I-J: 546 mm2 à con la armadura pasiva es suficiente Armadura mínima 300x1300: 1092 mm2

Armadura mínima 300x650: 546 mm2

Armadura mínima 300x300: 252 mm2 Longitud de anclaje de las barras f 12: lb = 0.45 m Armado transversal Valores de cálculo del máximo esfuerzo cortante Vd para la definición de los cercos y armadura a cortante At Apoyo 18F Vd = 64 KN Apoyo 18G (vano F-G) Vd = 558 KN At = 1 mm2/mm Apoyo 18G (vano G-I) Vd = 557 KN At = 1 mm2/mm Apoyo 18I (vano G-I) Vd = 700 KN At = 1.3 mm2/mm Apoyo 18I (vano I-J) Vd = 596 KN At = 1 mm2/mm Apoyo 18J Vd = 25 KN Armadura mínima a cortante: Cuantía mínima: At = 0.26 mm2/mm Armadura mínima 2cf6mm/st: st = 400 mm


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Armadura mínima cf6mm/st: st = 200 mm Definición de su armado con 2cφ6mm/st Apoyo 18G (vano F-G) Longitud desde el eje del soporte L = 3 m Separación entre cercos: st = 110 mm Apoyo 18G (vano G-I) Longitud desde el eje del soporte L = 3 m Separación entre cercos: st = 110 mm Apoyo 18I (vano G-I) Longitud desde el eje del soporte L = 4.4 m Separación entre cercos: st = 90 mm Apoyo 18I (vano I-J) Longitud desde el eje del soporte L = 3.4 m Separación entre cercos: st = 100 mm

- PÓRTICO I (Vigas secundarias 300x300) Armado longitudinal Armado superior: 2 barras f10 mm de montaje en la zona superior. Armado inferior: 2 barras f10 mm de montaje en la zona inferior. Armado superior sobre apoyo 16I: 405 mm2 à 6 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 17I: 319 mm2 à 5 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 18I: 350 mm2 à 5 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 19I: 304 mm2 à 5 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 20I: 369 mm2 à 5 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 21I: 312 mm2 à 5 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 22I: 405 mm2 à 6 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 Armado superior sobre apoyo 23I: 463 mm2 à 6 Φ10 à 1 tubo de 7 Φ 10 El momento en el centro de cada vano es ≈ 0, así que no es necesaria armadura. Armadura mínima 300x300: 252 mm2

Longitud de anclaje de las barras f 10: lb = 0.40 m Armado transversal Valores de cálculo del máximo esfuerzo cortante Vd para la definición de los cercos y armadura a cortante At Apoyo 16I Vd = 38 KN Apoyo 17I (vano 16-17) Vd = 38 KN Apoyo 17I (vano 17-18) Vd = 13 KN Apoyo 18I (vano 17-18) Vd = 13 KN Apoyo 18I (vano 18-19) Vd = 35 KN Apoyo 19I (vano 18-19)


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Vd = 35 KN Apoyo 19I (vano 19-20) Vd = 12 KN Apoyo 20I (vano 19-20) Vd = 12 KN Apoyo 20I (vano 20-21) Vd = 35 KN Apoyo 21I (vano 20-21) Vd = 35 KN Apoyo 21I (vano 21-22) Vd = 11 KN Apoyo 22I (vano 21-22) Vd = 11 KN Apoyo 22I (vano 22-23) Vd = 44 KN Apoyo 23I Vd = 44 KN Armadura mínima a cortante: Cuantía mínima: At = 0.25 mm2/mm Armadura mínima 2cf6mm/st: st = 300 mm 5.3.2 Vigas de madera Madera laminada encolada homogénea GL36h. Características:

- Tensión normal característica = 3.6 kN/cm2 - Tensión normal de cálculo = 3.6/1.25 = 2.88 kN/cm2 - Tensión tangencial = 0.43 kN/cm2 - Módulo elástico = 1.47 · 107 kN/m2

Viga principal longitudinal pórtico I vano 21-22 (9.5 metros) 30x70

Comprobación a cortante B ≥ Vmáx/fv ≥ 383/0.43 = 890 cm2 BEL = 2/3 · S à S = 1336 cm2 b = 30 cm à h = 45 cm Cumple 45 < 70 Comprobación a momento W ≥ Mmáx/f = 45800/2.88 = 15902 cm3 I = (30·703)/12 = 857500 cm4 WEL = I/d = 857500/(70/2) = 24500 cm3 Cumple WEL > W à 24500 > 15902 Comprobación a flecha q = 10.6 kN/m2 · (7.5 m + 7.5 m) /2 = 79.5 kN/m Lvano = 9.5 m I = 8.6 · 10-3 m4 M1 = -390 kN· m M2 = -458 kN· m


