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Proyecto Ejecutivo del Cárcamo de Bombeo y Emisor de Aguas Residuales para Nogales, Sonora.

No. de Contrato CONTA08-019 Tarea II

DISEÑO DE VIGAS DE ACERO POR ESFUERZOS PERMISIBLES Tipo de Viga: IPR Material: Acero

Diseño: Reviso: Aprobo:

HOJA:

1 de 2

FECHA: DATOS DEL PERFIL: (Viga IPR de 14" x 8" de 63.99 Kg/m) Peso: 63.99 Kg/m Área: 81.68 cm² Peralte (d) 35.00 cm Esp. Alma (tw) 0.78 cm Ancho patín (bf) 20.30 cm Espesor (tf) 0.13 cm Mom Inercia (Ix) 4006.08 cm4 Carga Total Sección (Sx) 307.94 cm³ Radio ® 10.52 cm Longitud de tramo 546.00 cm

CARGAS CONSIDERADAS Peso perfil: Estructura: Servicio: Accidental Otra: P=

349.39 1500 200 100

Kg Kg Kg Kg

2149.39 Kg

Cálculo de la relación de Esbeltez: Para la revisión por compacidad del elemento se debe cumplir con lo siguiente:

bf

39.37 Kg/cm²

Revisión de la flecha (Deformación): 3

PL3 (15280)(260cm ) 2.69 x101 Kg/cm3 fc= = 6 2 4 = 1 2=0.30 cm 48EI 48(2.1x10 Kg/cm )(869 cm ) 8.7 x10 Kg/cm

≤

L 260cm fp= +0.5= +0.5=1.58cm 240 240

Flecha cálculada fc = Flecha permisible fp =

8.66 mm 2.78 mm

Revisión por momento flexionante: Carga Puntual:

PL 15.28ton(2.60m) M F= = =9.93ton.m 4 4

2933.91 Kg.m

El momento resistente permisible es: Donde: Fb = 0.66 Fy

Carga distribuida: 4

5WL 15. 28ton(2. 60m) M F= = =9.93ton. m 384EI 4 MR = Fb x S

5142.05 Kg.m

1669.8 Kg/cm²

MR > MF

(Satisfactorio)

Sección 5: Proyecto Estructural

Proyecto Ejecutivo del Cárcamo de Bombeo y Emisor de Aguas Residuales para Nogales, Sonora.

No. de Contrato CONTA08-019 Tarea II

Sección 5: Proyecto Estructural

Proyecto Ejecutivo del Cárcamo de Bombeo y Emisor de Aguas Residuales para Nogales, Sonora.

No. de Contrato CONTA08-019 Tarea II

DISEÑO DE VIGAS DE ACERO POR ESFUERZOS PERMISIBLES Tipo de Viga: HOJA: Diseño: IPS Revisó: Material: Aprobó: Acero FECHA: DATOS DEL PERFIL: 8" X 4" X 34.23 Kg/m Peso: 34.23 Kg/m Área: 43.29 cm² Peralte (d) 20.32 cm Esp. Alma (tw) 1.12 cm Ancho patín (bf) 10.20 cm Espesor (tf) 1.08 cm Mom Inercia (Ix) 2672.20 cm4 Sección (Sx) 263.00 cm³ Radio ® 7.85 cm Longitud de tramo 450.00 cm

1 de 6

CARGAS CONSIDERADAS Peso perfil: Estructura: Servicio: Accidental Otra: Carga Total P=

154.04 1500 200 100

Kg Kg Kg Kg

1954.04 Kg

Cálculo de la relación de Esbeltez: Para la revisión por compacidad del elemento se debe cumplir con lo siguiente:

bf

42.93 Kg/cm²

Revisión de la flecha (Deformación): 3

PL3 (15280)(260cm) 2.69x101 Kg/cm3 fc= = 6 2 4 = 1 2=0.30cm 48EI 48(2.1x10 Kg/cm )(869 cm ) 8.7 x10 Kg/cm

≤

L 260cm fp= +0.5= +0.5=1.58cm 240 240

Flecha cálculada fc = Flecha permisible fp =

6.61 mm 2.38 mm

Revisión por momento flexionante: Carga Puntual:

PL 15.28ton(2.60m) M F= = =9.93ton.m 4 4

2198.29 Kg.m

El momento resistente permisible es: Donde: Fb = 0.66 Fy

Carga distribuida: 4

5WL 15. 28ton(2.60m) M F= = =9. 93ton.m 384EI 4 MR = Fb x S

4391.57 Kg.m

1669.8 Kg/cm²

MR > MF

(Satisfactorio)

Sección 5: Proyecto Estructural

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No. de Contrato CONTA08-019 Tarea II

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ANÁLISIS DE LA VIGA Tipo de Viga: IPS Material: Acero

Diseño: Reviso: Aprobo:

HOJA:

3 de 6

FECHA: DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

Resultados del análisis de la viga: RA = 1272.29 Kg RB = 681.74 Kg Valores críticos: Esfuerzo Cortante (Q) Momento Flector (M) Ángulos (θ) Deformacion (δ)

Máximos

Mínimos

1272.30 Kg 1963.42 Kg.m 0.0036 Rad 0 mm

671.74 Kg 0 Kg.m 0.0044 Rad 5.84 mm

Tensión de trabajo = 33064 Kg/cm² Puntos de estudio: X (m) 0 1.57 4.5

Q (Kg) 1272.30 671.74 0.00

M (Kg.m) 0.00 1963.42 0.00

θ (Rad) 0.0044 0.0044 0.0036

δ (mm) 0.00 5.84 0.00

MR = 4391.57 Kg.m MF = 1963.42 Kg.m MR > MF

(Satisfactorio)

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Diseño: Reviso: Aprobo:

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ANÁLISIS DE LA VIGA Tipo de Viga: IPS Material: Acero

HOJA:

4 de 6

FECHA: DIAGRAMAS

CORTANTE

MOMENTO

ÁNGULOS

DEFORMACIÓN

Sección 5: Proyecto Estructural

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Diseño: Reviso: Aprobo:

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EQUILIBRIO DE UNA PARTÍCULA Tipo de Viga: IPS Material: Acero

HOJA:

5 de 6

FECHA: PRIMERA LEY DE MOVIMIENTO DE NEWTON. Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es igual a cero, la partícula permanecerá en reposo o se moverá con velocidad constante en línea recta: Se considerará una bomba de 1500 Kg la cual se muestra abajo (Fig. 1), la cual se encuentra en el fondo de un cárcamo de 8.0 m de profundidad aproximadamente y será elevada y transportada por medio de una estructura con un polipasto para colocarla en un camión. FIGURA 1

Tomaremos en cuenta un ángulo de movimiento de 10° y un ángulo de una cuerda de apoyo para colocar la bomba en el lugar preciso de 30° (Fig. 2) FIGURA 2

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EQUILIBRIO DE UNA PARTÍCULA Tipo de Viga: IPS Material: Acero

Diseño: Reviso: Aprobo:

HOJA:

6 de 6

FECHA: FIGURA 3

El punto A se selecciona como el cuerpo libre y se dibuja su diagrama de cuerpo libre completo (Fig. 3). T-AB, es la tensión en el cable AB y T-AC es la tensión en la cuerda. Condición de equilibrio: Como solo actúan tres fuerzas sobre el cuerpo libre, se dibuja un triangulo de fuerzas para expresar que éste se encuentra en equilibrio. Utilizando la Ley de los senos se puede escribir:

T AB

T AC

1500 Kg sen 120 ° sen 10 ° sen 50 ° =

=

Ángulos: 120 Seno 10 Seno 50 Seno

0.866025404 0.173648178 0.766044443

Carga 1500 Kg Primeramente se calcula el valor del último cociente:

1958.11 Kg

Tensión en el cable:

T-AB =(sen 120)(1958.11) =

1695.77 Kg

Tensión en la cuerda:

T-AC = (sen 10)(1958.11) =

340.02 Kg

Por lo tanto tenemos que:

T-AB < P

1695.77 Kg < 1954.04 Kg

(Satisfactorio)

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