CÁLCULO DE ESTRUCTURAS PARA MONOPOSTES PUBLICITARIOS
GENERALIDADES
Los “tótem” publicitarios son carteles de grandes dimensiones sustentados por un único poste e instalados a grandes alturas a fin maximizar su visión desde el entorno.
Si pensamos en las dimensiones y alturas que pueden alcanzar con alturas de hasta 35 m, podemos entender la gran responsabilidad que recae sobre la estructura y cimentación soporte de estos carteles, los cuales trabajan como velas gigantes recogiendo importantes cargas de viento que deben ser equilibradas por un poste y su cimentación trabajando a modo de ménsula, por lo que trabajan de forma crítica frente a riesgo de colapso por flexión o vuelco y ello debe tenerse muy presente en su dimensionamiento.
En el presente post desde RRG INGENIEROS pasamos a revisar los criterios que aplicamos que aplicamos para el dimensionamiento estructural de estos elementos a fin de lograr una seguridad acorde con su responsabilidad.
NORMATIVA PARA CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA DE MONOPOSTES
Como otra estructura cualquiera más, al estar generalmente constituidas con elementos de acero laminado y cimentación superficial o profunda de hormigón armado utilizaremos la siguiente normativa de dimensionamiento:
-DB SE AE del CTE y Eurocódigo 1-4. Para evaluar las acciones permanentes y climáticas (viento, nieve, etc)
-NCSE-02 si aplicase la acción sísmica
-Código Estructural, para el dimensionamiento de la estructura y cimentación
-DB SE C del CTE y en su caso Guía de Micropilotes para Obras de Carreteras, para el cálculo geotécnico de la cimentación
ACCIONES A CONSIDERAR EN EL CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA DEL MONOPOSTE
Las principales acciones a considerar son las siguientes:
-Cargas permanentes:
Debidas a la propia estructura, equipamientos, luminarias, etc, que en general actuarán de manera favorable sobre la estabilización de la cimentación
-Acciones de viento sobre el cartel y el monoposte:
Será la acción más importante y tendrá una repercusión desfavorable tanto en cuanto a los esfuerzos de flexión sobre la estructura como en la tendencia al vuelco de la cimentación. Para el cálculo de las fuerzas de viento, aplicamos preferentemente el Eurocódigo 1-4, concretamente aplicaremos el epígrafe 5.3. del Eurocódigo 1-4, donde tomaremos para el coeficiente de fuerzas sobre el cartel un valor cf=1,8 según se indica en el epígrafe 7.4.3. del Eurocódigo 1-4 y cf=1,35 para el coeficiente de fuerzas sobre el poste si se trata de un poste tubular cilíndrico. De esta forma obtendremos presiones de cálculo que usualmente se mueven entre los 1,2 y 2 KN/m2 según los casos.
Un dimensionamiento algo menos exigente podría obtenerse asimilando el cartel publicitario a un cartel de señalización vial, aplicando la norma UNE 135311 de Señalización vial en carreteras, obteniendo presiones de cálculo algo menores, si bien para los casos de tótem de cierta responsabilidad preferimos evaluar las presiones de viento aplicando el Eurocódigo 1-4.
Por otro lado, dada la esbeltez de los monopostes, son susceptibles de experimentar efectos aeroelásticos, por lo que las presiones de viento deberán amplificarse con un coeficiente al respecto que usualmente tomará valores entre 1,1 y 1,4 según los casos.
-Acciones de impacto:
Cuando sea previsible la proximidad de vehículos o maquinaria móvil a la estructura de los silos, para lo cual podremos evaluar la aplicabilidad del Eurocódigo 1-2 para las cargas de tráfico
ESTRUCTURA
La estructura se constituye usualmente con monopostes de acero tubular conformado o perfiles de acero laminado ya sea formando celosías espaciales o perfiles simples formando secciones abiertas o cerradas.
El cálculo y diseño de la estructura no supone diferencias significativas respecto a otras estructuras metálicas ordinarias, si bien habremos de tener especial cuidado de considerar los efectos de la abolladura, pandeo o pandeo lateral según se trate de monopostes tubulares o secciones de acero laminado dados los importantes esfuerzos de flexión debios al viento.
Las uniones serán otro aspecto importante a cuidar por cuanto generalmente estas estructuras se fabricarán por piezas en taller y se montarán atornilladas en obra.
El cálculo de la estructura lo abordamos usualmente mediante el programa Cype3D, si bien en ocasiones recurrimos también a otras aplicaciones específicas cuando se requiere el cálculo de placas de anclaje con disposiciones especiales como las que se disponen con distribución de pernos circular, casos abordables con programa como Idea-Statica.
En cuanto a los límites de desplomes y deformaciones podemos aplicar los límites de desplazamientos indicados en la norma UNE 135311 para carteles de señalización en carreteras y según la tipología de cartel de que se trate:
CIMENTACIÓN
En función de los resultados del correspondiente Estudio geotécnico podremos saber la competencia del suelo como soporte de cimentación y en función de ello adoptaremos el sistema de cimentación correspondiente, siendo lo usual si la resistencia del terreno y profundidad de suelo firme lo permiten recurrir a losas de cimentación o zapatas, si bien en ocasiones habremos de recurrir a cimentación profunda mediante pilotes o micropilotes.
Dado que generalmente estas estructuras trabajan como “ménsulas” frente a cargas horizontales, la estabilidad frente a vuelco dependerá por lo general exclusivamente de un solo elemento de cimentación por lo que conviene dimensionar la misma con un margen de seguridad frente a vuelco algo conservador.
El cálculo de la cimentación lo abordamos usualmente mediante el programa Cype3D, si bien en ocasiones la cimentación la resolvemos mediante prismas empotrados en el terreno, y en dichos casos realizamos un cálculo manual mediante la formulación de Sulzberger y otros basados en considerar la resistencia pasiva del terreno en la resistencia a giro del cimiento.
CONCLUSIONES
Como vemos el dimensionamiento de estructuras para monopostes publicitarios requiere de un estudio cuidadoso por la gran responsabilidad que pueden tener dependiendo de las alturas de los mismos, del nivel de cargas y su variabilidad.
Si desea un asesoramiento al respecto, puede ponerse en contacto RRG INGENIEROS a través de:
