MaaB arquitectura y urbanismo slp

MaaB arquitectura y urbanismo slp ANEXO III - CALCULO ESTRUCTURAL

C/Tristan de Leguizamon 1, bajo - 48007 Bilbao - 94 423 18 37 - [email protected]

REHABILITACION ENVOLVENTE TERMICA EDIFICIO DE VIVIENDAS. LAUBIDETA 6B. DURANGO 1

PROYECTO DE EJECUCIÓN: REHABILITACIÓN DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA EDIFICIO DE VIVIENDAS. Laubideta 6B, Durango.

CÁLCULO ESTRUCTURAL

Los paneles prefabricados de fachada pesan aproximadamente 75 kg/m2; ello unido a sus

generosas dimensiones hace que sea necesario diseñar unos anclajes que lleven

directamente la carga a la estructura del inmueble.

Como vemos en las imágenes se ha optado por una placa rectangular, unida mediante 6

anclajes químicos a las vigas perimetrales del edificio. Sobre la placa va soldada un perfil

laminado en “U”, que será de dónde se cuelgan los paneles.




El cálculo de los ganchos y la estructura del propio panel han sido calculados y

comprobados por el consorcio RENOZEB, mientras que la placa y sus anclajes los ha

calculado MaaB arquitectura.

1.1. CÁLCULO DE LAS PLACAS DE ANCLAJE – MAAB ARQUITECTURA

Se trata, como ya se ha dicho, de un edificio de viviendas de PB+3, con estructura de

hormigón (vigas de canto) y fachada revestida con mortero, plaqueta de ladrillo o piedra

según zonas.

Para determinar las cargas de cálculo que podría soportar el edificio, se contrató a la

empresa Hilti, para realizar un total de 10 ensayos “in situ”

Para ello hay que abrir 10 catas (de aprox. 40x40cm) en una serie de puntos de la fachada,

hasta que lleguemos a la viga de hormigón subyacente.




La distribución aproximada de las catas es la que se indica a continuación:

Realización de los ensayos de tracción

sobre el hormigón tras la apertura de

las catas

1

4

2

3

5 10

9

8

7

6




A continuación se aportan una serie de fotos de las catas (antes de realizar el ensayo),

donde se ha aprovechado para realizar un reconocimiento visual del hormigón:







Tras realizar el ensayo de extracción por parte de Hilti, se cerraron las catas con mortero

de cemento para evitar que el agua y la intemperie puedan dañar la estructura.

Las catas reparadas con mortero de cemento y ladrillo.




En la documentación técnica de Hilti que acompaña a este escrito se detalla el tipo de

ensayo y los parámetros técnicos del estudio, aparte de ello a continuación proponemos

una serie de recomendaciones:

Para este tipo de estructuras con cargas medias/altas sobre hormigón fisurado, es

más adecuado el anclaje químico que el mecánico.

Se mantendrá el tipo de anclaje recomendado por Hilti: HIT-HY 200-A (Resina) + HAS-

U 8.8 M12 (barra roscada)

También hay que mantener el diámetro de la barra (12mm), y la profundidad de

empotramiento (70mm). Esto es porque en la fachada lateral (catas de 6 al 10),

contamos con una viga de canto de solo 100mm de anchura.

La separación entre anclajes se comprueba automáticamente en el programa de

cálculo de Hilti

Las cargas máximas de diseño por anclajes serían 5,3 Kn a tracción (fallo por cono del

hormigón) y 3,6 Kn a cortante (fallo por brazo de palanca)

En la documentación adjunta se han comprobado las placas propuestas por MaaB con

6 anclajes.

El grosor de Mortero de alta resistencia (grout) a disponer entre la placa y el hormigón

existente será definido por Focchi, pero téngase en cuenta que debido a la

irregularidad de la superficie de hormigón debería ser al menos 10-15mm

Hilti Española

Camino Fuente de la Mora, 1- 3ª planta

28050 Madrid

T 902 100 475 | www.hilti.es

14 de noviembre de 2019

Estimado Sr. Cea:

De acuerdo con su amable consulta nos es grato remitirle nuestra recomendación.

Los esfuerzos indicados en este informe deben compararse con los existentes en la

conexión, ya mayorados. Debe verificarse que los esfuerzos existentes, ya mayorados, sean

menores a los indicados como máximos.

Se ha seleccionado el anclaje químico HIT HY-200A + HAS-U 8.8 M12, el cual responde a las

características más exigentes de diseño, como pequeñas distancias a borde o entre anclajes, así como

a los valores más altos de carga.

Hipótesis

- Espesor del material base: 250mm

- Distancia entre borde de hormigón y centro de la placa de anclajes:

o En el eje X, en sentido del eje: 345mm o En el eje X, en sentido contrario al eje: 145mm

- Hormigón considerado C 12/15

- Dimensiones de la placa de anclaje: 200x300mm

- Distancia entre anclajes: 110mm

- Los esfuerzos máximos resistidos por cada anclaje, ya mayorados, son los siguientes:

o Tracción: 5.3 kN o Cortante: 3.63 kN

Bajo estas condiciones los anclajes propuestos soportan los esfuerzos que se indican

anteriormente; cualquier alteración de distancias, diámetros, tipo de anclaje, cargas de diseño y/o

hipótesis de cálculo pueden invalidar la solución, por lo que le rogamos que nos consulte de nuevo.

En las fichas técnicas adjuntas aparecen todos los datos necesarios para la correcta colocación

de los anclajes.

Recordamos que la OFICINA TÉCNICA DE HILTI facilita asesoramiento sobre

aplicaciones con productos Hilti, si bien la idoneidad o no de las mismas debe ser verificada por

el autor de proyecto o dirección facultativa de la obra.

Hilti Española

Camino Fuente de la Mora, 1- 3ª planta

28050 Madrid

T 902 100 475 | www.hilti.es

Señalar que, en zona con riesgo sísmico, recomendamos la realización de cálculo sísmico. En

nuestro catálogo contamos con una amplia gama de anclajes homologados frente a sismo según EOTA

TR 045.

Nos permitimos indicarle que accediendo a nuestra página web http://www.hilti.es puede

encontrar información que puede ser de gran utilidad para usted. Así, por ejemplo, en el apartado

productos, puede obtener información de los diferentes productos HILTI y en el apartado de ingeniería,

puede descargar una gran cantidad de documentos técnicos.

Para cualquier aclaración no dude en contactar con nosotros.

Reciba un cordial saludo.

OFICINA TÉCNICA

HILTI ESPAÑOLA S.A.

http://www.hilti.es/

Informe de ensayo 1/6 Ensayo en obra de anclajes / es-ES

Informe de ensayo Ensayo en obra de anclajes

Hilti Española, S.A Avda.Fuente de la Mora, 2 T 902 100 475 W www.hilti.es

28050 Madrid F 900 200 417 E [email protected]

Número de pedido de ensayo: 18112 Fecha de ensayo (yyyy-mm-dd): 2019-10-22

nº pedido: 537224651

Información del cliente: Persona que solicita el ensayo Información Ingeniería (empresa/persona responsable del ensayo):

Empresa:

Dirección:

Código postal / Ciudad:

País:

Nº cliente:

Nombre Contacto:

Teléfono:

Email:

DURANGO ERAIKITZEN S.A

-

/

España

26523469

Angel Cea

944231837

[email protected]

Empresa:

Dirección:

Código postal / Ciudad:

País:

Nº cliente:

Nombre Contacto:

Teléfono:

Email:

DURANGO ERAIKITZEN S.A

/

España

26523469

Angel Cea

944231837

[email protected]

Información Obra:

Nombre de la obra: Durango Eraikitzen nº obra:

Dirección: Calle Laubideta 6B Codigo Postal Obra / Ciudad: 48200 / Durango

Información anclaje:

Familia de anclaje: Anclaje químico

Tipo de anclaje: HIT-HY 200-A Anclaje/Varilla profundidad de empotramiento [mm]: 70

Tipo de Varilla: AM-8.8(-F) Anclaje/Varilla Diámetro [mm]: 12

Tipo de tamiz: - Longitud tamiz: -

Información del Material Base: "no estandar" significa que el anclaje no tiene homologación para el respectivo material base.

Material base: Hormigón (estandar) C12/15

Tipo de mampostería: - Espesor de enlucido [mm]: -

Dimensiones ladrillo (LxWxH) [mm]: - Resistencia ladrillo [N/mm2]: -

Materiales de las juntas: - Espesor de junta (juntas verticales/horizontales): - / notfilled

Información Ensayo

Dirección de la carga: Tracción

Objetivo del ensayo: Determinación de la resistencia Carga de Prueba [kN]: 25

Tipo de ensayo: Prueba de carga (no destructivo) Duración de aplicación de la carga [min]: 1

Nº de anclajes a ensayar: 10 Desplazamiento admisible [mm]: -

Placa de ensayo: con placa de ensayo (no confinado) Espacio entre apoyos [mm]: 385

Medida del desplazamiento: [ ] Medida de la carga que produce el primer desplazamiento: [ ]

Resultados del ensayo son evaluados: [ ] Método de ensayo: No aplica


Condiciones de instalación:

Anclajes instalados por : Cliente Fecha de instalación (yyyy-mm-dd) y hora (hh:mm): 2019-10-20

Diámetro de taladro [mm]: 14 Tipo de taladro: Taladro con percusión

Profundidad del taladro [mm]: 100 Limpieza del taladro: Limpieza manual

Par de apriete [Nm]: No aplica Estado de taladro: Seco

Información del equipo de test:

Tipo de equipo de test: HAT-30 Tipo de manómetro: Digital

Nº de serie del equipo: HT014815L-DB Número de serie del manometro: 87979-3-15

División más pequeña del manómetro: - Fecha de última calibración del manómetro (yyyy-mm-dd): 2019-03-01

Resultados del ensayo:

Ensayo nº Carga (1)

[kN] Carga-1 (2)

[kN] Despl. (3)

[mm] Modo de Rotura Comentarios

1 25.4 - - Sin fallo








9 26 - - Sin fallo

10 26.9 - - Sin fallo

11 - - -

12 - - -

13 - - -

14 - - -

15 - - -

16 - - -

17 - - -

18 - - -

19 - - -

20 - - -

(1) “ Carga ” = "Carga de rotura" en ensayos para determinar la resistencia; o "Máxima carga aplicada" en casos de ensayos para validar la calidad. (2) “ Carga- 1” = "Carga en el primer desplazamiento", opcional para ensayos según BS 8359 (3) “ Despl. ” = Desplazamiento total bajo la carga máxima aplicada, opcional para ensayos de valización de la calidad de la instalación según BS 8359


Personas presentes: Representantes del cliente o la ingeniería que solicitan el ensayo

Empresa Nombre Contacto Función Signature

DURANGO ERAIKITZEN S.A Angel Cea Arquitecto

Ensayo realizado por: Empleado Hilti que realiza el ensayo

Empresa Nombre Contacto Signature

Hilti Española, S.A Fasolino, Jose-Daniel

Información Ensayo:

Duración del ensayo [horas]: 2 Tiempo de desplazamiento (horas): 2

Comentarios:

Información importante

General

Los ensayos en obra de anclajes no: evalúan la idoneidad ni la adecuación del cálculo de los anclajes; verifican la adecuada instalación o el

cumplimiento de los requisitos de homologación; establecen la resistencia máxima de los anclajes comprobados (salvo que se prueben hasta rotura); afectan al comportamiento de anclajes no sometidos a ensayo. Los ensayos en obra de anclajes constituyen un servicio prestado por Hilti de soporte a sus productos y tiene como único fin facilitar información sobre la idoneidad general del material base y/o ayudar a identificar errores graves de instalación de los anclajes comprobados; no implican ningún acuerdo o aval de la idoneidad o conveniencia del ensayo o de la aplicación y no están destinados a ser utilizados para satisfacer ninguna exigencia del proyecto de carácter regulador como inspecciones de obra. Consulte el Manual de Tecnología de Fijación de Hilti o el documento de homologación correspondiente para obtener información sobre el diseño (cálculo) y el comportamiento de los anclajes. La instalación adecuada de los anclajes es fundamental- es posible obtener formación bajo solicitud-. Si desea más información, póngase en contacto con Hilti. Realización de ensayos en obra de anclajes Los resultados de los ensayos sólo indican que el(los) anclaje(s) comprobado(s) ha(n) resistido la carga determinada durante el tiempo establecido o sus valores de carga de rotura aplicables. La localización y el número de ensayos, así como los parámetros de carga y los anclajes a comprobar se realizarán tal y como determine el Cliente y como se establezca en el documento Solicitud de Servicio. Hilti no valora si estas condiciones de ensayo son adecuadas para la evaluación. Debido a la posible variabilidad del material base y las diversas situaciones de carga, es posible que los resultados del ensayo no sean representativos de todo el proyecto de construcción. Los ensayos en obra pueden dañar la estructura; Hilti no será responsable de los daños ocasionados ni de su restitución. Evaluación de los ensayos en obra de anclajes Si no se ha requerido un informe de evaluación de los resultados, será responsabilidad exclusiva del Cliente realizar cualquier evaluación que sea necesaria.

Informe de ensayo Ensayo en obra de anclajes / es-ES



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Hilti PROFIS Engineering 3.0.51

¡La introducción de datos y resultados deben verificarse, asegurando su correspondencia con las condiciones existentes y asegurando su verosimilitud! PROFIS Engineering (c) 2003-2009, Hilti AG, FL-9494 Schaan. Hilti es una marca registrada de Hilti AG, Schaan

1

Empresa:Dirección:Teléfono I Fax:Diseño:Sub Proyecto I Pos. No.:

Hilti Española

629840182 | Combinación cliente

Página:Proyectista:Correo electrónico:Fecha:

1José Daniel Fasolino

[email protected]/11/2019

Comentarios del especificador:

1 Insertar datos

Tipo y tamaño de anclaje: HIT-HY 200-A + HAS-U 8.8 M12

Número de artículo: 2237085 HAS-U 8.8 M12x160 (Insertar) / 2022696 HIT-HY 200-A (Resina)

Set dinámico/relleno, o cualquier solución adecuada para rellenar un espacio anular

Profundidad efectiva de anclaje: hef,opti = 70,0 mm (hef,limit = 220,0 mm)

Material: 8.8

Informe de Evalauación: Datos técnicos Hilti

Establecidos I Válidos: - | -

Prueba: método de cálculo EN 1992-4, químico

Fijación a distancia: sin Empotramiento (anclaje); Nivel de restricción (placa de anclaje): 2,00; eb = 30,0 mm; t = 20,0 mm

Mortero Hilti: , multiuso, fc,Grout = 30,00 N/mm2

Placa de anclajeR : lx x ly x t = 200,0 mm x 300,0 mm x 20,0 mm; (Espesor de placa recomendado: no calculado)

Perfil: sin perfil

Material Base: fisurado hormigón, C12/15, fc,cyl = 12,00 N/mm2; h = 250,0 mm, Temp. corto/largo: 0/0 °C Instalación: taladro con martillo, Condición de instalación: seco

Armadura: sin armadura o con armadura separada >= 150 mm (cualquier Ø) o >= 100 mm (para Ø <= 10 mm)

sin armadura de borde longitudinal

R - El cálculo del anclaje se basa en una hipótesis de la placa de anclaje rígida.

