Tema: Estructura Fotovoltaica, Metal 3D, CTE y Acción del viento

Estimados compañeros,

Quisiera saber si alguien me puede ayudar en mi rpoceso de cálculo. Estoy calculando una estructura para una instalación doméstica y quiero considerar las acciones del viento. El ángulo de inclinación es de 20º y la ubicación es Canarias. Dicha estructura irá sobre forjado, que normalmente se tratará de forjado unidireccional de viguetas y bovedillas.

Mi duda es si estoy calculando bien los esfuerzos debidos al viento, para ello utilizo el Anejo D del CTE, y utilizo para calcular la presión estática:

Qp = Qe x Ce x Cp

En mi caso Qe = 0.52 KN/m2 por estar en Canarias

¿Sería conveniente usar una densidad mayor por estar cerca del mar para calcular Qe? ¿Qué valores son apropiados?
Ce para Grado de aspereza I y h=10m me sale 2,77

Para calcular Cp me voy a la tabla D.8 Marquesinas a un agua. Aquí me lío un poco ya que no sé muy bien como usar la tabla AGRADECERÍA ALGUIEN ME ACLARASE. Lo que he hecho es para 20º y factor de obstrucción = 1 cojo el valor -3, que resulta ser el más desfavorable en zona C.

Luego,

Qp = 0.52 x 2,77 x -3 = 4.32 KN/m2

Me voy al generador de pórticos de Cype y me creo una estructura con los siguientes datos:

Peso Cerramiento = 20 Kg/m2
Cálculo Sobrecarga Viento s/ CTE para Canarias
CTE para Aceros laminados y conformados.

Exporto a Nuevo Metal 3D

Una vez tengo la estructura en Metal 3D, lo que hago es trasladar los esfuerzos del viento (esos 4.32 KN/m2 a los dinteles de las burras como una carga distribuida en Tm/m) en dirección del eje y global.

¿Es ésto correcto? ¿La carga estática que me da el CTE es paralela al suelo u ortogonal al panel?

Agradecería cualquier aportación.

Gracias de antemano

Buenas, ahora no tengo la norma a mano, pero yo he intentado usar el CTE para calcular este tipo de estructuras y he llegado a la conclusión de que los resultados no se pueden aplicar tan directamente. Te aconsejo que busques el eurocódigo y lo utilices, comprobarás que está mejor explicado. Pienso tambien que el CTE está más pensado para casos de grandes marquesinas de varios metros de altura, donde el flujo del viento es mas laminar y donde se pueden llegar a alcanzar las velocidades de las que habla la norma. Yo ultimamente utilizo, la antigua NBE-AE, directamente con una carga repartida trapezoidal, menos conservadora pero completamente justificada si planteas que la forma de filas paralelas de placas, que forman una especie de diente de sierra, hace que las primeras filas "tapen" del viento a las siguientes. El ahorro en cimentación es considerable en grandes plantas. Y estos dias de tanto viento a mi no se me ha volado ninguna ;d
La presion que te resulta, yo la considero perpedicular a la superficie. Si te fijas te sale 432kg/m2, osea que te va a salir una cimentacion o anclajes de tres pares de OO.

Gracias por tu respuesta,
Ya estoy con el Eurocodigo1.

No obstante, quisiera preguntarte en que zona tienes esa instalación/es que hablas ¿Qué velocidades de viento se han dado? Aqui en Canarias no es difícil ver velocidades superiores a 100 Km/h. Según he visto en las noticias, en Cataluña se han alcanzado unos 170 Km/h.

¿Me podrías enviar un esquema de las cargas que aplicas?

Mi mail es fmarrerov@gmail.com

Agradezco tu colaboración.

