Cómo calcular nave industrial o galpón con CYPE3D.

En este artículo vamos a ver cómo calcular una nave industrial o galpón de estructura metálica con la ayuda del programa CYPE 3D de CYPE INGENIEROS. Se trata de un ejemplo rápido de cálculo de estructura metálica de una nave industrial o galpón de dimensiones 20 m. por 25 m. compuesta de una estructura de cubierta de cerchas metálicas, con 6 pórticos separados 5m. Es un inicio del cálculo, podríamos decir que es un predimensionado, pero podremos ver el funcionamiento de este programa y la sencillez del mismo. 
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Pasos a seguir en el cálculo de nave industrial o galpón.

Para realizar el cálculo de la estructura metálica utilizaremos dos programas.
1.- En primer lugar introduciremos la geometría y las características fundamentales de nuestra edificación con la ayuda del programa Generador de Pórticos. Como he dicho en este programa introduciremos la geometría del galpón, las cargas fundamentales que actúan sobre el mismo (viento, nieve, cargas muertas, …) así como la normativa aplicable.
2.- Una vez definidas las características descritas en el Generador de Pórticos exportaremos a CYPE3D de una manera muy sencilla. En el programa CYPE3D podremos dimensional los diferentes elementos de conformidad con la normativa seleccionada y además incluiremos la cimentación.

Configuración de características en Generador de Precios.

El programa Generador de Pórticos nos permite definir las características geométricas de nuestra nave industrial o galpón. Estas son:
1.- Lo primero es introducir un pórtico nuevo.

• Seleccionaremos un pórtico a dos aguas. Los tipos de pórticos que nos permite seleccionar son:
  • Pórtico rígido.
  • Celosía americana. Es el tipo seleccionado en este caso y le indicaremos 4 tramos a cada lado.
  • Celosía inglesa.
  • Celosía belga.
  • Polonceau recta.
  • Polonceau recta invertida.
  • Polonceau con peralte.
  • Polonceau con peralte invertida.
  • Pórtico en celosía.
  • Viga en celosía.
• Introducimos la altura de pilares y a cumbrera (dejaremos las que vienen por defecto en este caso).

2.- En datos generales introduciremos los siguientes datos:

• Número de vanos de nuestro proyecto (5 en nuestro caso).
• Distancia entre pórticos (5m. en el ejemplo).
• Características del cerramiento en cubierta en el que pondremos el peso del cerramiento (panel sándwich) pero no incluiremos sobrecarga.
• Cerramiento en laterales (incluiremos un panel sándwich como en cubierta).
• Sobrecarga de viento.
• Sobrecarga de nieve.
• Combinaciones de cargas para el cálculo de correas.

3.- Seguimos con la edición de cubiertas en correas y laterales.
En este caso te recomiendo que veas el artículo Cómo dimensionar correas Z en naves industriales o galpones donde verás un ejemplo concreto de la edición de correas en cubiertas metálicas. Los parámetros que debemos definir son:

• Límite de flecha.
• Número de vanos de cada correa.
• Tipo de fijación.
• Tipo de perfil.
• Separación entre correas.
• Tipo de acero.

4.- Exportamos a CYPE3D.
Las opciones que tenemos a la hora de exportar a CYPE3D son:

• Configuración de apoyos:
  • Pórticos biarticulados. Este tipo es el que seleccionaremos en nuestro caso.
  • Pórticos biempotrados.
• Opciones de pandeo en el que seleccionaremos No generar longitudes de pandeo.
• Tipo de generación, en donde seleccionaremos que nos lo exporte en 3D y que agrupe los pórticos de fachada por un lado y los intermedios por otro.

Una vez seleccionadas las características anteriores le diremos que nos abra la obra directamente en CYPE3D una vez la haya exportado.

Cálculo de la estructura metálica del galpón en CYPE3D.

Nada más abrirse el programa CYPE3D lo primero que nos encontramos es el menú de Nueva obra donde configuraremos las siguientes características:

• Norma aplicable.
• Características de los perfiles.
• Características del hormigón armado.
• Acciones.
• Características del terreno de cimentación.
• Tipo de ambiente.

En el siguiente paso ya podremos ver nuestra obra por completo en 3D con las cargas configuradas en el Generador de Pórticos. Procederemos a definir las barras así como las vinculaciones exteriores. En el video podrás ver también cómo incluimos una serie de barras en las cabezas de pilares así como los arrastramientos en cruz de San Andrés.
Una vez hecho un primer cálculo veremos que tenemos errores de comprobación en diferentes barras. En el video verás cómo se editan estas barras y se corrigen errores. Incluiremos las uniones y el dimensionado de las mismas, poniendo especial atención en las placas de anclaje.

Cálculo de la cimentación.

Pasamos ahora a la pestaña de cimentación. Podremos observar la ubicación de los arranques de pilares dado que nos aparecen las placas de anclaje. En estas placas colocaremos las zapatas de cimentación e incluiremos también las vigas de atado. Una vez hecho esto podremos dimensionar la cimentación y ya tendríamos hecho el cálculo completo de nuestra nave industrial o galpón. Lógicamente este es un ejercicio sencillo de iniciación dado que ahora deberíamos continuar con un estudio de cada elemento de una manera más meticulosa para optimizar la estructura metálica al máximo.
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Video de cálculo de nave industrial o galpón CYPE3D.

A continuación puedes ver el video explicativo sobre el cálculo de nave industrial o galpón en CYPE 3D.

Espero que te haya resultado interesante.
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Raúl Carmona Muñoz

Arquitecto e Ingeniero Técnico de Obras Públicas