Geometría [mm] & Carga [kN, kNm]

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2


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1.1 Combinación de cargas

Caso Descripción Fuerzas [kN] / Momentos [kNm] Sismo Fuego Max. Útil. Anclaje [%]1 Combinación cliente N = 0,000; Vx = 10,000; Vy = 0,000;

Mx = 0,000; My = 1,500; Mz = 0,000;Nsus = 0,000; Mx,sus = 0,000; My,sus = 0,000;

no no 55

2 Caso de carga/Resultante de cargas en los anclajesCaso de carga: Cargas de diseño

Reacciones en el anclaje [kN]Carga a tracción: (+Tracción, -Compresión)

Anclaje Carga a tracciónFuerza de cortante Cortante en x Cortante en y1 3,613 1,667 1,667 0,0002 0,096 1,667 1,667 0,0003 3,613 1,667 1,667 0,0004 0,096 1,667 1,667 0,0005 3,613 1,667 1,667 0,0006 0,096 1,667 1,667 0,000

Máxima extensión del hormigón a compresión: 0,07 [‰]Máxima tensión del hormigón a compresión: 2,00 [N/mm2]Tracción resultante en (x/y)=(-47,2/0,0): 11,126 [kN]Compresión resultante en (x/y)=(87,7/0,0): 11,126 [kN]

Las fuerzas del anclaje se calculan suponiendo que la placa base ofrece la rigidez correcta.

Tracción Compresión

1 2

3 4

5 6

x

y

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3


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3 Carga a tracción (EN 1992-4, sección 7.2.1)

Carga [kN] Capacidad [kN] Utilización bN [%] Estado Fallo por Acero* 3,613 44,933 9 OK

Rotura combinada por (extracción) pull-out - cono de hormigón**

11,126 27,734 41 OK

Rotura por cono de hormigón** 11,126 20,432 55 OK

Fallo por fisuración (Splitting)** N/A N/A N/A N/A

* anclaje más solicitado **grupo de anclajes (anclajes en tracción)

3.1 Fallo por Acero

NEd ≤ NRd,s = NRk,sgM,s

EN 1992-4, Tabla 7.1

NRk,s [kN] gM,s NRd,s [kN] NEd [kN]67,400 1,500 44,933 3,613

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3.2 Rotura combinada por (extracción) pull-out - cono de hormigón

NEd ≤ NRd,p = NRk,pgM,p

EN 1992-4, Tabla 7.1

NRk,p = N0Rk,p ·

Ap,N

A0p,N

· y g,Np · y s,Np · y re,N · y ec1,Np · y ec2,Np EN 1992-4, Eq. (7.13)

N0Rk,p = y sus · t Rk · p · d · hef EN 1992-4, Eq. (7.14)

y sus = 1 EN 1992-4, Eq. (7.14a)

scr,Np = 7,3 · d · √y sus · t Rk ≤ 3 · hef EN 1992-4, Eq. (7.15)

y g,Np = y 0g,Np - ( sscr,Np

)0,5

· (y 0g,Np - 1) ≥ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.17)

y 0g,Np = √n - (√n - 1) · ( t Rkt Rk,c

)1,5

≥ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.18)

t Rk,c = k3

p · d · √hef · fck EN 1992-4, Eq. (7.19)

y s,Np = 0,7 + 0,3 · cccr,Np

≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.20)

y ec1,Np = 1

1 + (2 · ec1,Nscr,Np

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.21)

y ec2,Np = 1

1 + (2 · ec2,Nscr,Np

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.21)

Ap,N [mm2] A0p,N [mm2] t Rk,ucr,20 [N/mm2] scr,Np [mm] ccr,Np [mm] cmin [mm] fc,cyl [N/mm2]

133.300 44.100 18,00 210,0 105,0 95,0 12,00

y c t Rk,cr [N/mm2] k3 t Rk,c [N/mm2] y 0g,Np y g,Np

0,945 8,04 7,700 5,92 1,000 1,000

ec1,N [mm] y ec1,Np ec2,N [mm] y ec2,Np y s,Np y re,Np

52,2 0,668 0,0 1,000 0,971 1,000

y 0sus asus y sus

0,740 0,000 1,000

N0Rk,p [kN] NRk,p [kN] gM,p NRd,p [kN] NEd [kN]

21,205 41,601 1,500 27,734 11,126

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3.3 Rotura por cono de hormigón

NEd ≤ NRd,c = NRk,cgM,c

EN 1992-4, Tabla 7.1

NRk,c = N0Rk,c ·

Ac,N

A0c,N

· y s,N · y re,N · y ec1,N · y ec2,N · y M,N EN 1992-4, Eq. (7.1)

N0Rk,c = k1 · √fck · h

1,5ef EN 1992-4, Eq. (7.2)

A0c,N = scr,N · scr,N EN 1992-4, Eq. (7.3)

y s,N = 0,7 + 0,3 · cccr,N

≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.4)

y ec1,N = 1

1 + (2 · eN,1scr,N

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.6)

y ec2,N = 1

1 + (2 · eN,2scr,N

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.6)

y M,N = 1 EN 1992-4, Eq. (7.7)

Ac,N [mm2] A0c,N [mm2] ccr,N [mm] scr,N [mm] fc,cyl [N/mm2]

133.300 44.100 105,0 210,0 12,00

ec1,N [mm] y ec1,N ec2,N [mm] y ec2,N y s,N y re,N

52,2 0,668 0,0 1,000 0,971 1,000

z [mm] y M,N k1 N0Rk,c [kN] gM,c NRd,c [kN] NEd [kN]

134,8 1,000 7,700 15,622 1,500 20,432 11,126

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4 Carga de cortante (EN 1992-4, Sección 7.2.2)

Carga [kN] Capacidad [kN] Utilización bV [%] Estado Fallo por Acero (sin brazo de palanca)* 1,667 26,960 7 OK

Fallo por Acero (con brazo de palanca)* 1,667 3,352 50 OK

Fallo por desconchamiento** 10,000 61,160 17 OK

Rotura de borde de hormigón en dirección x+**

10,000 26,359 38 OK

* anclaje más solicitado **grupo de anclajes (anclajes relevantes)

4.1 Fallo por Acero (sin brazo de palanca)

VEd ≤ VRd,s = VRk,sgM,s

EN 1992-4, Tabla 7.2

VRk,s = k7 · V0Rk,s EN 1992-4, Eq. (7.35)

V0Rk,s [kN] k7 VRk,s [kN] gM,s VRd,s [kN] VEd [kN]

33,700 1,000 33,700 1,250 26,960 1,667

4.2 Fallo por Acero (con brazo de palanca)

VEd ≤ VRd,s,M = VRk,s,M

gM,s EN 1992-4, Tabla 7.2

VRk,s,M = aM · MRk,s

la EN 1992-4, Eq. 7.37

MRk,s = M0Rk,s · (1 -

NEdNRd,s

) EN 1992-4, Eq. 7.38

la = ec + t2 + a3 EN 1992-4, Eq. 6.2

l [mm] aM

46,0 2,00

NEd / NRd,s 1 - NEd / NRd,s M0Rk,s [kNm] MRk,s = M0

Rk,s (1 - NEd/NRd,s) [kNm]0,080 0,920 0,105 0,096

VMRk,s = aM * MRk,s / l [kN] gMs VM

Rd,s [kN] VEd [kN]4,190 1,250 3,352 1,667

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4.3 Fallo por desconchamiento (control resistencia por cono de hormigón)

VEd ≤ VRd,cp = VRk,cpgM,c,p

EN 1992-4, Tabla 7.2

VRk,cp = k8 · min {NRk,c; NRk,p} EN 1992-4, Eq. (7.39c)

NRk,c = N0Rk,c ·

Ac,N

A0c,N

· y s,N · y re,N · y ec1,N · y ec2,N · y M,N EN 1992-4, Eq. (7.1)

N0Rk,c = k1 · √fck · h

1,5ef EN 1992-4, Eq. (7.2)

A0c,N = scr,N · scr,N EN 1992-4, Eq. (7.3)

y s,N = 0,7 + 0,3 · cccr,N

≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.4)

y ec1,N = 1

1 + (2 · eV,1scr,N

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.6)

y ec2,N = 1

1 + (2 · eV,2scr,N

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.6)

y M,N = 1 EN 1992-4, Eq. (7.7)