Saludos

Buenas. Si te sirve de algo, estuve en tu misma situación hace un par de meses y tuve que calcular una estructura para cubierta y comprobar otra para suelo. Yo aplique la norma NBE-AE-88 (ya derogada, pero no se lo digáis a nadie ) y el CTE. En el segundo caso necesitaba mayor inercia en los perfiles .
Para el cálculo (que yo lo hice con Metal 3D) utilice el generador de pórticos como tu y la verdad es que es muy cómodo porque el caso de la estructura para suelo no difiere en nada a una marquesina.
El tema del viento es complejo, ya que hay que adoptar cargas en función de la situación geográfica. No puedes anticiparte a un vendaval de 170 km/h, y para que te hagas una idea dimensioné para para 125 km/h.
Las cargas eólicas son perpendiculares al plano de los paneles y crecientes o decrecientes en función de si es succión o presión. Las cargas debidas a la nieve son perpendiculares al terreno y se aplican en función de la situación geográfica.
En cuanto a la cimentación, te recomiendo que la realices mediante zapata corrida de hormigón, que es el procedimiento más económico. Una zapata típica para estas instalaciones suele tener 40 cm de anchura y 25 cm de altura (para cumplir CTE).

Un saludo

Creo que el Metal 3D considera las cargas de viento considerando que tenemos cerramientos laterales, considerando las consiguientes succiones y presiones. CORREGIDME SI ME EQUIVOCO, ya que no veo que me pregunte por el grado de aspereza y por el coeficiente de obstrucción.

¿Es asi?

Iniciado por pibelss

Buenas, ahora no tengo la norma a mano, pero yo he intentado usar el CTE para calcular este tipo de estructuras y he llegado a la conclusión de que los resultados no se pueden aplicar tan directamente. Te aconsejo que busques el eurocódigo y lo utilices, comprobarás que está mejor explicado. Pienso tambien que el CTE está más pensado para casos de grandes marquesinas de varios metros de altura, donde el flujo del viento es mas laminar y donde se pueden llegar a alcanzar las velocidades de las que habla la norma. Yo ultimamente utilizo, la antigua NBE-AE, directamente con una carga repartida trapezoidal, menos conservadora pero completamente justificada si planteas que la forma de filas paralelas de placas, que forman una especie de diente de sierra, hace que las primeras filas "tapen" del viento a las siguientes. El ahorro en cimentación es considerable en grandes plantas. Y estos dias de tanto viento a mi no se me ha volado ninguna ;d
La presion que te resulta, yo la considero perpedicular a la superficie. Si te fijas te sale 432kg/m2, osea que te va a salir una cimentacion o anclajes de tres pares de OO.

En mi caso, ya que voy a estar sobre la cubierta de una vivienda, creo que puede ser adecuado el CTE y comportarse como una marquesina a una agua, ya que podré estar a 10 m de altura considerando una vivienda de 2 plantas más la altura de la marquesina.

El problema ahora me surge con el anclaje, ya que por adherencia necesito mínimo 24 cm, y el forjado tiene sólo 5 cm de capa de compresión.

Había pensado en anclar a las vigas que se encuentran en la cabeza del pilar, aunque en el terreno después se dan problemas al realizar los taladros y tropezarte con la armadura.

¿Se le ocurre a alguien alguna manera mejor de realizar el anclaje?

Adjunto una foto de la estructura, las datos geométricos son:

Altura del Pilar : 3 m
Medidas del paño: 6 x 6 m
Darían cabida a 24 paneles fotovoltaicos para una instalación doméstica
Saludos y gracias a todos por vuestras aportaciones

fmarrerov,
te escribo aqui mi respuesta, asi cualquiera puede corregirme y vamos aportando cositas al foro.
Yo lo que calculo, es por la zona de Castillla y León, Navarra y Aragon. Te pongo como aplicaría la NBE AE, que es lo que hago ahora en todas mis proyectos de instalaciones.
Te adjunto unas imagenes, extracto de la NBE AE. La norma completa la puedes encontrar aqui mismo: http://www.miliarium.com/Normativa/NBE/NBE-AE-88.pdf.
En la tabla de presion dinamica, puedes ver que para gran altura del edificio (mas de 100m) ó una velocidad de viento de 176 Km/h, tenemos una presion dinamica de viento w de 150kg/m². Para sacar la presion estática y poder hacer el cálculo con metal 3d, tendras que hacer p=c.w donde p es presion estatica y c el coeficiente eloico que sacamos de la tabla 5.4. En esta tabla, veras que es una carga trapezoidal con un extremo valor p1=c1.w y en el otro p2=c2.w. Por ejemplo para 30º de panel, que es normal a estas latitudes me sale una faja de p1=0,8 . 150= 120kg/m² y p2=1,6 . 150=240 kg/m²
Además de esto, te paso el articulo 5.4 concreto de la NBE donde habla de considerar el resguadro entre las placas.

