PantallasAcusticasyAjardinamiento

8/17/2019 PantallasAcusticasyAjardinamiento

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ÍNDI CE

1.- INTRODUCCIÓN 2

2.- CARACTERÍSTICAS 2

3.- MATERIAL 3

4.- ASPECTO Y COLOR 3

5.- ESTADO DE TERMINACIÓN 3

6.- CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ELEGIDAS 4

7.- FABRICACIÓN 5

8.- CONTROL DE CALIDAD 7

8.1.- CONTROL DE RECEPCIÓN DE MATERIALES 7

8.2.- CONTROL SOBRE EL PRODUCTO TERMINADO: 7

9.- CÁLCULOS EFECTUADOS CON EL PROGRAMA INFORMÁTICO ANSYS-6.0 9

10.- CIMENTACIÓN DE LA PANTALLA 17

11.- BIBLIOGRAFÍA 21


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1.- INTRODUCCIÓN

El objetivo principal de este trabajo es idear un modelo de pantalla acústica

realizado mediante tuberías corrugadas de simple pared (de la marca Sanecor de la empresaURALITA).

Han ido apareciendo las nuevas tecnologías de tuberías plásticas estructuradas

que consiguen diseños optimizados en cuanto aprovechamiento de los materiales en relación

con las prestaciones requeridas. La última década del siglo XX se ha caracterizado por la

incorporación progresiva al mercado de las tuberías plásticas estructuradas y, a medida que

pasan los años, se va incrementando la gama de diámetros y aumentando la Rigidez

Circunferencial Específica (RCE).

2.- CARACTERÍSTICAS

La Rigidez Circunferencial Específica define la capacidad resistente de un tubo

frente a las cargas exteriores, se define como:

3

m

t

D

I E RCE

⋅=

siendo:

Et = Módulo de Elasticidad del tubo (en función del tipo de material).

I = Momento de inercia, por unidad de longitud, de la sección longitudinal de la pared

del tubo.

Dm = Diámetro medio del tubo

La RCE se expresa en las mismas unidades que la presión o tensiones:

N/m2 KN/m2 N/mm2 Kp/cm2 Kp/m2

En documentación europea se utiliza la “Rigidez Nominal” (SN) como sinónimo de la

RCE:

3

m

t

D

I E SN RCE

⋅==


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Se ha tomado como valor de RCE = 8 KN/m2

El Módulo de Elasticidad (E = N/mm2) a Corto Plazo y para material de PVC tiene un

valor de 3600.

El Módulo de Elasticidad (E = N/mm2) a Largo Plazo y para material de PVC tiene unvalor de 1750.

El Módulo de Poisson es de 0.35

La Tensión de Comparación a Flexotracción es de 90 N/mm2

La densidad del material de los tubos corrugados URALITA SANECOR está

comprendida entre 1.350 y 1.520 kg/m3.

La temperatura de reblandecimiento VICAT, en las condiciones de ensayo definidos

en la Norma UNE-EN 727, es igual o superior a 79ºC.

3.- MATERIAL

El material empleado en la fabricación de los tubos, es a base de resina en

polvo de PVC, mezclada en seco y en caliente en fábrica, con diferentes estabilizantes,

lubricantes y cargas.

4.- ASPECTO Y COLOR

Los tubos corrugados URALITA SANECOR presentan exteriormente una

superficie corrugada cuya sección longitudinal del perfil puede apreciarse en la figura,

interiormente es lisa y en ambas superficies está exenta de defectos tales como burbujas,

rayaduras, etc. Son opacos, de color teja RAL 8023.

5.- ESTADO DE TERMINACIÓN

Los tubos en un extremo terminan por el corrugado exterior en la zona del valle

y por el otro en una embocadura termoconformada, con una superficie interior lisa.


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6.- CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ELEGIDAS

Los tubos tendrán diferentes longitudes adoptando una media de 3 metros de

altura, pudiendo variar entre ± 25 cm. El diámetro es de 315 mm. La disposición de los

mismos se indica en la siguiente figura:


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La Tubería Corrugada URALITA SANECOR presenta una gama que abarca desde el

diámetro 160 mm hasta el de 1000 mm, en nuestro caso se ha elegido el de 315 mm.

7.- FABRICACIÓN

El proceso de fabricación de la tubería corrugada de doble pared consiste

básicamente en una máquina extrusora alimentando alimentando a un equipo especial de

corrugación en continuo.

El proceso consta de las siguientes fases:

- Mezclado de materias primas

- Extrusión de material

- Corrugación del tubo

- Marcado

- Corte del tubo

- Encopado de un extremo del tubo

- Montaje de la goma en el valle del tubo

- Empaquetado

Los equipos más representativos son:


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- EXTRUSORA: Mediante la extrusión se da una forma a una masa

plástica con un equipo de husillos cónicos de excelente capacidad de plastificación. A

este equipo se le ha incorporado un control de la temperatura y de la masa de extrusión

para inspeccionar el estado del material en el momento de su conformación.

- CORRUGADOR: Este equipo tiene tres funciones básicas en el proceso

de fabricación:

o Conformar y enfriar las paredes exterior e interior del tubo.

o Fundir en caliente las dos paredes formando un solo tubo.

o Adaptarse a la máquina extrusora para obtener un producto de

características regulares en lo que a espesores se refiere.

- SIERRA DE CORTE DE LA TUBERÍA: Se trata de una sierra estándar

de corte de tubería que incorpora dispositivos especiales para garantizar que el corte se

produzca siempre en los valles de la misma.

- SIERRA DE DRENAJE: Se dispone de equipos especiales de drenaje

que permiten el ranurado en línea en el momento de la fabricación de la tubería para

aquellos productos que se destinan a estas aplicaciones. Estos equipos trabajansincronizados con el corrugador y con la sierra de corte de tubería para conseguir que

las ranuras se realicen en los valles de la tubería.

- ENCOPADO: El encopado de la tubería se produce mediante el

conformado del extremo del tubo, previamente calentado por rayos infrarrojos

simultáneamente en el exterior y en el interior del tubo, en un horno especial.

- MONTAJE DE LA GOMA:Todos los tubos se expiden de fábrica conla goma montada en su alojamiento con un perfil diseñado específicamente para lograr

una perfecta estanqueidad.


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8.- CONTROL DE CALIDAD

Se realizarán dos controles de calidad en los tubos:

8.1.- CONTROL DE RECEPCIÓN DE MATERIALES

• Determinación del valor de K (viscosidad cinemática)

UNE-EN 922.1995

• Determinación del contenido de materias volátiles UNE

53135:1991

• Determinación de la densidad aparente UNE 53137:1977

• Determinación de la granulometría UNE 53343:1980

8.2.- CONTROL SOBRE EL PRODUCTO TERMINADO:

Ensayos dimensionales

Cada 4 horas y como mínimo una vez por turno, se efectúan los siguientes

ensayos:

• Espesor puntual y medio de pared interior y exterior.

• Diámetro interior medio de la embocadura.

• Longitud del tubo.

• Diámetro exterior del tubo.


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• Longitud de copa.

Sobre tubos tomados de máquina y por cada período de fabricación se efectúan

los siguientes ensayos:

• Determinación de la resistencia al impacto UNE-EN 744

• Determinación de la rigidez anular UNE ISO 9969

• Determinación de la estanqueidad del agua UNE-EN

1277

• Resistencia al diclorometano UNE-EN 580

• Flexibilidad UNE-EN 1446


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9.- CÁLCULOS EFECTUADOS CON EL PROGRAMA

INFORMÁTICO ANSYS-6.0

Para calcular los esfuerzos que actúan sobre 1 metro lineal de pantalla acústica

se ha utilizado el programa informático ANSYS 6.0

Según la Norma Básica de Edificación, Cargas de viento (pág 160):

- La Zona Eólica de estudio es la Zona X para Madrid

- Situación Topográfica: Expuesta

- Altura H en m sobre el nivel del suelo: 3 m (es la altura de la pantalla

acústica)

- Entrando en la tabla de la NBE se obtiene una carga total de viento de

66 kg / m2


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Los datos de entrada para dicho programa han sido los siguientes:

FINISH

/CLEAR

/PREP7

/TITLE, PANTALLA


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!NODOS

N,1

N,31,0,300,0

FILL,1,31,29

N,1000,350,150

!MATERIALES

PVC=1

MP,EX,PVC,36000

MP,NUXY,PVC,0.35

MP,DENS,PVC,1.427E-4

!SECCIONES

TUBO=1

ET,TUBO,BEAM188

SECTYPE,TUBO,BEAM,CTUBE

SECDATA,14.25,15.75,16

!ELEMENTOS

MAT,PVC

TYPE,TUBO


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*DO,I,1,30

EN,I,I,I+1,1000

*ENDDO

/ESHAPE,1

/VIEW,1,1,1,1

EPLOT

!CONDICIONES DE CONTORNO

NSEL,S,LOC,Y,0

D,ALL,ALL

NSEL,ALL

FINISH

!RESOLUCION DE LAS LOAD STEP

!LOAD STEP 1

/SOLU

ESEL,S,ELEM,,1,30

SFBEAM,ALL,1,PRES,0.66

ESEL,ALL

SOLVE


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FINISH

!POST-PROCESO

/POST1

SET,1

ETABLE,MYI,SMISC,2

ETABLE,MYJ,SMISC,15

PRETAB,MYI,MYJ

PLLS,MYI,MYJ

SET,1

PLNSOL,S,X


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El tipo de sección utilizada se ve en la siguiente figura:

Los valores utilizados en los cálculos para obtener momentos, esfuerzos cortantes,

tensiones y deformadas en el tubo, se muestran en la siguiente tabla:


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Los resultados obtenidos en un tubo URALITA SANECOR, de diámetro

exterior 315 mm y diámetro interior 285 mm, de longitud 3 m, son:

- El diagrama de momento flector:

• Valor en la base = 28.726 kg.cm

• Valor en el extremo superior = 16,5 kg.cm

- El diagrama de Esfuerzo Cortante:

• Valor en la base = - 194,7 kg

• Valor en el extremo superior = -3,3 kg

A continuación se muestran los diagramas obtenidos con el programa ANSYS en

el siguiente orden:

- Esquema general del tubo de cálculo

- Tabla de valores de Momentos Flectores


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- Diagrama de Momentos Flectores

- Tabla de valores de Esfuerzo Cortante

- Diagrama de Esfuerzo Cortante

- Deformada de Tensiones Von Mises

- Deformada de Tensiones SX


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10.- CIMENTACIÓN DE LA PANTALLA

Para la cimentación de la pantalla utilizaremos una zapata corrida calculada por metro

lineal.

Las fuerzas consideradas para el cálculo han sido:

• El momento que se origina en la base de la pantalla por la fuerza del viento y que su

cálculo se ha mostrado anteriormente.

• Un axil que está formado por el peso de la zapata más el peso de la pantalla.

o Peso de la pantalla. Hemos calculado el peso de la pantalla por metro lineal,

considerando la siguiente geometría:

Obtenemos que un metro de pantalla está formada por 3.27 tubos.

Sabiendo que la densidad del pvc es de 1400*10-6 kg/cm3 a continuación se

calcula el peso de un tubo de 3 m de longitud:

Øext = 315 mm

Øint = 285 mm

A ext =? × (Øext /2)2= 779.31 cm2

A int =? × (Øint/2)2

= 637.94 cm2

A tubo = A ext - A int = 141.37 cm2

Cotas en mm


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Vol. = A tubo × Longitud = 42411 cm3

KGVOLUMEN DENSIDAD PESO 37.59=×=

Peso total de pantalla por metro lineal = 194.16 kg

6 Peso de la zapata: para saber el peso de la zapata necesitamos conocer sus

dimensiones. Sabiendo que para que no se produzcan tracciones en la zapata la

excentricidad de las cargas debe ser igual o menor a la del núcleo central

(ancho de la zapata /6).

Para minimizar la zapata hemos considerado que la excentricidad de las cargas

este justo en el borde del núcleo central. En este caso B=1m, por lo que la

excentricidad del núcleo central,6

B, es 0.17m. De esta manera la ley de

tensiones quedaría de la siguiente forma:

El viento produce en la base un momento de 287.27kg.m. Sabiendo que la

excentricidad (e) = 0.17 = M

, la incógnita a despejar es N de donde podremos

obtener el peso de la zapata y con este tantear las dimensiones:

0.17 =27.287

⇒ N = 1689.82 kg

N = peso de la zapata + peso de la pantalla

1689.82 = peso de la zapata + 194.16

Peso de la zapata = 1495.66 kg

Dimensiones de la zapata:

Sabiendo que: Masa = Volumen ρ× , la incógnita a obtener es el volumen. La

densidad que hemos tomado es de 2400 Kg / m3.

1610.63 = volumen × 2400 ⇒ Volumen = 0.671 m3


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Una vez que tenemos el volumen de la zapata le asignamos unas dimensiones y

comprobamos que la carga de hundimiento que se produce cumple las condiciones de

dimensionamiento. En el caso que no se cumplieran las comprobaciones con esas medidas

habría que volver a dimensionar las zapatas con otras medidas que cumplieran.

Las medidas que hemos adoptado son las siguientes:

1

1*0.7

Carga admisible y carga de hundimi ento:

La condición que se debe cumplir para que el cálculo de la zapata sea el adecuado es la

siguiente:

qmax ≤ 1.25 qadm

Siendo qmax = ×× A BV

×⊕

B

e61

qadm =qh

qh = C × N C + q× N q + 21× ? B× * N × ?

qmax =

×⊕×

× 1163.06

17.01

82.1689= 4775 kg

Para el cálculo de la carga admisible hemos considerado que se trata de un suelo

arcilloso con un Su =150 KN / m2 y que al nivel freático se encuentra en la superficie con una

?sat = 20 KN / m3. Además los cálculos los hemos realizado a corto plazo por lo que la fórmula

anterior de la qh queda reducida a:


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qh =5.14× Su q⊕

siendo q = ?sat × h = 20 × 1 = 20

qh = 5.14 120150 ×⊕× =791 KN = 79100 Kg

qadm =3

qqh − =3

1200079100 ×− =25700Kg

qmax≤1.25 qadm ⇒4970Kg ≤1.25× 25700⇒4970Kg 〈 32125Kg

Como la carga máxima es menor que 1.25 por la carga admisible la zapatadimensionada es válida para cimentar la pantalla.


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11.- BIBLIOGRAFÍA

• Tubería corrugada Sanecor. Manual de producto.URALITA sistemas de tuberías.• Programas informáticos:

o ANSYSo AUTOCAD

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