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DISEÑO Y CALCULO DE VIGAS CARRIL - PUENTE GRUA

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by

sergio fuentes

on 11 December 2014

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Transcript of DISEÑO Y CALCULO DE VIGAS CARRIL - PUENTE GRUA

PUENTE GRUA - DISEÑO Y CALCULO DE VIGAS CARRIL
OBJETIVO
En el caso que se nos presenta, el objetivo principal y básico es
cubrir la necesidad en cuanto al transporte de cargas en el interior de la nave y brindar mantenimiento al molino de bolas y sus componentes.

PARTES DE UN PUENTE GRUA
ELECCIÓN DEL PUENTE GRUA
Para el dimensionado de las vigas carril y estructura de soporte resulta necesario conocer las solicitaciones que generará el puente grúa y las cargas que levantará. Debido a que el diseño y dimensionado del mismo no es parte del alcance de la ingeniería civil, nos limitamos a brindar los requerimientos del proyecto a un fabricante o proveedor de puentes grúa para que nos guíe en la correcta elección del mismo.
Los datos mínimos de proyecto que debemos brindar al fabricante son:


>Luz libre necesaria: 3000 mm (30m)


>Carga máxima a elevar: 30 tn (una sección del molino de bolas )

 >Tipo de servicio del puente: Interior

 >Alzada o altura del gancho respecto del piso (para determinar el tipo de polipasto): 15000 mm (15m)

 >El número de ciclos de carga y descarga esperados durante la vida útil del puente:
Condición de carga tipo 1, que comprende un rango de ciclos esperados entre 20000 a 100000 (o sea entre 2 y 10 aplicaciones diarias de carga durante 25 años).
PUENTE GRUA ELEGIDO
CALCULO DE VIGA CARRIL
ACCIONES A CONSIDERAR
MODELO DE CALCULO

1. Acciones permanentes:
Comprenden el peso propio de la viga carril: 155 kg/m

2. Sobrecarga móvil del puente
:
Acciones verticales y horizontales de las ruedas de traslación y guiado del puente:

2.1 Acciones verticales:
Reacción vertical máxima por rueda: 25,4 tn
(puente con carga máxima con carro de carga ubicado a 1080mm de un apoyo)


2.2 Acciones horizontales:
Fuerzas de frenado originadas por la traslación longitudinal del puente y transversal del carro:
Fuerza de frenado transversal (frenado del carro de carga): 5,09 tn
Fuerza de frenado longitudinal (frenado del puente): 3,66 tn



3.
Efectos dinámicos:
3.1 Impacto:
El impacto potencia el efecto que produciría la carga actuando estáticamente.
En un análisis simplificado, se puede reemplazar el efecto de una carga actuando dinámicamente por el efecto de una fuerza mayor actuando de manera estática. El reglamento CIRSOC 301-2005. A.4.1
indica un coeficiente de mayoración de 1,25 para puentes grúa.

3.2 Fatiga
Puede definirse a la fatiga de un material como el deterioro de la capacidad resistente de una sección sometida a una variación cíclica de tensión, que puede convertirse en la fisura de la misma luego de un suficiente número de variaciones de carga, produciéndose la falla bajo una tensión mucho menor a la última de rotura.
SOLICITACIONES EN VC
SOLICITACIONES EN VC
VIGA CARRIL
VERIFICACIONES EFECTUADAS
CARGAS VERTICALES
CARGAS CONCENTRADAS
Este aspecto es muy importante en las vigas carriles de un puente grúa, ya que una deformación más allá de la admisible puede afectar el correcto funcionamiento del puente grúa. No solo debemos tener en cuenta las deformaciones verticales, sino también las producidas por las cargas horizontales (reacción transversal de frenado).
Las deformaciones se determinan con cargas de servicio, con las combinaciones de estado que establece el reglamento CIRSOC 301-2005:



DEFORMACIONES
ESTADOS DE SERVICIO
CARGAS HORIZONTALES
DEFORMACIONES
ADMISIBLES
FUERZA DE FRENADO TRANSVERSAL
DEFORMACIONES
VERTICALES

DEFORMACIONES HORIZONTALES
ESQUEMA DE CALCULO
DISEÑO DE UNIONES
EMPALME EN VIGA CARRIL
Se debe ubicar en el punto con menores solicitaciones de momento flector y corte. Este punto debe encontrarse usando la envolvente de líneas de influencia.
UNION VIGA CARRIL-COLUMNA
ESTADO LIMITE: FATIGA
Aplicación del Apéndice K del reglamento CIRSOC 301-EL.

DEFINICIÓN DE FATIGA
Deterioro de la capacidad resistente de una sección sometida a una variación cíclica de tensión, que puede producir la fisuración
de la misma luego de un suficiente número de variaciones de carga, produciéndose la falla bajo una tensión mucho menor a la última de rotura.
Los puntos críticos para la aparición de grietas por fatiga son los que presentan concentración de tensiones como ser agujeros, bordes dañados o soldaduras mal ejecutadas que presenten grietas o sopladuras.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FATIGA
Numero de ciclos esperados en la vida útil
Magnitud del rango de tensiones
Puntos con concentración de tensiones
Tipo de detalle constructivo
DESARROLLO DEL CALCULO
1: Detalle constructivo en tabla A.K.3.1
2: Determinación del rango de tensiones s/categoría de tensión, debe ser mayor que el rango de tensión en servicio:
3: Determinación del rango de tensión de servicio: Se determinan las envolventes de flexión con la carga móvil en estados de servicio.
EMPALME DE TRAMOS DE VIGA CARRIL
VERIFICACIÓN DE LA SOLDADURA A TOPE DE ALAS
Rango de tensiones

Rango de tensiónes de servicio
EMPALME DE TRAMOS DE VIGA CARRIL
VERIFICACIÓN DE LA UNION ABULONADA DE ALMA
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