Ac,N [mm2] A0c,N [mm2] ccr,N [mm] scr,N [mm] k8 fc,cyl [N/mm2]

133.300 44.100 105,0 210,0 2,000 12,00

ec1,V [mm] y ec1,N ec2,V [mm] y ec2,N y s,N y re,N y M,N

0,0 1,000 0,0 1,000 0,971 1,000 1,000

k1 N0Rk,c [kN] gM,c,p VRd,cp [kN] VEd [kN]

7,700 15,622 1,500 61,160 10,000

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4.4 Rotura de borde de hormigón en dirección x+

VEd ≤ VRd,c = VRk,cgM,c

EN 1992-4, Tabla 7.2

VRk,c = kT · V0Rk,c ·

Ac,V

A0c,V

· y s,V · y h,V · y a,V · y ec,V · y re,V EN 1992-4, Eq. (7.40)

V0Rk,c = k9 · d

anom · lbf · √fck · c

1,51 EN 1992-4, Eq. (7.41)

a = 0,1 · ( lfc1)

0,5

EN 1992-4, Eq. (7.42)

b = 0,1 · (dnomc1

)0,2

EN 1992-4, Eq. (7.43)

A0c,V = 4,5 · c2

1 EN 1992-4, Eq. (7.44)

y s,V = 0,7 + 0,3 · c2

1,5 · c1 ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.45)

y h,V = (1,5 · c1h )

0,5

≥ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.46)

y ec,V = 1

1 + (2 · eV3 · c1

) ≤ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.47)

y a,V = √ 1(cos aV)2 + (0,5 · sin aV)2 ≥ 1,00 EN 1992-4, Eq. (7.48)

lf [mm] dnom [mm] k9 a b fc,cyl [N/mm2]70,0 12,00 1,700 0,049 0,053 12,00

c1 [mm] Ac,V [mm2] A0c,V [mm2]

295,0 276.250 391.613

y s,V y h,V y a,V ec,V [mm] y ec,V y re,V

1,000 1,330 1,000 0,0 1,000 1,000

V0Rk,c [kN] kT gM,c VRd,c [kN] VEd [kN]

42,130 1,0 1,500 26,359 10,000

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9


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5 Cargas combinadas de tracción y cortante ( EN 1992-4, Sección 7.2.3)Fallo del acero

bN bV a Utilización bN,V [%] Estado0,080 0,062 2,000 2 OK

baN + ba

V ≤ 1,0

Fallo del hormigón

bN bV a Utilización bN,V [%] Estado0,545 0,379 1,500 64 OK

baN + ba

V ≤ 1,0

6 Desplazamientos (anclaje más solicitado)Cargas de corto plazo:

NSk = 0,071 [kN] dN = 0,0019 [mm]

VSk = 2,469 [kN] dV = 0,1235 [mm]

dNV = 0,1235 [mm]Carga de largo plazo:

NSk = 0,071 [kN] dN = 0,0043 [mm]

VSk = 2,469 [kN] dV = 0,1975 [mm]

dNV = 0,1976 [mm]

Comentarios: Desplazamientos a tracción son válidos con la mitad del par de apriete requerido no fisurado ¡Hormigón! Los desplazamientos son validos sin rozamiento entre el hormigón y la placa de anclaje! La holgura entre el taladro en el hormigón y en la placa no son considerados en este cálculo.

¡Los desplazamientos aceptables en los anclajes dependen del tipo de construcción de la fijación y deben ser definidos por el proyectista!

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7 Avisos• No se considera la redistribución de carga entre los aclajes debido a deformaciones elasticas de la placa. ¡Se asume que la placa es

suficientemente rígida, para evitar que se deforme cuando se somete a cargas! ¡Los datos de entrada y resultados deben ser comprobados para verificar que se encuentran conformes con las condiciones existentes y que sean admisible!

• ¡Verificación de la tranferencia de cargas al material base es necesaria según fiEN 1992-4, Anexo A!

• ¡El diseño solo es válido si la holgura en la instalación no es mayor que los valores dados en la Tabla 6.1 de la EN 1992-4! Para holguras mayores ver sección 6.2.2 de la EN 1992-4!

• La lista de accesorios en este informe es sólo para información del usuario. En cualquier caso, las instrucciones para el uso, mostrados en el producto, deben ser seguidas para asegurar una correcta instalación.

• Para la determinación del \ raw {\ psi {} _ {re, v}} (fallo de borde de hormigón) se asume un recubrimiento de hormigón en la armadura de refurzo de borde de c = 30 mm

• El taladro debe limpiarse de acuerdo con la homologación (soplar dos veces con aire comprimido (min. 6 bar), cepillar dos veces y volver a soplar dos veces con aire comprimido (min. 6 bar)).

• La tensión de adherencia característica depende de las temperaturas de corto y largo plazo

• No se requiere armadura de borde para evitar rotura por splitting

• Design is only valid if hole is filled to remove clearance, clearance as per EN 1992-4 Table 6.1

¡La fijación cumple los criterios de diseño!

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Coordenadas del anclaje mm

Anclaje x y c-x c+x c-y c+y

1 -50,0 -110,0 95,0 405,0 - -2 60,0 -110,0 205,0 295,0 - -3 -50,0 0,0 95,0 405,0 - -

Anclaje x y c-x c+x c-y c+y

4 60,0 0,0 205,0 295,0 - -5 -50,0 110,0 95,0 405,0 - -6 60,0 110,0 205,0 295,0 - -

8 Datos de instalación

Placa de anclaje, acero: S 235; E = 210.000,00 N/mm2; fyk = 235,00 N/mm2 Tipo y tamaño de anclaje: HIT-HY 200-A + HAS-U 8.8 M12

Perfil: sin perfil Número de artículo: 2237085 HAS-U 8.8 M12x160 (Insertar) / 2022696 HIT-HY 200-A (Resina)

Diámetro de taladro en chapa: df = 14,0 mm Par de apriete de instalación: 40 Nm Espesor de placa (introducir): 20,0 mm Diámetro de taladro en material base: 14,0 mm Espesor de placa recomendado: no calculado Profundidad de taladro (min/max): 70,0 mm Método de perforación: Taladro a rotopercusión Mínimo espesor del material base: 100,0 mm Limpieza: Se requiere limpieza del taladro con aire comprimido.

Hilti HIT-V varilla roscada con HIT-HY 200 resina de inyección con 70 mm de empotramiento, M12, Acero Galvanizado, instalado mediante Taladro a percusión, según instrucciones de uso , con relleno de taladro mediante Set dinámico Hilti u otra solución adecuada

8.1 Accesorios recomendados

Taladro Limpieza Instalación• Taladro a rotopercusión adecuado• Tamaño adecuado de broca

• Aire comprimido con los accesorios requeridos para soplar desde el fondo del taladro.

• Diámetro adecuado de cepillo de alambre

• El sistema de inyección incluye el mezclador y porta-cartuchos

• Llave dinamométrica

1 2

3 4

5 6

50,0 110,0 40,0

40,0

110,

011

0,0

40,0

x

y100,0 100,0

150,

015

0,0

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9 Observaciones; comentarios• Toda la información y todos los datos contenidos en el software sólo se refieren a la utilización de los productos Hilti y están fundados en

principios, fórmulas y normativas de seguridad conformes a las consignas técnicas de Hilti y en instrucciones de operación, montaje, ensamblaje, etc., que el usuario debe seguir exhaustivamente. Todas las cifras que en ellos constan son medias; por lo tanto, se deben realizar pruebas específicas de utilización antes de la utilización del producto Hilti aplicable. Los resultados de los cálculos ejecutados mediante el software reposan básicamente en los datos que usted introduce en el mismo. Por lo tanto, es usted el único responsable de la inexistencia de errores, de le exhaustividad y la pertinencia de los datos introducidos por usted mismo. Asimismo, es usted el único responsable de la verificación de los resultados del cálculo y de la validación de los mismos por un experto, en especial en lo referente al cumplimiento de las normas y permisos aplicables previamente a su utilización, en particular para su aplicación. El software sólo sirve de ayuda para la interpretación de las normas y permisos sin ninguna garantía con respecto a la ausencia de errores, la exactitud y la pertinencia de los resultados o su adaptación a una determinada aplicación.

