Projecte Fi de Carrera Projecte de lestructura duna

Projecte Fi de Carrera Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió AUTOR: Francisco Sánchez Pérez TITULACIÓ: Enginyeria Tècnica Industrial, especialitat Mecànica DIRECTOR: David Laparra Vicente DEPARTAMENT: DATA: Resistència de materials i estructures a l’enginyeria Juny 2008

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Introducció Objectius: • Disseny i càlculs estructurals necessaris per a la construcció d’una nau industrial destinada a taller de mecanitzats de precisió, aplicant el Codi Tècnic de l’Edificació. • Dimensionat de la instal·lació elèctrica òptima per a que es pugui dur a terme l’activitat a la qual ha estat construïda la nau, seguint el Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió. • Dimensionat de la instal·lació de protecció contra incendis necessària per a garantir la seguretat vers els incendis que puguin produïr-se dins de la nau, segons el Reglament de Seguretat Contra Incendis en els Establiments Industrials. La finalitat d’aquest projecte és simular un problema de la vida professional, projectar el disseny i la construcció d’una nau industrial. Francisco Sánchez Pérez 2

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió La nau industrial que es projectarà per a l’empresa “Mecanitzats FS”, serà destinada com a taller, en el qual es fabricaran i mecanitzaran peces. Les peces que es podran fer seran de petites dimensions i no molt pesades, però amb els mecanitzats que desitgi el client. També es podran portar peces ja fabricades per modificar-les o reparar-les. L’empresa de la qual es parla en aquest projecte és fictícia, això és degut a que per necessitat d’aquest projecte s’ha fet referència a una empresa per ser més fidel a la realitat. Francisco Sánchez Pérez 3

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Emplaçament • Situació: Carrer de la Calç nº 9, P. I. Masia d’en Barreres, Vilanova i la Geltrú (Barcelona). • Dimensions: 34 x 62 m. • Superfície: 2. 108 m 2. Francisco Sánchez Pérez 4

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Paràmetres urbanístics Segons el Pla General d’Ordenació Urbana de Vilanova i la Geltrú: Paràmetres Pla d’Ordenació Projecte Coeficient edificació parcel·la [m 2 sostre/m 2 terra] 0, 90 0, 46 Superfície mínima parcel·la [m 2] 2. 000 2. 108 Façana mínima [m] 20 24 Ocupació [%] 50 46 Distància separació Frontal/Lateral/Fons [m] 10 / 5 12 / 5 / 8 Alçada reguladora màxima [m] 12 * 8, 5 Número plantes - - Tipus d’edificació Aïllada Francisco Sánchez Pérez 5

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Moviment de terres • Neteja general del terreny. • Anivellació del terreny. • Replanteig del terreny. Francisco Sánchez Pérez 6

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Fonamentació • Esquema de la fonamentació Sabates Bigues de lligat Plaques d’ancoratge Francisco Sánchez Pérez 7

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió • Característiques dels materials de la fonamentació: Formigó HA-25 (segons NTE EH) - Resistència característica (fck): 25 N/mm 2. - Resistència de càlcul (fcd): 16, 67 N/mm 2. Barres corrugades d’acer B 400 S per armadures (segons NTE EH i CTE DB SE-C) - Classe d’acer: Soldable. - Tensió de límit elàstic (fs): 400 N/mm 2. - Càrrega unitària (fy): 440 N/mm 2. - Allargament: ≥ 14 %. - Relació fs/fy: 1, 05. Francisco Sánchez Pérez 8

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Acer S 275 per a plaques d’ancoratge (segons CTE DB SE-A) - Tensió de límit elàstic (σe): 275 N/mm 2. - Tensió de ruptura (σr): 410 N/mm 2. - Mòdul d’elasticitat (E): 210. 000 N/mm 2. - Mòdul de rigidesa (G): 81. 000 N/mm 2. - Coeficient de Poisson (v): 0, 3. - Coeficient de dilatació tèrmica (α): 1, 2· 10 -5 ºC-1. - Densitat (ρ): 7. 850 kg/m 3. Francisco Sánchez Pérez 9

