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MEMORIA CÁLCULO MEMORIA DE DE CÁLCULO MARCO IZAJE MARCO PARA PARA IZAJE REV. REV 00

PROYECTO: DESMANTELAMIENTO SISTEMA CHANCADO COLLAHUASI FECHA: 14-10-2013

MAURICIO ANDRES ROMAN BUSTAMANTE INGENIERO CIVIL MECANICO, UNIVERSIDAD TECNICO FEDERICO SANTA MARIA

Memoria Calculo Marco Rev 0

Página 1

INDICE 1 INTRODUCCIÓN

3

2 OBJETIVOS

3

3 REFERENCIAS

3

4 CÁLCULOS – GENERAL

3

5 DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS

5

6 CALCULO DE LA OREJA DE IZAJE

6

6.1 Tensiones Admisibles 6.2 Características Geométricas. 6.3 Ancho Neto Efectivo 6.4 Chequeo de la Geometría 6.5 Carga 6.6 Rajadura por Cortante 6.7 Rajadura por Tensión 6.8 Falla por Aplastamiento 6.9 Falla por Tensión

7 CALCULO DE LAS VIGAS 7.1 Características Geométricas 7.2 Tensiones Admisibles, General 7.3 Viga de Longitud a = 7000[mm]

8 CALCULO DE SOLDADURA 8.1 Características Geométricas 8.2 Carga Admisible

6 6 6 6 7 7 7 7 8

9 9 9 9

11 11 11

9 CALCULO DE PERNOS 9.1 Tensión Admisible 9.2 Falla por Corte 10 CONCLUSIONES

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12 12 12

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1 INTRODUCCIÓN. COMIN requiere verificar el diseño del Marco de Izaje a ser utilizado en el desmontaje sala eléctrica ubicada en sector Transferencia de CV-202 a CV-205. En particular, se requiere determinar si el marco proyectado es satisfactorio para el izaje de dicha sala, y cuales son las restricciones para su uso con las cargas de diseño.

2 OBJETIVOS. La presente memoria, tiene por objeto presentar los cálculos realizados para verificar el diseño del Marco de Izaje, determinar si las cargas de diseño son menores a las admisibles y establecer las restricciones necesarias para el uso seguro del marco. La verificación se ha hecho considerando que el marco trabajará en condiciones ideales es decir, se considera que la carga a levantar tiene su centro de gravedad coincidente con el centro de gravedad del marco y no se puede producir desequilibrio de los estrobos ni tampoco cortadura de ellos. Razones suficientes para considerar que la operación de levante se hará únicamente por personal especializado y siempre que se cumplan las restricciones consideradas en esta memoria.

3 REFERENCIAS. Para la ejecución de los cálculos, se tomaron en consideración los siguientes documentos:       

American Institute of Steel Construction (AISC): Manual of Steel Construction (ASD), 9th Ed. American Society of Mechanical Engineers (ASME): ASME B30.9 “Slings”, 2003. Instituto Nacional de Normalización (INN): NCh 203 Of77 “Acero para uso estructural – Requisitos”, 1977. Drawing Number KRP-115-E-DW-306

4 CALCULOS - GENERAL El marco será utilizado para el desmontaje de la sala Tag 115-ER-02 con un peso de 24.000 kg.

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5 DETERMINACION DE LAS CARGAS Considerando el siguiente diagrama

Se tiene que las dimensiones del marco son a = 7000 mm, b = 5500 mm. Para efectos de cálculo se considera un ángulo mínimo con la horizontal de 60°, o en forma equivalente una elevación c = 7709 mm. La longitud de la cuerda viene dada por:

Se tiene una longitud L = 8901 mm. Luego las componentes de la tensión sobre la cuerda vienen dadas por:

Para la Tension vertical se tiene que Considerando un coeficiente de impacto del 20% P = 24*1,2 T = 28800 Kgf.