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∂vano = ((5 · q · L4)/(384 · E · I)) – (((M1 + M2) · L2)/(16 · E · I)) = ((5·79.5 · 9.54)/(384 · 1.47 · 107 · 8.6 · 10-3)) – (((-390 -458) · 9.52)/(16 · 1.47 · 107 · 8.6 · 10-3)) = 0.027 m ∂admisible = L/300 = 9.5/300 = 0.032 m Cumple ∂vano < ∂admisible à 0.027 < 0.03 Viga secundaria transversal pórtico 18 vano G-I. Esta viga es la mayor luz (15 metros) y forma una viga tipo Fink, pero vamos a calcularla como una viga de madera normal. 30x40 Comprobación a cortante B ≥ Vmáx/fv ≥ 25/0.43 = 58 cm2 BEL = 2/3 · S à S = 87 cm2 b = 30 cm à h = 3 cm Cumple 3 < 40 Comprobación a momento W ≥ Mmáx/f = 19300/2.88 = 6701 cm3 I = (30·403)/12 = 160000 cm4 WEL = I/d = 160000/(40/2) = 8000 cm3 Cumple WEL > W à 8000 > 6701 Comprobación a flecha q = 1 kN/m (carga estimada de peso propio ya que estas vigas no soportan la carga de la cubierta) Lvano = 15 m I = 1.6 · 10-3 m4 M1 = -178 kN· m M2 = 193 kN· m ∂vano = ((5 · q · L4)/(384 · E · I)) – (((M1 + M2) · L2)/(16 · E · I)) = ((5 ·1· 154)/(384 · 1.47 · 107 · 1.6 · 10-3)) – (((-178 + 193) · 152)/(16 · 1.47 · 107 · 1.6 · 10-3)) = - 0.009 m ∂admisible = L/300 =15/300 = 0.05 m Cumple ∂vano < ∂admisible à - 0.009 < 0.05 Viga secundaria transversal pórtico 18 vano F-G. Calculamos también esta viga del vano más corto (7.5 metros) porque soporta el peso del lucernario. 30x50 Comprobación a cortante B ≥ Vmáx/fv ≥ 79/0.43 = 183.7 cm2 BEL = 2/3 · S à S = 275.6 cm2 b = 30 cm à h = 9 cm Cumple 9 < 50 Comprobación a momento W ≥ Mmáx/f = 331/2.88 = 11493 cm3 I = (30·503)/12 = 312500 cm4 WEL = I/d = 312500/(50/2) = 12500 cm3 Cumple WEL > W à 12500 > 11493


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Comprobación a flecha q = 1 kN/m (carga estimada de peso propio ya que estas vigas no soportan la carga de la cubierta) Lvano = 7.5 m I = 3.1 · 10-3 m4 M1 = -331 kN· m M2 = 261 kN· m ∂vano = ((5 · q · L4)/(384 · E · I)) – (((M1 + M2) · L2)/(16 · E · I)) = ((5 ·1· 7.54)/(384 · 1.47 · 107 · 3.1 · 10-3)) – (((-178 + 193) · 7.52)/(16 · 1.47 · 107 · 3.1 · 10-3)) = 0.005 m ∂admisible = L/300 =7.5/300 = 0.025 m Cumple ∂vano < ∂admisible à 0.005 < 0.025 Para las correas se utiliza una sección de y una separación máxima de 1.25 metros para que los paneles de cubierta tengan 3 apoyos. Se redondea a una sección de 15x30 en todas las correas, aunque las interiores necesitarían una sección algo menor.

5.4. Soportes 5.4.1 Soportes de hormigón • Dimensionado a flexocompresión recta: armado longitudinal y transversal Armadura simétrica a 2 caras en todos los soportes. SOPORTE 18 I Hipótesis HIIIa Pórtico 18 Planta andenes: Mdsup= 224 kNm Mdinf= 238 kNm Nd = 1450 kN Hipótesis HIIIa Pórtico I Planta andenes: Mdsup= 64 kNm Mdinf= 70 kNm Nd = 193 kN Combinación de valores Planta andenes: Mdsup’= 98 kNm Mdinf’= 199 kNm Nd’ = 1643 kN νsup = 0.37 µsup = 0.09 νinf = 0.14 µinf = 0.03


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- Planta andenes superior: Armadura vertical: 1560 mm2 à 6 Φ20 cercos: Φ 6/250 - Planta andenes inferior: Armadura vertical: 600 mm2 à 6 Φ20 cercos: Φ 6/250