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Sabates • Distribució de les sabates Armadura superior Tipus II Tipus I Formigó Armadura inferior • Característiques de les sabates Tipus Descripció Geometria Dimensions [cm] Armadures I Sabata pilars laterals Sabata rectangular centrada i armada 195 x 275 x 65 Sup. i Inf. x: 16 Ø 12 mm Sup. i Inf. y: 11 Ø 12 mm II Sabata pilars centrals Sabata rectangular centrada i armada 140 x 200 x 45 Sup. i Inf. x: 8 Ø 12 mm Sup. i Inf. y: 6 Ø 12 mm Francisco Sánchez Pérez 10

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Bigues de lligat • Distribució de les bigues de lligat Estrep Tipus II Armadura superior Tipus II Tipus I Formigó Tipus III Tipus I Armadura inferior Tipus II Estrep • Característiques de les bigues de lligat Tipus Descripció Geometria Dimensions [cm] Armadures I Biga de lligat longitudinal Secció quadrada 40 x 305 Sup. i Inf. : 2 Ø 12 mm Estreps: 12 Ø 8 mm II Biga de lligat transversal Secció quadrada 40 x 392, 5 Sup. i Inf. : 2 Ø 12 mm Estreps: 15 Ø 8 mm III Biga de lligat transversal Secció quadrada 40 x 460 Sup. i Inf. : 2 Ø 12 mm Estreps: 17 Ø 8 mm Francisco Sánchez Pérez 11

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Plaques d’ancoratge • Distribució de les plaques d’ancoratge Rigidització Tipus II Base Tipus I Pern • Característiques de les plaques d’ancoratge Tipus Descripció Geometria Dimensions [mm] Rigiditzacions Perns I Placa d’ancoratge dels pilars laterals Quadrada i centrada 450 x 18 Direcció y: 2 de 100 x 10 mm 4 Ø 20 mm Ganxo a 180º II Placa d’ancoratge dels pilars centrals Quadrada i centrada 300 x 14 Direcció y: 2 de 100 x 5 mm 4 Ø 14 mm Ganxo a 180º Francisco Sánchez Pérez 12

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Estructura metàl·lica • Dimensions: 24 x 40 mm. • Superfície útil: 960 m 2. • Elements: - Pòrtics en gelosia americana. - 2 pòrtics tipus I. - 7 pòrtics tipus II. - Corretges de coberta. - Arriostraments de coberta. - Corretges laterals. - Arriostraments longitudinals. Francisco Sánchez Pérez 13

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió • Característiques de l’acer de l’estructura: Acer S 275 (segons CTE DB SE-A) - Tensió de límit elàstic (σe): 275 N/mm 2. - Tensió de ruptura (σr): 410 N/mm 2. - Mòdul d’elasticitat (E): 210. 000 N/mm 2. - Mòdul de rigidesa (G): 81. 000 N/mm 2. - Coeficient de Poisson (v): 0, 3. - Coeficient de dilatació tèrmica (α): 1, 2· 10 -5 ºC-1. - Densitat (ρ): 7. 850 kg/m 3. Francisco Sánchez Pérez 14

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Pòrtics • Pòrtic tipus II Cordó superior Muntant Diagonal Cordó inferior Pilar lateral Pilar central • Característiques de les barres: Descripció Material Perfil Pes [kg] Longitud [m] Cordó superior i inferior S 275 # 180 x 8 18. 094, 32 436, 32 Muntants i diagonals S 275 # 90 x 3 2. 790, 54 352, 08 Pilars laterals S 275 HEB - 220 7. 714, 98 108 Pilars centrals S 275 HEB - 180 1. 845, 36 36 Francisco Sánchez Pérez 15

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Corretges i arriostraments de coberta • Corretges de coberta • Arriostraments de coberta • Característiques de les barres: Descripció Material Perfil Pes [kg] Longitud [m] Corretges de coberta S 275 IPN - 140 8. 047, 20 560 Arriostraments de coberta S 275 # 40 x 2 590, 40 259, 20 Francisco Sánchez Pérez 16

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Corretges i arriostraments laterals • Corretges laterals • Arriostraments laterals • Característiques de les barres: Descripció Material Perfil Pes [kg] Longitud [m] Corretges laterals S 275 IPN - 120 3. 568, 00 320 Arriostraments laterals S 275 # 45 x 2 139, 368 53, 81 Francisco Sánchez Pérez 17

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Arriostraments longitudinals • Arriostrament longitudinal I • Distribució dels arriostraments longitudinals Arriostrament longitudinal I • Arriostrament longitudinal II Arriostrament longitudinal I • Característiques de les barres: Arriostrament longitudinal II Descripció Material Perfil Pes [kg] Longitud [m] Arriostraments longitudinals S 275 # 70 x 2 1. 391, 04 334, 72 Francisco Sánchez Pérez 18

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Unions soldades • Dimensions fonamentals de la soldadura: - la profunditat del cordó de soldadura (a). - la longitud eficaç (L). El dimensionat de les unions soldades es fa segons la Guia de disseny 3 del CIDECT. Francisco Sánchez Pérez • Característiques de les unions soldades: Descripció a L Cordó inferior amb el cordó superior de l’encavallada 8 mm Perímetre de cada barra Muntants i diagonals amb els cordons de l’encavallada 3 mm Perímetre de cada barra Cordó inferior de l’encavallada amb els pilars 8 mm Perímetre de cada barra Corretges de coberta amb el cordó superior de l’encavallada 5 mm 280 mm, soldat per les dues cares Corretges laterals amb el cordó superior de l’encavallada 5 mm 440 mm, soldat per les dues cares Arriostrament longitudinal amb els cordons de l’encavallada 2 mm Perímetre de cada barra Arriostrament de coberta amb el cordó superior de l’encavallada 2 mm Perímetre de cada barra Arriostrament lateral amb els pilars 2 mm Perímetre de cada barra 19

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Paviments • Paviment interior: Solera: projectada per suportar esforços pesants. Capa de graves (15 cm) + Làmines de poliestirè + Capa de formigó armat (20 cm) • Paviment exterior: Solera: projectada per a suportar esforços semipesants. Capa de graves (15 cm) + Làmines de poliestirè + Capa de formigó armat (15 cm) • Característiques del formigó: Formigó HA-25 (segons NTE EH) - Resistència característica (fck): 25 N/mm 2. - Resistència de càlcul (fcd): 16, 67 N/mm 2. Francisco Sánchez Pérez 20

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Tancaments • Tancament coberta i façana: Panell “sandwich”: dues greques d’acer galvanitzat amb aïllant interior. - Panell coberta: Dimensions: 2300 x 1025 x 80 mm. Pes: 20 kg/m 2. - Panell façana: Dimensions: 2500 x 1100 x 50 mm. Pes: 15 kg/m 2. • Mur lateral: Blocs de formigó prefabricats. • Mur perimetral: 1 er tram: Blocs de formigó prefabricats. 2 on tram: Tanca metàl·lica. Francisco Sánchez Pérez 21

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Distribució interior de la nau 4 11 3 8 10 9 5 6 Francisco Sánchez Pérez 13 14 2 1 1. Taller. 2. Magatzem de productes. 3. Sala compressor. 4. Magatzem de materials. 5. Recepció. 12 7 6. Secretaria. 7. Sala de reunions. 8. Direcció. 9. Serveis. 10. Despatx tècnic. 11. Laboratori. 12. Vestuari dones. 13. Vestuari homes. 14. Passadís. 22