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Luego: T = 8313,84 [Kgf]. Tx = 3266,7 [Kgf]. Tz = 2570,6 [Kgf]. Ty = 7200 [Kgf]. La tensión en el plano x-z viene dada por

Txz = 4156,8 [Kgf]

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6 CALCULO OREJAS IZAJE 6.1 Tensiones Admisibles Se considera el uso de Acero A37-24ES, según NCH 203 of77, luego:

[

[ [

] ]

[

]

]

(

[

)

]

6.2 Características Geométricas A partir del plano se determinan las siguientes dimensiones: [ [ [

[

] ] ]

]

(

[

]

[

]

)

6.3 Ancho Neto Efectivo Requerimiento 1:

Requerimiento 2:

Requerimiento 3:

6.4 Chequeo de la geometría Regla 1:

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Regla 2:

Regla 3: Regla 4:

6.5 Carga La oreja sometida a la mayor carga es la superior, y la carga es la tensión de la cuerda = 8313,84 [kgf].

6.6 Rajadura por Cortante. La mínima área en corte viene dada por: [

]

Luego la tensión de rajadura por Cortante es: [

]

[

]

6.7 Rajadura por Tensión. El momento viene dado por: [

]

El modulo de sección elástica [

]

Y la tensión [

]

[

]

6.8 Falla por aplastamiento. El área proyectada en aplastamiento viene dada por: [

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]

Página 7

Y la tensión por aplastamiento [

]

[

]

6.9 Falla por Tensión. El área bajo tensión viene dada por: [

]

Luego la tensión [

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]

[

]

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7 CALCULO DE VIGAS 7.1 Características Geométricas Se considera una viga tubular cuadrada con dimensiones 200x200x5, esta viga tiene una sección no compacta. [ [

] ]

[ [ [

] ] ]

[

]

[ [

] ]

7.2 Tensiones Admisibles, General Se considera el uso de A37-24ES, según NCh 203 Of77, luego: [ [

]

]

7.3Viga de Longitud a = 7000 [mm]. 7.3.1Tensiones admisibles. Considerando una viga libre de rotar en sus extremos, y traslación fija, se tiene: K=1 [

]

Considerando un modulo de Elasticidad E=199950 [MPA], se tiene √ (

[ (

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) )

] (

)

[

]

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7.3.2 Carga. La carga axial es Tx = 32046 [N] Los momentos aplicados viene dados por

Siendo ey y ez las excentricidades de aplicación de las cargas con respecto a la viga donde ey=200 [mm] es la excentricidad en la dirección vertical, y ez=75 [mm] es la excentricidad de la carga en la dirección horizontal, luego: [ [

] ]

7.4.3 Compresión Axial y Flexión. La tensión causada por la carga axial viene dada por: [

]

Las tensiones causadas por los momentos son: [

]

[

]

Finalmente, las expresiones a evaluar:

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8 CALCULO DE SOLDADURA. 8.1 Características Geométricas. [ [ [

] ] ] [

[ (

] ]

[

])

8.2 Carga Admisible. La carga admisible, viene dada por:

Donde C1 es el coeficiente del electrodo, en este caso C1=1 para E7018, y C = 1,42 es el coeficiente para carga excéntrica sobre grupo de soldaduras, luego [ ]

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[ ]

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9 CALCULO DE PERNOS. 9.1 Tensión Admisible. La tensión admisible tabulada para un perno según ASTM A325 (X) es [

]

9.2 Falla por Corte. El área nominal del perno de 1’’ es Av=507[mm2]. Considerando el perno que esta desplazado respecto del centroide una cantidad g=95 [mm] en la dirección horizontal, y h = 100 [mm] en la dirección vertical, la distancia desde el perno al centroide es: √

[

]

Y el corte al que se somete el perno es: √(

)

(

)

[ ]

Luego la tensión de corte viene dada por: [

]

[

]

10 CONCLUSIONES. Según lo mostrado anteriormente, el diseño es satisfactorio para ser utilizado en el izaje de la carga de 24 Ton, para un ángulo entre la cuerda y la horizontal con un valor mínimo de 60°.

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