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• Fabio Salas

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IMCO SERVICIOS SAC INGENIERIA Y PROYECTOS SOCIEDAD MINERA CERRO VERDE

PROYECTO: PREFACTIBILIDAD

Fecha: 23/09/11

Rev. A EXTENSION DE BRAZO DE JIB CRANE 2 TON

1.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO: Se requiere el calculo de la extension de brazo de un jib crane con capacidad de carga hasta 2 toneladas que opera en SMCV La longitud de brazo se incrementara desde 13,42m actual hasta 15,39 medidos desde el eje del mastil. El montaje del brazo se hará según indicaciones del personal de SMCV y debe garantizar la estabilidad del mismo así como correcta fijación. Para el análisis del Brazo Grúa se empleo el sotfware de Diseño y Calculo SAP2000 V12, (Elementos Finitos) LRFD93 1.1 NORMAS Y CÓDIGOS: Las normas tomadas en cuenta para los cálculos estructurales del presente proyecto son: -

-

-

Reglamento Nacional de Estructuras (RNE) * Norma E.020 Cargas * Norma E.090 Estructuras Metálicas AISC ( American Institute of Steel Construction) * Manual of Steel Construction, Load and Resistance Factor Design ASCE (American Society of Civil Engineers) * ASCE 7 Minimun Design Loads for Buildings and Other Structures ASTM (American Society for Testing and Materials) * ASTM A-36 Standart Specification for Carbon Structural Steel. * ASTM A-53 Standart Specification for Pipe, Steel, Black, and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless. AWS (American Welding Society) * D1.1 Structural Welding Code - Steel

Brazo de jib crane - 2 toneladas Longitud del Brazo:

15,39 m

Materiales: .-- Perfiles ASTM A-36

1.2 CARGAS DE DISEÑO 1.2.1 Carga Muerta: (DEAD) Cargas verticales debido al Peso propio de la estructura, el cual es asignado por el Programa SAP2000 1.2.2 Carga Viva: (LIVE) Dentro de estas cargas consideraremos: a)

Carga Viva Trolley (CLT):

Peso debido al elemento de izaje (trolley). (Ver anexo tabla 1)

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CLT= 1220,0 Kg

La dirección de esta carga es en sentido de la gravedad, aplicada en el punto proyectado del gancho del trolley cuando este se ubica en el tope de fin de carrera de la Viga Carrilera, según se muestra en la fig. 01

Fig. 01: Carga Viva del Trolley (CLT= 1220 kg) F t Calculo Fuente: C l l ddell Jib C Crane SAP2000 V12

b)

Carga Viva (CL): Son las cargas producidas por el Uso de la Estructura, siendo la capacidad de carga del brazo de: CL=

2000,0 Kg

La dirección de esta carga es en sentido de la gravedad, aplicada en un punto cuando el trolley esta en el tope de fin de carrera de la Viga carrilera, según se muestra en la fig. 02

Fig. 02: Carga Viva de Izaje (CL=2000.0 kg) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

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c)

Carga Viva Impacto (CLI): CLI=

500,0

Kg

Siendo este una carga adicional por Impacto al momento de Izar la Carga. El cual es un 25% de la carga viva (CL). La dirección de esta carga es en sentido de la gravedad, aplicada en el punto de carga cuando el trolley esta en el tope de fin de carrera de la viga carrilera, según se muestra en la fig. 03

Fig. 03: Carga Viva de Impacto (CLI=500.0 kg) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

d)

Cargas debidas al viento (CLW).- Según el mapa eolico del peru la velocidad del viento a 10mt del suelo, en el departamento de arequipa es 80km/hora - La altura considerada para el calculo es 20m ∆) CARGA EXTERIOR DE VIENTO.C= factor de carga = 1,5

Vh  =80(20/10)^0,2Vh  =

Fig. 04: Carga de viento (CLW=65,1 kg/m) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

93,18 km/hora

Ph   h =0,005x1,5x93,2Km/hora 0 005x1 5x93 2Km/hora Ph  = 65,1 kg-f/m^2 Carga asignada

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e)

Carga horizontal (CLH1):

Carga debido al movimiento del trole, considerado en el fin de carrera. Según la Norma tecnica peruana E-20 se consideró un 20% de la carga viva total.

Fig. 05: Carga horizontal (CLH1=644 kg/m) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

f)

Carga horizontal (CLH2):

Carga debido al movimiento del brazo alrededor de sueje de rotacion Para este caso se considero un 25% de la carga viva

Fig. 06: Carga horizontal (CLH2=500Kg-f) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

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1.3 COMBINACIONES DE CARGA Para el análisis de la estructura consideramos las siguientes combinaciones de carga según el método AISC LRFD.

1.4 ANALISIS ESTRUCTURAL La estructura del Brazo de Izaje es la siguiente:

Fig. 07: Grafico de Ratio de Estuerzo Máximo Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

Diagrama de momentos de la viga monoriel (S18"x54,7Lb/pie)

Fig. 08: Diagrama de Momentos Máximos Actuantes sobre la viga monoriel Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

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Fig. 09: Diagrama de deflexion de la viga monoriel (S18"x54,7Lb/pie) Fuente: Calculo del Jib Crane SAP2000 V12

La flecha maxima permitida para una viga monoriel es: Deflexión Máxima =

L / 720

=

13135 / 720

=

18 mm

De acuerdo al gráfico de la Fig. 09 se tiene que la deflexión máxima en el extremo, provocado por las fuerzas externas que actuán sobre dicha viga es de: 13,61591 mm