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Mètode de càlcul de l’estructura i la fonamentació Paquet de programes de càlcul CYPE 2008. 1. h. • Generador de pòrtics. • Metal 3 D. • CYPECAD. En els càlculs s’aplica la normativa vigent, el Codi Tècnic de l’Edificació. Francisco Sánchez Pérez 23

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Instal·lació elèctrica Classificació de la instal·lació: (segons el Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió) • Indústria amb potència superior a 20 k. W. Descripció de la instal·lació: • Armari exterior. • Caixa General de Protecció (CGP). • Derivació individual. • Conjunt de mesura. • Quadre general de distribució. • Derivacions. • Posada a terra. Francisco Sánchez Pérez 24

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Previsió de potència: • Potència elèctrica instal·lada: 132 k. W. • Coeficient de simultaneïtat: 90%. • Potència a autoritzar: 119 k. W. • Potència a contractar: 139 k. W. Subministrament: • Companyia: FECSA-ENDESA. • Tensió: 400/230 V. • Característiques: Subministrament en baixa tensió procedent de la xarxa de distribució exterior. Francisco Sánchez Pérez 25

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Instal·lació de protecció contra incendis Classificació de la instal·lació: (segons el Reglament de Seguretat Contra Incendis en els Establiments Industrials) • Activitat industrial amb més de 250 m 2, però inferior a 1. 000 m 2. • Configuració i ubicació de l’edificació de tipus C. • Nivell de risc intrínsec baix. Requisits constructius de l’establiment industrial: • Materials. • Estabilitat al foc de l’estructura. • Evacuació. • Ventilació. Francisco Sánchez Pérez 26

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Requisits de la instal·lació: • Sistema manual d’alarma d’incendis. • Sistema de comunicació d’alarma. • Extintors d’incendi. • Boques d’incendi equipades. • Hidrant exterior d’incendis. • Senyalització dels mitjans de protecció contra incendis. Francisco Sánchez Pérez 27

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Normativa aplicable • Codi Tècnic de l’Edificació, Real Decret 314/2006 del 17 de Març, del Ministeri de la Vivenda. • Normes Tecnològiques de l’Edificació, Real Decret 3565/1972 del 22 de Desembre, del Ministeri de la Vivenda. • Pla General d’Ordenació Urbana de Vilanova i la Geltrú del 16 de Març de 2005. • Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió, Real Decret 842/2002 del 2 d’agost, del Ministeri de Ciència i Tecnologia. • Reglament de Seguretat Contra Incendis en els Establiments Industrials, Real Decret 2267/2004 del 17 de desembre, del Ministeri d’Indústria, Turisme i Comerç. Francisco Sánchez Pérez 28

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió Conclusions • S’ha dissenyat una nau industrial en la qual s’han optimitzat el més possible tots elements que en formen part. • L’estructura metàl·lica està formada per pòrtics amb gelosia americana, perquè és la solució més adequada per salvar llums moderades. • El perfil més utilitzat en l’estructura, és el perfil estructural quadrat buit, ja que té bones característiques mecàniques, és més fàcil d’unir, és lleuger i per tant més econòmic. • La fonamentació és de tipus superficial, perquè les característiques del terreny de la parcel·la són les adequades per aquesta tipologia. • La distribució interior de la nau s’ha realitzat intentant aprofitar al màxim l’espai disponible i donant-li funcionalitat a cada zona creada. Francisco Sánchez Pérez 29

Projecte de l’estructura d’una nau industrial destinada al mecanitzat de precisió • La instal·lació elèctrica s’ha dissenyat per a poder donar servei a l’activitat industrial que es durà a terme en la nau. • La instal·lació de protecció contra incendis s’ha dimensionat tenint en compte els possibles perills d’incendi que pugui haver en la nau a causa de l’activitat que es desenvoluparà en el seu interior. Francisco Sánchez Pérez 30