• Author / Uploaded
• Jose Flores Saravia

Citation preview

MEMORIA DE CALCULO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

1 de 8

Revisión

1

Edición

10/07//17

DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

0 Rev.

Fecha

Para construcción

Edición inicial

R. Llerena

O-Mechan

Propósito de Emisión

Detalles del Cambio

Preparado

Aprobado

CONTROL DE EMISION Y CAMBIOS

 

Revisado

Firmas de la revisión vigente

COPIA NO CONTROLADA COPIA CONTROLADA

__________________________

Fecha:

Los Cambios en el documento están señalados con una raya en el margen derecho, señalando la revisión vigente.

Elaborado por: Oficina de Calidad de Obra

Referencia:

C3

MEMORIA DE CALCULO ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

2 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

INDICE GENERAL

1.0

Objetivo ................................................................................................................. 3

2.0

Sistema de Unidades ........................................................................................... 3

3.0

Alcance ................................................................................................................. 3

4.0

Normas .................................................................................................................. 3

5.0

Definición de fuerza para doblado de varilla de acero ..................................... 3

6.0

Datos para el diseño estructural ........................................................................ 4

6.1

Características ..................................................................................................... 5

6.2

Consideraciones y Características de los Materiales ....................................... 5

6.3

Cargas consideradas:.......................................................................................... 5

7.0

Método de Análisis .............................................................................................. 5

8.0

Verificación de Soldadura ................................................................................... 7

9.0

Con conclusiones y recomendaciones .............................................................. 8

MEMORIA DE CALCULO ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

1.0

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

3 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

Objetivo

- Determinar la resistencia del soporte metálico para completar el doblado de acero de refuerzo de diferentes diámetros. 2.0

Sistema de Unidades El sistema de unidades a emplear en los cálculos será el sistema métrico decimal (m, cm, mm, Tn, kg, KN). Todas las dimensiones serán expresadas preferentemente en milímetros. Los niveles y elevaciones serán en metros. Las tensiones serán en kg/cm2 o MPa.

3.0

Alcance Aplicable para trabajos de doblado de acero de refuerzo según diseño.

4.0

Normas - American Society for Testing Materials - ASTM - American Institute of Steel Construction: Manual LRFD 2005. - American Institute of Steel Construction AISC – LRFD93. - American Iron and Steel Institute AISI – 96. - Código AWS D1.1

5.0

Definición de fuerza para doblado de varilla de acero La deformación plástica en el acero de refuerzo de ¾” de diámetro se obtendrá aplicando sobre una palanca de 1 metro una fuerza producida por una persona. Para efectos del cálculo se estima que una persona puede aplicar 25 Kg de fuerza en el extremo más alejado de la palanca. Con ambos datos se puede determinar el momento generado M M = 𝑓𝑥𝑑 Donde: M = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝐷 = 𝑃𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑎 (𝑚𝑚) 𝑓 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 (𝐾𝑔) M = 250 𝑁. 𝑚

MEMORIA DE CALCULO ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

4 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

Consideramos un factor de seguridad de 1.2 Con la fuerza conocida se procederá a determinar el radio de la varilla que podrá ser deformada. 𝑀. 𝑐 𝜎=𝑘 𝐼 𝜎 = 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 → 𝐼 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎 𝑘 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 → 𝑀 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 → 𝑐 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑒𝑗𝑒 𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜

𝑟 =

2950 𝐾𝑔/𝑐𝑚2 1.2 250 𝑁. 𝑚

4 𝑘. 𝑀. 𝑐 𝜋 𝜎

r = 10.39 𝑚𝑚 A partir de lo revisado se puede concluir que la fuerza aplicada es suficiente para poder deformar una barra de 3/4” de diámetro. Conocida la fuerza se procederá a analizar la resistencia de placas de dobladora manual. 6.0

Datos para el diseño estructural

Imagen 01. Estructura para doblado de acero de refuerzo

MEMORIA DE CALCULO ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

5 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

6.1 Características  El soporte en general será armado con plancha de acero al carbono con un espesor de ½”. 6.2   

Los elementos de Acero se han verificado principalmente considerando los efectos de solicitaciones axiales y de flexión. Se considera como situación límite de diseño el límite de fluencia. Para efectos de este análisis para el material se considera: 6.3

-

Consideraciones y Características de los Materiales

Esfuerzo de fluencia = 207 Mpa Esfuerzo ruptura = 345 Mpa Material: ASTM A36 Cargas consideradas:

Se aplicará el momento máximo encontrado para efectos de conocer el comportamiento de las 2 placas verticales y determinar un factor de seguridad seguro para su utilización en taller.

7.0

Método de Análisis Se realizó un análisis estático de elementos estructurales con el software AUTODESK INVENTOR PROFESIONAL 2017, y los esfuerzos de Von Mises (energía de distorsión). -

En el análisis de esfuerzos realizado a los elementos se observa que el esfuerzo máximo de Von Mises se produce en un área reducida de las placas laterales donde se ejerce la fuerza durante el doblado de la barra de refuerzo, su valor máximo es de 7.43 Mpa (fig.02)

𝜎 . ≪ 𝜎 7.03 𝑀𝑝𝑎 ≪ 207 𝑀𝑝𝑎…..OK

MEMORIA DE CALCULO ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

6 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

Imagen 02. Esfuerzo de Von Mises

La deformación máxima ocurrida con esta carga es de 0.00717 mm, como se observa en la figura 03.

Imagen 03. Deformación máxima

MEMORIA DE CALCULO

0508-CCSK-CAL-003

Hoja

ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCION DOBLADORA MANUAL PARA ACERO DE REFUERZO

-

7 de 8

Revisión

1

Edición

10/07/17

El factor de seguridad el cual representa el cociente del esfuerzo máximo permitido y el esfuerzo máximo de Von Mises es de 27.80 el cual es un valor aceptable. 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑚𝑎𝑥. 𝑉𝑜𝑛 𝑀𝑖𝑠𝑒𝑠

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 =

207 𝑀𝑝𝑎 7.43 𝑀𝑝𝑎

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑆𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 27.8

8.0

Verificación de Soldadura



Se realizó el cálculo de los esfuerzos 𝐹 generados por la carga en la soldadura y material base utilizando la herramienta de uniones soldadas del software Inventor Profesional 2017.



Para efectos del calculo se considera que las longitudes de soldadura para cada plancha serán de 50 mm con un cateto de 5 mm, la no consideración de la longitud completa solo genera una disminución del factor de seguridad.



Se considera como material de aporte soldadura E7018 con las siguientes propiedades: Material Aporte E7018



Esfuerzo de Tracción f = 480 𝑀𝑃𝑎

La fuerza aplicada genera esfuerzos de tensión, compresión y cortante. Se considerara como caso más crítico al esfuerzo cortante según el código AWS D1.1 debe de cumplir las inecuaciones Ec.01 y Ec.02, con un momento de 250 N m sobre el soporte (placas verticales), F