• Debe usted tomar todas las medidas necesarias y razonables para impedir o limitar los daños causados por el software. En especial, debe usted tomar sus disposiciones para efectuar regularmente un copia de seguridad de los programas y de los datos y, de ser aplicable, ejecutar las actualizaciones regularmente facilitadas por Hilti. Si no utiliza la función AutoUpdate del software, debe usted comprobar que en cada caso usted utiliza la versión actual y puesta al día del software, ejecutando actualizaciones manuales a través del Sitio Web Hilti. Hilti no será considerada como responsable por cualquier consecuencia, tal y como la necesidad de recuperar necesidades o programas perdidos o dañados, que se deriven de un incumplimiento, por su parte, de sus obligaciones.

MaaB arquitectura y urbanismo slp ANEXO I JUSTIFICACIÓN CTE


REHABILITACION ENVOLVENTE TERMICA EDIFICIO DE VIVIENDAS. ARTAZAGANE 45. LEIOA 8

1.2. CÁLCULO DE LOS PANELES Y GANCHOS DE SUJECIÓN

La estabilidad de los propios paneles y del gancho de cuelgue ha sido analizada por el

consorcio RENOZEB en el documento que se presenta a continuación.

Via Giovanni Pascoli, 39 – 47822 Santarcangelo di Romagna (RN) Italy - T. (+39) 0541623329 - Email: [email protected]

www.meweng.com

Santarcangelo di Romagna,December 2, 2019

Voru (EW) – Durango (E)

R03 - Units

PROJECT: RenoZeb 000038

Voru, Estonia / Durango, Spain

CLIENT: Focchi S.p.a.

Via Cornacchiara, 805 – 47824 Poggio Torriana [Italy]

STRUCTURAL DESIGNER: Eng. Odine MANFRONI

R03 - UNITS RENOZEB

2

Index Introduction ................................................................................................................................................................. 3

1. References ........................................................................................................................................................... 6

2. Material Properties .......................................................................................................................................... 7

2.1 Aluminum EN AW 6063T6 .................................................................................................................... 7

2.2 Steel S355 .................................................................................................................................................... 7

2.3 Polyamide PA 66 GF25 ........................................................................................................................... 8

2.4 Bolts ............................................................................................................................................................... 9

2.5 Screws ......................................................................................................................................................... 10

3. UNIT CHECK ..................................................................................................................................................... 11

3.1 Mullion check ........................................................................................................................................... 11

3.1.1 Stress check ...................................................................................................................................... 18

3.1.2 Deflection check ............................................................................................................................. 20

3.2 Transoms check....................................................................................................................................... 21

3.2.1 Sections .............................................................................................................................................. 22

3.2.2 Lower and upper transoms ........................................................................................................ 32

3.2.3 Central transom .............................................................................................................................. 42

3.3 Local Analysis – Connections check ................................................................................................ 47

3.3.1 Stack Joint Connection ................................................................................................................. 48

3.3.2 Female transom .............................................................................................................................. 50

3.3.3 Central transom Connection ...................................................................................................... 52

3.4 Durango – Connection to the existing structure ......................................................................... 55

3.4.1 Hook-on Bracket ............................................................................................................................ 55

3.4.2 Double ‘C’ aluminum bracket .................................................................................................... 61

3.4.3 Connection to the concrete slab ............................................................................................... 65

4. Annex A ............................................................................................................................................................... 69

R03 - UNITS RENOZEB

3

Introduction The following report analyzes the units to be installed on two similar facades in two different cities: one in Voru (Estonia) and on in Durango (Spain).

Figure 1 Top view

Figure 2 Lateral view

R03 - UNITS RENOZEB

4

In the following, the biggest unit is analyzed; main dimensions are the following.

Unit Dimensions

2200x3000 [mm] Table 1 Unit dimensions

Figure 3 Vertical section

The external loads are applied according with the load combinations shown in report R01.

Lower Transom

Central Transom

Upper Transom

R03 - UNITS RENOZEB

5

Figure 4 Loads application

Dead Load

Wind Positive/Negative

Pressure

Live Load

R03 - UNITS RENOZEB

6

1. References In drawing up these calculations, reference has been made to the laws and current Technical standard in force as given below:

- UNI ENV 1991-2-1: 2005 “Eurocode 1: actions on structures”

- UNI ENV 1991-2-4: 2005 “Eurocode 1: wind action on structures”

- UNI/TR 11463 - EN 14024:2004

- Technical Update 14 – Window and Cladding “Load Combinations”

R03 - UNITS RENOZEB

7

2. Material Properties

2.1 Aluminum EN AW 6063T6

70000E MPa : Young’s Modulus

0.3 : Poisson’s ratios

327 /KN m : Unit weight

623 10 1/ C : coefficient of thermal expansion

215uf MPa : ultimate strength

0,2 160f MPa : characteristic yield strength

160df MPa : design tensile strength

2.2 Steel S355

210000E MPa : Young’s Modulus

0.33 : Poisson’s ratios

C /1102.1 5 : coefficient of thermal expansion

380 /KN m : Unit weight

355[ ]ykf MPa : characteristic yield strength

338ydf MPa : design tensile strength

R03 - UNITS RENOZEB

8

2.3 Polyamide PA 66 GF25

Table 2 Polyamide mechanical properties

R03 - UNITS RENOZEB

9

2.4 Bolts Resistance class = 8.8

649ybf MPa : yield strength

800tbf MPa : breaking strength

Shear and tensile strength of the bolts is evaluated in accordance with the Eurocodes, as follows. Shear Resistance

,

0.6 ub resv Rd

Mb

f AF

Tensile resistance

,

0.9 ub rest Rd

Mb

f AF

Bolt Fvrd [kN]

Ftrd [kN]

M10 22 33 M12 32 48

Table 3 Bolts strength

R03 - UNITS RENOZEB

10

2.5 Screws Resistance class = 8.8

649ybf MPa : yield strength

800tbf MPa : breaking strength

Shear and tensile strength of the bolts is evaluated in accordance with the Eurocodes, as follows. Shear Resistance

,

0.6 ub resv Rd

Mb

f AF

Tensile resistance

,

0.9 ub rest Rd

Mb

f AF

Bolt Fvrd [kN]

Ftrd [kN]

Φ6.3 8.9 13.5 Table 4 Screws strength

R03 - UNITS RENOZEB

11

3. UNIT CHECK

3.1 Mullion check The unit has two mullions with the same symmetric section. In the following, a single mullion is analyzed.

Figure 5 Top view

Mullion

R03 - UNITS RENOZEB

12

Figure 6 Lateral view

R03 - UNITS RENOZEB

13

The inertia value of the profile (single mullion) is determined according with code EN 14024:2004. The code specifies the method to evaluate the mechanical performance of a profile with thermal barrier. The formulas are shown in the following.

R03 - UNITS RENOZEB

14

Figure 7 Effective momentum of inertia of thermal barrier profiles.