Cambiando de tema, sobre las dudas que tienes de como poner ese invento sobre la cubierta de una casa (o algo asi). Veo que parece que solamente tienes un apoyo. Con estas cargas, el momento te tiene que salir simpático. ¿No sería posible ponerle cuatro patas como a una mesa y fumarte un puro de esos que gastais por alli?

Buenas.

Este tema lo estudié un poco pero lo dejé, aunque debo retomarlo. El caso es que me salían unas estructuras bestiales si usaba el CTE.

Lo que me extraña es que tantos uséis la NBE que está derogada; eso suena un poco alegal, por no decir mucho. Es como decir "yo, según el actual código de circulación sólo me puedo beber una cerveza, por eso uso el anterior y así me bebo cuatro".

En mi caso es que tenía que justificar ante Industria la estructura de una casa, que soportaba el peso, y no me cuadraban los números de ninguna manera, y no quería hacer un informe con una normativa derogada.

¿Qué pensáis?

Saludos compañeros.

PS: lo del código de circulación es una coña, que nadie se ofenda.

Iniciado por pibelss

fmarrerov,
te escribo aqui mi respuesta, asi cualquiera puede corregirme y vamos aportando cositas al foro.
Yo lo que calculo, es por la zona de Castillla y León, Navarra y Aragon. Te pongo como aplicaría la NBE AE, que es lo que hago ahora en todas mis proyectos de instalaciones.
Te adjunto unas imagenes, extracto de la NBE AE. La norma completa la puedes encontrar aqui mismo: http://www.miliarium.com/Normativa/NBE/NBE-AE-88.pdf.
En la tabla de presion dinamica, puedes ver que para gran altura del edificio (mas de 100m) ó una velocidad de viento de 176 Km/h, tenemos una presion dinamica de viento w de 150kg/m². Para sacar la presion estática y poder hacer el cálculo con metal 3d, tendras que hacer p=c.w donde p es presion estatica y c el coeficiente eloico que sacamos de la tabla 5.4. En esta tabla, veras que es una carga trapezoidal con un extremo valor p1=c1.w y en el otro p2=c2.w. Por ejemplo para 30º de panel, que es normal a estas latitudes me sale una faja de p1=0,8 . 150= 120kg/m² y p2=1,6 . 150=240 kg/m²
Además de esto, te paso el articulo 5.4 concreto de la NBE donde habla de considerar el resguadro entre las placas.

Cambiando de tema, sobre las dudas que tienes de como poner ese invento sobre la cubierta de una casa (o algo asi). Veo que parece que solamente tienes un apoyo. Con estas cargas, el momento te tiene que salir simpático. ¿No sería posible ponerle cuatro patas como a una mesa y fumarte un puro de esos que gastais por alli?

Ate toodo gracias por tu aportación. Lo del puro quizás se pueda acompañar con un cubata de ron Arehucas y unas papas arrugadas... jeje

Como dije, aún no he metido los esfuerzos de la base de la estructrura metálica en las vigas de la estructura de hormigón, aunque intuyo que las repercusiones en las zapatas y vigas de atado será simpáticas, que tenderán a ser más centradoras que de atado. Os contaré cuando lo haga, que será mañana. Los más probable es que me vaya a 2 o 4 apoyos para repartir mejor los esfuerzos.

No obstante pibells, en el generador de pórticos de Cype, ¿debo desactivar al cálculo por viento e introducir las cargas manualmente?
¿Qué opinas?

Saludos y gracias a todos por vuestras aportaciones.

MMMM papas arrugadas con mojo picón. Que lujo!! Me traje un kit de esos para hacer el mojo, comprado en Puerto de la Cruz, pero aqui en Castilla, que no es lo mismo...
Yo prefiero meter las cargas a mano. Además ahora, en las ultimas versiones del metal3d, tienes la opcion de utilizar las cargas en paño, que simplifica tener que hacer a mano el reparto por barra (Que coñazo, por cierto)

Respecto al tema de que si es ilegal utilizar la NBE, no estoy del todo de acuerdo. Primero, que la CTE no es de aplicación en estos casos de los que estamos hablando y segundo que no hay pq utilzar por obligación la parte prescriptiva de la norma en ningun caso.