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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

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MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL VIGA CARRILLERA - TROLLY

1.0 GENERALIDADES Se trata de determinar que la capacidad de carga máxima a la que será sometido la estructura de una viga de acero, durante las operaciones de izado y transporte de cargas con peso promedio de 5.00 ton. 

Descripción del Proyecto:

El proyecto consta de una estructura de acero, compuesta por una viga de acero prefabricada, la que será colgada de una estructura de concreto existente, fijada por pernos y planchas de acero con dimensiones y espesores con la suficiente capacidad de resistencia a los diferentes esfuerzos provenientes de las cargas aplicadas.

2.0 MATERIALES

Se utilizaran planchas y barras de acero ASTM A36 con las siguientes características:     

fy = 2530 kg/cm2 Fu = 4077.80 kg/cm2 Peso Específico Ύs = 7 850 kg/m3 Electrodo Resistencia de la Soldadura

Resistencia a la Tracción Resistencia al Corte o Cizalle E-7018 fs = 4 920 kg/cm2

3.0 NORMAS Y CODIGOS DE DISEÑO: Se aplicarán las Normas Peruanas y las Normas Americanas:  

Norma Técnica de Edificación E-020 Cargas. American Welding Society AWS (Soldaduras).

  

Acero estructural NTE 090 Estructuras Metálicas American Society for Testing and Materials (ASTM) AISC-LRFD

4.0 CARGAS DE DISEÑO 

Cargas Muertas ó Peso Propio: En este ítem se consideran el peso propio de los elementos estructurales, además el peso sostenido del equipo. Cargo del Carro Transportador:



2 500 kg

Cargas Vivas o Sobrecarga: Referidas a la carga móvil, para lo cual se ha considerado la siguiente carga: Carga de Izaje



5 000 kg

Condiciones de Carga: Para el cálculo de los máximos esfuerzos se utilizó la siguiente combinación de cargas para lograr un adecuado diseño estructural tanto en el diseño de elementos de acero:

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Puesto que la estructura va a estar sometida a diversas cargas durante su vida útil, se ha considerado las siguientes condiciones de carga:   

D = condición de carga muerta Lr = L = condición de carga viva Cs = carro Transportador Trolley

Posteriormente el cálculo de los esfuerzos máximos en cada elemento se realizó según los factores de carga dados por el usuario. Ademas tenemos que el método a la rotura del código A.I.S.C. denominado método LRFD que especifica las siguientes combinaciones de carga a la rotura: Combo 1: Combo 2:

U = 1.4 D U = 1.4 D + 2.5 Lr

Por lo tanto, el diseño de cada uno de los elementos será de acuerdo a estos factores de carga. 5.0 ANALISIS ESTRUCTURAL Para realizar el análisis estructural, se trato de aplicar cargas repartidas en toda la estructura, además se considero la carga de izaje por medio del winche, la que alcanzara una fuerza máxima de 5 000 kg, se factorizaron las cargas netas actuantes por el método estático de manera de conseguir las fuerzas de diseño. 6.0 DISEÑO ESTRUCTUTRAL Para realizar el Diseño Estructural, se utilizaron las consideraciones estipuladas en las normas y códigos de diseño vigentes, cumpliendo que los diseños de sus elementos estén de acuerdo a las Norma Técnica de Edificación NTE 090. 7.0 SECCIONES Y PERFILES DE LOS MATERIALES EMPLEADOS     8.0

Planchas de Acero Estructural ASTM A-36 Perfil de Acero W 8 x 48 Tubos redondo Shedule Sch-40 Ǿ 6” Viga carril de 504 mm de Peralte, Ancho de Ala 254 mm, Espesor del Alma 19.00 mm

ANALISIS Y DISENO ESTRUCTURAL: Zona de Carga Critica

VISTA DE LA ESTRUCTURA:

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

Cargas Aplicadas: a) b) c)



peso del equipo Peso del Carro Trolley Peso total de la Estructura

P = 5.00 ton P = 2.50 ton W = 7 850 kg/m3

Fuerzas de diseño Resultantes:

FUERZA RESULTANTE AXIAL MAXIMA EN LA VIGA INCLINADA DE APOYO: Fz = 25.44 ton

FUERZA CORTANTE MAXIMA ACTUANDO SOBRE LA VIGA INCLINADA: Fv = 15.59 ton

DIAGRAMA DE MOMENTOS EN LA CARROCERIA El momento máximo se da en la viga inclinada: 41.47 m-ton VALMET SAC INGENIERIA – FABRICACION Y MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA PARA LA INDUSTRIA Y MINERIA

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DISEÑO DE LOS ELEMNTOS ESTRUCTURALES:

DISEÑO DE LA VIGA INCLINADA W 8 X 48, Bien!

DISEÑO DE LA VIGA CARRILLERA

Bien!

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DISEÑO DE LOS TUBOS SHEDULE

BIEN!

10. Diseño del cordón de Soldadura 

Tipo de junta en T



Soldadura estructural tipo filete



limitaciones (AISC – LRFD): tamaño mínimo de Ws = 1/4” (5 mm) para planchas de ¼”



Longitud mínima del cordón de soldadura es igual a b (ancho de la base a soldar =88 mm)



Resistencia Nominal del Cordón de Soldadura: Se utilizará soldadura de filete, cuya resistencia nominal esta dad por la ecuación:

√2 2

Ǿ Re = Ǿe2 0.60 FEXX ( ) D l

Donde: Ǿe2 = Factor de Resistencia Tomaremos el valor de 1 Evento extremo Fexx = resistencia mínima a la Tensión de la Soldadura

4 920 kg/cm2

D = Tamaño de la Soldadura L = longitud de la Soldadura

De las longitudes de soldadura se deberá de descontar 1.00 cm a cada lado para despreciar el aporte de los terminaciones y esquinas Ǿ Re = 1.00*0.60 * 4 920 kg/cm2 * 0.7071 * 1.5 cm * (15 – 2 ) cm Ǿ Re = 40 703.50 kg

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Carga tensional máxima Actuante sobre Cada Rueda:

P = 1.4 x 625 kg + 2.5 x 1 250 kg P = 4 000.00 kg Verificamos que la carga actuante debe de ser menor a la Resistencia de la Soldadura: Ǿ Re > P

bien!

Arequipa, 15 de octubre del 2018

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