Figure 8 Female transom section

Profile 1

Profile 2

R03 - UNITS RENOZEB

15

Profile 1 (P1) area A 4.77 cm2

inertia Jy 21.23 cm4 Center to center distance x 6.8 cm

Table 5 Profile 1


inertia Jy 96.75 cm4 Center to center distance X 4.26 cm

Table 6 Profile 2

PA66 GF25 Young’s modulus E 1300 MPa

Thickness th 0.16 cm Width w 3.6 cm Length l 300 cm

Table 7 Thermal break

4476[ ]J cm (Rigid moment of inertia)

0.752

(Compound part of the rigid moment of inertia) 5.84

0.776 1C

(measure of the effect of the elastic connection)

4283[ ]efJ cm (Rigid moment of inertia)

/ 0.59efJ J

R03 - UNITS RENOZEB

16

Geometric parameter Material: aluminum alloy 6063-T6

Mullion

Mullion (M) area A 12.38 cm2

inertia Jx 283 cm4 ymax 10.55 cm

Section modulus Wx 26.82 cm3

R03 - UNITS RENOZEB

17

The vertical mullion could be analyzed with a simple scheme, shown in the following.

Figure 9 Static scheme

Where:

2200[ ] / 2 1100[mm]b mm

21.55[kN/ ]windW m (design maximum

pressure, see report R01 – Loads)

0.5[ / ]kF kN m (Live load, see report R01 - Loads)

21.55[ / ] 1.1 1.70[ / ]windq W b kN m kN m

0.5[ / ] 1.1 0.55[ ]kF F b kN m kN

R03 - UNITS RENOZEB

18

3.1.1 Stress check

3.1.1.1 Flexural check The maximum stresses are evaluated as follows according with the ULS combinations shown in report R01.

Combination Force Value Unit

ULS 1 F 0.58 kN

q 2.55 kN/m

ULS 2 F 0.82 kN q 1.53 kN/m

Table 8 Actions

Combination ULS 1

2

3.3[ ]8 4

q L F LM kNm

3

3.30[ ]123[ ]

26.82[ ]mx

M kNmMPa

w cm

[Mullion stress]

160df MPa

[Design tensile strength]

/ 0.77 1m df [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

19

Combination ULS 2

2

2.35[ ]8 4

q L F LM kNm

3

2.35[ ]87[ ]

26.82[ ]mx

M kNmMPa

w cm

[Mullion stress]

160df MPa



R03 - UNITS RENOZEB

20

3.1.2 Deflection check Deflection of the mullion is evaluated with the static scheme adopted for the stress check (see Figure 9). Deflection is evaluated in accordance with the SLS combinations shown in report R01.


SLS 1 F 0.39 kN

q 1.70 kN/m

SLS 2 F 0.55 kN q 1.02 kN/m

Table 9 Actions

Combination SLS 1

4 35 110.1[ ]

384 48

q L F Lf mm

EJ EJ

max / 200 3000 / 200 15[ ]f H mm

maxf f [ok, checked]

Combination SLS 2

4 35 17.00[ ]

384 48

q L F Lf mm

EJ EJ

max / 200 3000 / 200 15[ ]f H mm

maxf f [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

21

3.2 Transoms check In the following, the three transoms are checked. Geometry and main features are as follows.

Figure 10 Vertical section

Female Transom

Central Transom

Male Transom

R03 - UNITS RENOZEB

22

3.2.1 Sections Female transom

The inertia value of the profile its determined according with code EN 14024:2004. The code specifies the method to evaluate the mechanical performance of a profile with thermal barrier. The formulas are shown in the following.

R03 - UNITS RENOZEB

23

Figure 11 Effective momentum of inertia of thermal barrier profiles.

Figure 12 Female transom section

Profile 1 (P1)

area A 4.77 cm2 inertia Jy 21.23 cm4

Center to center distance x 6.73 cm Table 10 Profile 1


inertia Jy 85.85 cm4 Center to center distance X 4.24 cm

Table 11 Profile 2

Profile 1 Profile 2

R03 - UNITS RENOZEB

24

PA66 GF25

Young’s modulus E 1300 MPa Thickness th 0.16 cm

Width w 3.6 cm Length l 220 cm



0.767


0.664 1C



/ 0.47efJ J

R03 - UNITS RENOZEB

25


Female transom

Female Transom (Tf ) area A 12.35 cm2

inertia Jx 19.16 cm4 ymax 3.05 cm

Section modulus Wx 6.28 cm3 inertia Jy 218 cm4

xmax 10.48 cm Section modulus Wy 20.80 cm3

R03 - UNITS RENOZEB

26

Male transom

The same approach is adopted even for the male transom.

Figure 13 Male transom section

Profile 1 (P1)




inertia Jy 93.43 cm4 Center to center distance X 3.62 Cm

Table 14 Profile 2

Profile 1 Profile 2

R03 - UNITS RENOZEB

27

PA66 GF25





0.773


0.649 1C



/ 0.45efJ J

R03 - UNITS RENOZEB

28


Male transom

Male Transom (Tm ) area A 14.53 cm2

inertia Jx 39.63 cm4 ymax 4.92 cm



In the following, the global inertia of the two assembled transoms is evaluated.

458.79[ ]tot f mx x xJ J J cm

4448[ ]tot f m

yy yy yyJ J J cm

R03 - UNITS RENOZEB

29

Central transom The same approach is adopted even for the central transom.

Figure 14 Central transom section

Profile 1 (P1)




inertia Jy 141 cm4 Center to center distance X 4.37 cm

Table 17 Profile 2

Profile 1

Profile 2

R03 - UNITS RENOZEB

30

PA66 GF25





0.755


0.580 1C



/ 0.43efJ J

R03 - UNITS RENOZEB

31


Central transom

Central Transom (Tc ) area A 19.95 cm2

inertia Jx 112 cm4 ymax 5 cm



R03 - UNITS RENOZEB

32

3.2.2 Lower and upper transoms Lower and upper transoms (female and male) are loaded by the wind pressure/sunction.

Figure 15 Female transom

Figure 16 Male transom

R03 - UNITS RENOZEB

33

The following simple static scheme is used in order to analyze the transom


The uniform load ‘q’ is proportional to the influence load area on the transom. In particular the load distribution could be assumed as shown in the following figure.

R03 - UNITS RENOZEB

34

Figure 18 Load distribution

2 21 2( ) 1.55[ / ] 2.04[ ] 1.45[ / ]2.20

windW W W kN m mq kN mb

R03 - UNITS RENOZEB

35

3.2.2.1 Stress check

3.2.2.1.1 Flexural check – Wind load The maximum stresses are evaluated as follows according with the ULS combinations shown in report R01.


ULS 1 q 2.2 kN/m

Table 19 Transom

2 22.2[ / ] 2.201.35[kNm]

8 8

q b kN mM

Combination ULS 1 – Female profile

4

3 4

1.35[ ] 218[ ]32[ ]

20.8[ ] 448[ ]

fy y

f y f m fy y y

M J kNm cmMPa

w J J cm cm

[Female mullion stress]

160df MPa


/ 0.20 1f y df [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

36

Combination ULS 1 – Male profile

4

3 4

1.35[ ] 230[ ]34[ ]

20.62[ ] 448[ ]

my y

m y m m fy y y

M J kNm cmMPa

w J J cm cm


160df MPa


/ 0.22 1m y df

[ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

37

3.2.2.1.2 Flexural check – Dead load and wind load In addition to the wind load, lower transom (female transom) is loaded even with the dead load of the unit. Static scheme adopted is the following one.


In order not to overestimate the checks below, a specific load evaluations is adopted. In particular, female transom is loaded by the dead load of the opaque zone of the unit. There is no glass loading the transom. Only the weight of the mineral wool and the weight of the external gres panel must be considered, see even figure below. Weight of the mineral wool could be considered as uniformly applied along the length of the transom (load ‘D’ in the figure above). On the other hand, weight of the gres panel has to be considered as applied in two positions, 10[cm] away from the lateral connection of the panel (load ‘G’ in the above figure)

R03 - UNITS RENOZEB

38

Figure 20 Horizontal section

Gres panel [6mm thick] is assumed to weigh 0.17[kN/m2], whereas mineral wool with a thickness of 190[mm] weighs 0.12[kN/m2].