Armadura mínima (300x500): 600 mm2

Armadura mínima (300x1300): 1560 mm2 Solapo entre barras planta andenes – planta baja (enano para anclaje de pilar de madera): ls = 1000 mm àNº cercos Φ 6 = 10/100 mm Se van a utilizar los mismos pilares para los soportes de los andenes bajo la estación, que son los soportes 8G-8I-9G-9I-10G-10I-11G-11I-12G-12I-13G-13I-14G-14I-15G-15I-16G-16I-17G-17I-18G-18I-19G-19I-20G-20I-21G-21I-22G-22I-23G-23I-24G-24I-25G-25I-26G-26I-27G-27I-28G-28I-29G-29I-31G-31I-32G-32I-33G-33I-34G-34I. 5.4.2 Soportes de madera Madera laminada encolada homogénea GL24h. Características:

- Tensión normal característica = 2.4 kN/cm2 - Tensión normal de cálculo = 2.4/1.25 = 1.9 kN/cm2 - Tensión tangencial = 0.27 kN/cm2 - Módulo elástico = 1.16 · 107 kN/m2

SOPORTE 18 I Se va a utilizar una sección sobredimensionada para realizar nudos rígidos y así poder prescindir de arriostramientos. Comprobamos que la sección escogida (30x50) es superior a la mínima. Se utiliza el método ω (CTE). Esta sección se utiliza para los pilares centrales tanto de la estación como del mercado (separados por 15 metros). Lp = L· 0.5 = 10.5 · 0.5 = 5.25 m S = 30 · 50 = 1500 cm2 I = (30 · 503)/12 = 312500 cm4 Radio de giro i = √(I/S) = 14.4 cm Coeficiente de penalización por pandeo ω η = 72 Como Lp/i = 36.4 < 100 à ω =1 + (Lp/(η· i))3 = 1.13 θ = (N/S) · ω = (826/1500) · 1.13 = 0.6 Cumple θ ≤ f à 0.6 ≤ 1.92 SOPORTE 18 F Para facilitar la construcción y que sigan siendo nudos rígidos, los pilares de los extremos separados por luces de 7.5 metros también van a tener la misma sección, comprobamos que cumple. 30x50 Lp = L· 0.5 = 5.5 · 0.5 = 2.75 m S = 30 · 50 = 1500 cm2 I = (30 · 503)/12 = 312500 cm4 Radio de giro i = √(I/S) = 14.4 cm Coeficiente de penalización por pandeo ω η = 72 Como Lp/i = 19 < 100 à ω =1 + (Lp/(η· i))3 = 1.02 θ = (N/S) · ω = (105/1500) · 1.02 = 0.07 Cumple θ ≤ f à 0.07 ≤ 1.9


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5.5. Cimentación por micropilotes

En los pilares sobre los andenes se utilizarán micropilotes. Llegarán hasta el estrato de arena arcillosa con lentejones muy arcillosos. La cota de los andenes, donde se va a cimentar se encuentra a 723 m. La longitud de los micropilotes será de 5 metros quedando por el encima del nivel freático. Nd = 1643 kN Nk = 1174 kN Myd = 230 kNm Mxd = 70 kNm Myk = 164 kNm Mxk = 50 kNm

Se utiliza un encepado con cuatro micropilotes de 133 milímetros de diámetro (140

milímetros de diámetro de perforación) bajo cada soporte. La armadura tubular elegida tiene un diámetro exterior de 73 mm. En encepado tendrá unas dimensiones de 1.2 x 1.2 metros y un canto de 0.4 metros, consiguiendo un encepado rígido. Comprobamos que el micropilote elegido cumple a compresión con el axil máximo que sólo va a soportar uno de los cuatro micropilotes. Comprobamos que no hace falta armadura de barras corrugadas de acero.


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Nmáx pilote = (N/4) + (Mxk · 0.28)/(0.282 + 0. 282 + 0. 282 + 0. 282) + (Myk · 0. 28)/(0. 282 + 0. 282 + 0. 282 + 0. 282) = 296 kN Resistencia estructural del micropilote a compresión. Para este cálculo se ha seguido la Guía para el proyecto y la ejecución de micropilotes en obras de carretera del Ministerio de Fomento. Nc,Rd ≥ Nc,Ed Nc,Rd =(0.85· Ac · fcd + As · fsd + Aa · fyd)· R/(1.2 · Fe)=(0.85 · 13893 · 16.67 + 0 + 974 · 213)· 1/(1.2 · 1) = 337396 N ≈ 337 kN Designación UNE EN 10027 S-235 del acero para la armadura tubular. Cemento CEM IIa con resistencia a 28 días de 25 N/mm2

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