Estimación de la zona crítica de diseño en naves industriales con diferentes alturas libres que soporten puentes grúas de diferentes capacidades de carga

Abstract

El presente estudio tiene como finalidad encontrar la zona crítica de diseño en naves industriales que combinen la premisa de diferentes alturas libres con la ubicación de distintas capacidades de carga de un puente grúa.

Se propuso un total de nueve modelos simétricos en planta con una disposición de pórticos a dos aguas. El sistema estructural contempla pórticos a momento y pórticos arriostrados. El recorrido del puente grúa de manera longitudinal y transversal determinó entre 10 a 90 ubicaciones donde la carga del puente grúa está concentrada para el análisis. Las cargas contempladas para el análisis y diseño fueron las producidas por carga muerta, carga viva, viento y sismo.

Para el diseño de los elementos de las naves industriales se ha considerado la Norma E.090 del Reglamento Nacional de Edificaciones y como complemento se ha utilizado las normas: ASCE y AISC. El diseño de los elementos estructurales se basó en el método LRFD.

El resultado de la investigación encontró una zona crítica de diseño en los márgenes izquierdo y derecho de cada modelo. Los valores de ambos márgenes correspondientes a la capacidad de carga del puente grúa son iguales en cada una de sus posiciones simétricas. Se comprobó que en la zona crítica existe una única ubicación que genera los máximos desempeños en los elementos de las naves industriales. Se determinó los ratios de costo de los perfiles de las naves industriales; los cuales, varían entre 51 y 190 dólares por metro cuadrado.

The purpose of this study is to find the critical design area in industrial buildings that combine the premise of different free heights with the location of different load capacities of an overhead crane.

A total of nine symmetrical models were proposed in plan with a gabled portico arrangement. The structural system includes frames at the moment and braced frames. The span of the overhead crane longitudinally and transversely determined between 10 to 90 locations where the overhead crane load is concentrated for the analysis. The loads considered for the analysis and design were those produced by dead load, live load, wind and earthquake.

For the design of the elements of the industrial buildings, Standard E.090 of the National Building Regulations has been considered and as a complement the following standards have been used: ASCE and AISC. The design of the structural elements was based on the LRFD method.

The result of the investigation found a critical design zone on the left and right margins of each model. The values ​​of both margins corresponding to the load capacity of the overhead crane are equal in each of their symmetrical positions. It was found that in the critical zone there is a single location that generates the maximum performances in the elements of the industrial buildings. The cost ratios of the profiles of the industrial buildings were determined; which, vary between 51 and 190 dollars per square meter.