20.12[ / ]Dead kN m

[weight mineral wool]

2 20.12[ / ] 2.23[ ] 0.12[ / ]2.2[ ] 2.2[ ]areaDead A kN m mD kN mm m

20.17[ / ]G kN m [weight gres panel]

2 2/ 2 / 2 0.17[ / ] 2.23[ ] / 2 0.19[ ]areaG G A kN m m kN

The maximum stresses are evaluated as follows according with the ULS combinations shown in report R01.

Gres panel

Mineral wool

R03 - UNITS RENOZEB

39


ULS 1

q 2.2 kN/m

D 0.16 kN/m

G/2 0.25 kN

Table 20 Transom

Flexural moment due to the vertical loads is as follows.

0.15[kNm]xM

Combination ULS 1 – Female profile

max 3

0.15[ ]32[ ] 56[ ]

6.28[ ]x

f f y fx

M kNmMPa MPa

w cm

.


160df MPa



R03 - UNITS RENOZEB

40

3.2.2.2 Deflection check – Dead load and wind load Deflection of the female transom is evaluated in accordance with the following static scheme.


Loads are applied according with SLS combination.


SLS 1

q 1.45 kN/m

D 0.12 kN/m

G/2 0.19 kN

Table 21 Transom

4 4

2 4

5 5 1.45[kN/ ] 2.202.9[ ]

384 384 700000[ / ] 218[ ]x fy

q b mf mm

EJ kg cm cm

max / 250 2.20 / 300 7.3[ ]f b mm (OK, checked)

R03 - UNITS RENOZEB

41

42 2

42 2

2 4 2 4

5 G/ 2(3 4 )

384 24

5 0.12[kN/ ] 2.20 0.19[ ] 10[ ](3 2.2 4 0.1 ) 4.0[ ]

384 700000[ / ] 19.16[ ] 24 700000[ / ] 19.16[ ]

z f fx x

D b if b i

EJ E J

m kN cmmm

kg cm cm kg cm cm


It is underlined that, if gres panel is directly connected to the lateral mullion, its weight does not directly loads female transom. For this reason, the deflection of the transom would be lower than the one evaluated.

R03 - UNITS RENOZEB

42

3.2.3 Central transom Central transom is analyzed as follows.

Figure 22 Central transom - section

The following simple static scheme is used in order to analyze the transom


R03 - UNITS RENOZEB

43

According with the previous figure, the uniform loads ‘q’ and ‘D’ are equal to:

2 21 2( ) 1.55[ / ] 2.04[ ] 1.45[ / ]2.20

windW W W kN m mq kN mb

22.2 1.984 4.36[ ]AreaA b h m [unit area]

20.85[ / ]Dead kN m [weight of the unit]

2 20.85[ / ] 4.36[ ] 1.70[ / ]2.2[ ] 2.2[ ]areaDead A kN m mD kN mm m

R03 - UNITS RENOZEB

44

3.2.3.1 Stress check

3.2.3.1.1 Flexural check – Dead load and wind load The maximum stresses are evaluated as follows according with the ULS combinations shown in report R01.


ULS 1 q 2.15 kN/m

D 2.2 kN/m

Table 22 Transom

2 22.15[ / ] 2.201.30[kNm]

8 8y

q b kN mM

2 22.2[ / ] 2.201.35[kNm]

8 8x

D b kN mM

Combination ULS 1 – Central transom

max 3 3

1.30[ ] 1.35[ ]108[ ]

27.3[ ] 22.4[ ]y x

f c cy x

M M kNm kNmMPa

w w cm cm


160df MPa



R03 - UNITS RENOZEB

45

3.2.3.2 Deflection check – Dead load and wind load Deflection of the central transom is evaluated in accordance with the following static scheme


Loads are applied according with SLS combination.


SLS 1 q 1.45 kN/m

D 1.7 kN/m

Table 23 Transom

4 4

2 4

5 5 1.45[kN/ ] 2.202.1[ ]

384 384 700000[ / ] 303[ ]xy

q b mf mm

EJ kg cm cm

[Horizontal deflection]

max / 250 2.20 / 300 7.3[ ]f b mm

(OK, checked)

R03 - UNITS RENOZEB

46

4 4

2 4

5 5 1.70[kN/ ] 2.206.6[ ]

384 384 700000[ / ] 98.22[ ]zx

D b mf mm

EJ kg cm cm

[Vertical deflection]


R03 - UNITS RENOZEB

47

3.3 Local Analysis – Connections check A specific load distribution is in the following assumed in order to check the connection of the unit’s elements. DESIGN PARAMETERS: Design Wind Pressure : WL= 1.55kN/mq Panel Height Above [h2] = 1984[mm] Panel Height Below [h1]= 1015[mm] Area [A]=6.6[m2] Horizontal Span [L]= 2200[mm] WINDLOAD: W1 = 0,85 mq W2 = 1.20 mq Q1 = W1 * WL = 0,85 * 1.55 = 1.30 kN Q2 = ( W1 + W2 ) * WL = 2.05* 1.55 =3.2 kN Reaction due to Wind Load: Lower transom : RW1 = 1.30/2 = 0,65 kN Central transom : RW2 = 3.2 /2 = 1.60 kN Action due to Wind Load: Stack joint : RWL = WL*A/2= 5.2 kN DEAD LOAD: Lower transom m= DL*L*(h1) = 1.90 kN where DL= 0,85 kN/mq P1 = m/2 = 0.95 kN Central transom (panel dead load) m= DL*L*(h2) = 3.70 kN where DL= 0.85 kN/mq P2 = m/2 = 1.85 kN

Table 24 Main parameters

R03 - UNITS RENOZEB

48

3.3.1 Stack Joint Connection Stack joint is in the following analyzed.

Figure 25 Lower transom detail – Lateral view

Offsets e= 36.70 mm

Wind Load (ULS) RWL=7.8 [kN]

Dead Load (ULS) P1= 1.25 [kN]

P1

RWL

e

R03 - UNITS RENOZEB

49

3.3.1.1 Stack Joint check Tongue Length b= 2200mm

Tongue Thickness t = 3.50 mm

Tongue Stress

2 3

7.8[ ] 36.7[ ]64[ ]

4.5[ ]6

wlb

R e kN mmf MPa

b t cm

160df MPa


/ 0.40 1b df f [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

50

3.3.2 Female transom

3.3.2.1 Screws check Three screws on each end guarantee the connection between the lower transom to the vertical mullions. Forces acting on the connection are Rw1 and P1.

Figure 26 Screws highlight

Shear force on a single screw is evaluated as follows.

11.5( / 3) 1.5(0.95[ ] / 3) 0.50[ ]vF P kN kN

11.5( / 3) 1.5(0.65 / 3) 0.32[ ]h wF R kN

2 2 0.60[ ]h vF F F kN [Screw shear]

Screws are Φ6.3; shear strength is shown in Table 4.

8.9[ ]vR kN

/ 0.07 1vF R [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

51

3.3.2.2 Bearing check Shear force on a single screw, evaluated in the previous chapter, is adopted in the following for the bearing check of the aluminum mullion.

, 0.60[ ]b EdF F kN [Screw shear]

Bearing stress check is as follows.

0.4

215uf MPa (aluminum 6063 T6)

6.3d mm

[diameter]

2.3t mm

[thickness of mullion web]

,

2.5 0.4 215[ ] 0.63 0.232.52.5

1.25u

b RdMb

MPa cm cmf d tF kN

,

,

0.25 1.0b Ed

b Rd

F

F

[ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

52

3.3.3 Central transom Connection The horizontal central transom is connected to the mullion with six screws on each end.

Figure 27 Central transom detail – Lateral view

Wind Load (ULS) RW2=2.4 [kN]

Dead Load (ULS) P2= 2.4 [kN]

P2

RW2

R03 - UNITS RENOZEB

53

3.3.3.1 Screws check As already stated, six screws on each end guarantee the connection between the lower transom to the vertical mullions.

Figure 28 Screws highlight

Shear force on a single screw is evaluated as follows.

