DISEÑO DE ESTRUCTURA

PORTA POWER

MEMORIA DE CÁLCULO

14-111 MC-A

Fecha : 11.06.2014 Nº Hojas : 10 N° REVISION Observaciones Nombre Fecha

A Emitido para aprobación MICHAEL PRADENAS M. 11-06-2014

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MEMORIA DE CÁLCULO

1. Introducción .............................................................................................. 3

2. Antecedentes ............................................................................................. 3

3. Descripción del Proyecto ............................................................................... 3

4. Normas de diseño ........................................................................................ 4

5. Materiales ................................................................................................. 4

6. Método de diseño ........................................................................................ 5

7. Resultado de la Modelación tridimensional simplificada ......................................... 6

8. Diseño de elementos .................................................................................... 8

9. Conclusiones ............................................................................................ 10

10. Recomendaciones ...................................................................................... 10

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MEMORIA DE CÁLCULO 1. Introducción El presente documento consigna los criterios utilizados en el análisis y diseño estructural del proyecto denominado “PORTA POWER”. 2. Antecedentes Para el desarrollo de este documento, los antecedentes disponibles son los siguientes: 1.1. Planos N° MB-1145 3. Descripción del Proyecto Se solicita realizar una memoria de cálculo de una estructura Porta Power, el que debe ser capaz de soportar una carga de 100 Toneladas, la forma y dimensiones de la estructuras son las establecidas en el plano de referencia N°MB-1145, y el cual es ilustrado en la siguiente figura

Figura 3.1 Vistas de la estructura en planta y posteriormente frontal.

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4. Normas de diseño Para el diseño estructural se cumplirá con las disposiciones de la normativa vigente. En particular, las normas consideradas son: AISC 2005 Specification for steel structural buildings ICHA 2010 Instituto Chileno del Acero NCh 203 Of 2006 Acero para uso estructural NCh 428 Of 1957 Ejecución de construcciones de acero NCh 1537 Of 2009 Diseño Estructural - Cargas permanentes y cargas de uso NCh 3171 Of 2010 Diseño estructural – Disposiciones generales y combinaciones de cargas. 23763001 Criterio de diseño de ingeniería estructural 23763011 Fabricación de estructura metálica 23763012 Montaje de estructuras metálica 23763013 Revestimiento protección y pinturas 23763015 Fabricación acero misceláneo 23763016 Planos de fabricación

5. Materiales Los materiales considerados en el diseño estructural son los siguientes: 5.1 Acero

5.1.1 Perfiles ASTM A36

5.1.2 Planchas de uniones ASTM A36

5.1.3 Soldaduras 5.1.3.1 Arco Manual Según especificaciones AWS D1.1 y NCh 305, 306 5.1.3.1.1 Para ASTM A36 E70-18

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6. Método de diseño El análisis estructural de los elementos estructurales se realizó mediante modelos computacionales considerando las propiedades mecánicas de cada material y los respectivos códigos de diseño: 6.1 Acero El diseño de elementos de acero se ha realizado mediante el método de tensiones admisibles del AISC. Los factores de seguridad empleados son: Tracción: Ωt = 1.67 Compresión: Ωc = 1.67 Flexión: Ωb = 1.67 Corte: Ωv = 2.00 El módulo de elasticidad y las tensiones básicas de diseño correspondientes a las de acero ASTM A36 son: E = 2.100.000 [kgf/cm²] fy = 2.530 [kgf/cm²]

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7. Resultado de la Modelación tridimensional simplificada 7.1 Modelo Computacional

Figura 7.1 Modelo computacional simplificado. 7.2 Resultados Gráficos

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Figura 7.2 Distribución de Tensiones, al cargar la estructura a la máxima capacidad de 100 toneladas.

Figura 7.2 Distribución de Tensiones, en placas de soporte en 16mm

Espesor de Placa Esfuerzo Factor de Seguridad

20mm 555 kg/cm2 2.7

16mm 1209 kg/cm2 1.2

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8. Diseño de elementos 8.1 Verificación de placa de soporte central de 16mm.

Considerando que la placa está empotrada a los costados se tiene.

ߪ = ܥ

ଵ × ݐ

ݐ = ܥ

ଵ × ߪ=

2500014 × 1520 /ଷ = 12

Chequeando el pandeo local ଵݐ

=281.6 = 17.5 > 16

Es necesario disminuir la longitud efectiva, se solicita colocar atiesadores entre las placas. ଵݐ

=231.6 = 14.4 < 16

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8.2 Diseño de la oreja en porta power. Diseño al corte

௫ = ܨܣ =

1502.5 × 1.6 = 37.5 /ଶ

ܨ =௫

=101237.5 = 26

Diseño al Aplastamiento

=ܨ

1.35 × ௬ܨ × ܦ=

150 1.35 × 2530 /ଶ × 5 = 2

ܨ =

=162 = 8

Longitud de soldadura según espesor mínimo de elementos a unir.

ܮ =ܨ

ௌௗߪ=

150 1050

= 0.14

ܨ =ܮܮ

=10

0.14 = 71.4

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9. Conclusiones De los cálculos realizados del diseño de la estructura de acero y las orejas se concluye lo siguiente.

La estructura resiste los esfuerzos al ser solicitados a su máxima capacidad de 100 Toneladas.

Las orejas de levante satisfacen las cargas impuestas, y no poseen problemas al

aplastamiento, al cote, ni por soldadura, se podría disminuir el espesor de esta a 12mm sin presentarse sobreesfuerzos.

De acuerdo a lo expuesto en el presente documento, se concluye que el comportamiento de la estructura cumple con los requerimientos de resistencia de acuerdo al método ASD de las normas establecidas en el capítulo N°4.

10. Recomendaciones

Para las uniones soldadas en filete, estas deben ser como mínimo igual al espesor mínimo de las planchas a unir.

Se solicita colocar una placa de 10mm o 12mm entre las 3 placas de 16m destajadas, con el fin de disminuir la longitud de pandeo. La placa deberá estar a unos 50mm desde la base de la estructura.

MICHAEL PRADENAS MUÑOZ INGENIERO CIVIL