2 / 6 2.4[ ] / 6 0.40[ ]vF P kN kN

2 / 6 2.4[ ] / 6 0.40[ ]hF Rw kN kN

2 2 0.60[ ]h vF F F kN [Screw shear]

Screws are Φ6.3; shear strength is shown in Table 4.

8.9[ ]vR kN

/ 0.07 1vF R [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

54

3.3.3.2 Bearing check Shear force on a single screw, evaluated in the previous chapter, is adopted in the following for the bearing check of the aluminum mullion.

, 0.60[ ]b EdF F kN [Screw shear]


0.4


6.3d mm

[diameter]

2.3t mm


,

2.5 0.4 215[ ] 0.63 0.232.52.5

1.25u

b RdMb

MPa cm cmf d tF kN

,

,

0.25 1.0b Ed

b Rd

F

F

[ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

55

3.4 Durango – Connection to the existing structure

3.4.1 Hook-on Bracket In the following the hook-on bracket is checked. The element is realized by an assembly of aluminum profiles. It allows the connection of the unit to the rear steel bracket, connected to the main structure. Forces acting on a single bracket are mainly an horizontal one and a vertical one. According with Figure 9 it is possible to evaluate the horizontal force. Forces due to the wind load are multiplied by 2.0 factor because it is necessary to take into account the loads that comes from the upper unit.


ULS 1 F 0.58 kN

q 2.55 kN/m

ULS 2 F 0.82 kN q 1.53 kN/m

Table 25 Actions

Combination n°1

2.55[ / ] 3

2 2 0.58[ ] 8.25[ ]2 2h

q l kg mF F kN kN

Combination n°2

1.53[ / ] 3.02 2 0.82[ ] 5.5[kN]

2 2h

q l kN mF F kN

Force of combination n°1 is the one assumed in the following. Vertical force is due to the dead load of the unit.

2 2 21.3 0.85[ / ] 1.3 0.85[ / ] 3.3[ ] 3.6[kN]2vAreaF kN m kN m m

Both loads evaluated are applied on each hook.

R03 - UNITS RENOZEB

56

Figure 29 Connection – Lateral view

The hook-on bracket could be considered as an hinge, that rotates next to the connection to the steel plates anchored to the rear wall.

Fv

Fh

R03 - UNITS RENOZEB

57

3.4.1.1 Bolted connection Three M10 allow the connection between the mullion and the hook-on bracket.

Figure 30 Bolts highlight

Forces acting on a single bolt are as follows.

' / 2 8.25[ ] / 2 4.12[kN]h hF F kN [Tensile load on a single bolt]

' / 3 3.6[kN] / 2 1.8[kN]v vF F

[Shear load on a single bolt]

, 22[ ]v RdF kN , 33[ ]t RdF kN

[see Table 3]

,' / 0.09 1v v RdF R

[ok, checked]

,' / 0.12 1h t RdF R

[ok, checked]

, ,

' '0.18 1

1.4v t

v Rd t Rd

F F

RR

[ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

58

Bearing check Shear force on a single bolt, evaluated in the previous chapter, is adopted in the following for the bearing check of the aluminum mullion.

, ' 1.80[ ]b Ed vF F kN [Screw shear]


0.4


10d mm

[diameter]

3.5t mm


,

2.5 0.4 215[ ] 1.0 0.352.56.0

1.25u

b RdMb

MPa cm cmf d tF kN

,

,

0.30 1.0b Ed

b Rd

F

F

[ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

59

3.4.1.2 Bracket check In order to better analyze the behavior of the aluminum bracket when loads are applied, a FE model is realized.

Figure 31 FE model

Forces are applied on the two bolts. On the other hand, restraints are applied where the bracket is connected to the other aluminum bracket.

Fv

Fh

Vertical restraint

Horizontal restraint

R03 - UNITS RENOZEB

60

Figure 32 Von Mises stress

118[ ]VonMises MPa

The bracket is made of aluminum 6063T6. Stress check is as follows.

160df MPa


/ 0.75 1vonMises df [ok, checked]

R03 - UNITS RENOZEB

61

3.4.2 Double ‘C’ aluminum bracket The hook-on bracket analyzed in the previous paragraph is connected to a rear bracket realized by two profiles. A FE model of the system is then realized.

Figure 33 Top view

In order not to overestimate the actions acting on a single bracket, a specific load evaluation is adopted.

R03 - UNITS RENOZEB

62

3.4.2.1 Load evaluation Next to the biggest unit (the one analyzed in this report) there are smaller units. For this reason, loads applied on the connection to the existing structure are as follows.

Figure 34 Top view

(1013 2200) / 2 1600[ ]b mm

21.55[kN/ ]windW m (design maximum pressure, see report R01 – Loads) It must be noted that, in accordance with TU14, wind load and crowd load does not need to be combined together. Both loads must be considered separately and the ones that gives the more severe loading actions is the one to be considered. In this case, wind load is the most stressful action. Combination n°1

2.48[ / ] 31.5 2 1.5 2 11.1[ ]

2 2h

W b l kg mF kN

Vertical force is due to the dead load of the both halves of unit.

2 21.3 0.85[ / ] 1.3 0.85[ / ] 1.60 3.0 5.3[kN]vF kN m b h kN m

R03 - UNITS RENOZEB

63

3.4.2.2 FE model

Figure 35 FE model

Connection to rear steel structure

Connection to rear steel structure

M10 bolts

M10 bolts

R03 - UNITS RENOZEB

64

Figure 36 Von Mises stress

151[ ]VonMises MPa

The bracket is made of aluminum 6063T6. Stress check is as follows.

160df MPa



It is underlined that the peaks shown in the stress results are due to the mesh dimensions. Moreover, model does not take into account the nuts that allow to distribute the force on the aluminum plate.

R03 - UNITS RENOZEB

65

3.4.3 Connection to the concrete slab On the back of the two brackets analyzed in the previous paragraphs, a steel bracket is installed. Loads applied on the external edge of the bracket, where the double ‘C’ aluminum bracket is connected with bolts.

Figure 37 Frontal view

Figure 38 Top view

R03 - UNITS RENOZEB

66

3.4.3.1 FE model From the model adopted in chapter 3.4.2.2 it is possible to evaluate the actions transferred to the steel bracket. These actions are then applied to the model. Results are shown in the following.

Figure 39 Von Mises Stress

308[ ]VonMises MPa

The bracket is made of aluminum Steel S355. Stress check is as follows.

338ydf MPa



R03 - UNITS RENOZEB

67

3.4.3.2 Anchors check Loads are applied on the hook-on bracket, which transfers them to the rear system of brackets. The distance between the application point and the concrete structure is, at maximu, 265[mm].

Figure 40 Top view

Loads on the anchor system is then evaluated as follows.

11.1[ ]hF kN [horizontal force]

5.3[kN]vF [Vertical force]

265[ ] 1.40[kN ]vM F mm m [Flexural Moment]

R03 - UNITS RENOZEB

68

The following hypothesis are assumed:

Concrete C12/15;

Cracked Concrete;

Embedment length equal to 70[mm];

15[mm] of mortar between steel plate and concrete structure.

Check on the anchors is performed in accordance with the Hilti free software. Refer to Annex A for the structural report. Actions on a single steel bar must be compared to the values obtained on site during a test. In particular:

Maximum tensile force equal to 5.3[kN];

Maximum shear force equal to 3.6 [kN].

In the Hilti report (Annex A) actions on every anchor are determined.

Figure 41 Forces on anchors

As shown in the previous figure, both tensile forces and shear ones are lower than the ones tested on site in accordance with an ULS combination.

R03 - UNITS RENOZEB

69

4. Annex A

R03 - UNITS RENOZEB

70

R03 - UNITS RENOZEB

71

R03 - UNITS RENOZEB

72

R03 - UNITS RENOZEB

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R03 - UNITS RENOZEB

74

MaaB arquitectura y urbanismo slp

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