INGENIERIA DE MONTAJE E INSTALACION
FLSmidth
MEMORIA DE CALCULO
DISEÑO DE YUGO DE IZAJE 20000 Kg
Jefe de Disciplina
Helbert Arenas
Cliente
SMCV
Revisión
Hecho Por
Descripción
Fecha
Revisado
Aprobado
A
R.Gonzales Emitido para coordinación interna
10/07/11
H. Arenas
B
R.Gonzales Emitido para Aprobación del Cliente
10/07/11
H. Arenas
COMENTARIOS DEL CLIENTE
DISEÑO DE YUGO DE IZAJE 20000 Kg
Rev. B
1. CONSIDERACIONES DE DISEÑO:
1.1 NORMAS Y CÓDIGOS:
- Reglamento Nacional de Estructuras (RNE) * Norma E.020 Cargas
* Norma E.090 Estructuras Metálicas
1.2 ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO
Materiales:
- viga W12"x45Lb/pie - Canal C6"x8.2Lb/pie - Planchas estructurales ASTM A36 - Conexiones Soldadas: Electrodos E 7018 Se ha considerado el siguiente arreglo
La presente memoria de cálculo tiene como objetivo, garantizar que la estructura usada para trabajos de Izajes (criticos), trabajara satisfactoriamente por lo mismo sera confiable.
Las normas tomadas en cuenta para los cálculos estructurales del presente proyecto son:
Fig. Nº1. Yugo Cap. 20 Ton. Isometrico
DISEÑO DE YUGO DE IZAJE 20000 Kg
1.3 DEFINIENDO CARGAS
- Carga Muerta (DEAD): Considera todos los pesos propios de la estructura de yugo. KG Esta carga ya es asumida por el programa.
- Carga Viva (LIVE): Considera el peso que se pretende izar.
L1 = Kg (Carga de Izaje) L2 = Kg (Carga de Impacto = 50%L1) Entonces considerando impacto se tiene:
L = Kg
Dicha Carga será distribuida puntualmente en 04 puntos de izaje. (Ver modelo Fig01)
Kg
1.4 DISEÑO DEL COMPONENTE MK01 (YUGO)
A)
Se muestran las cargas asignadas (vivas) distribuidas en cada nodo de extremo del yugo. Para el diseño de este componente se tomo programa de apoyo el SATOTAL CARGA MUERTA ESTIMADA
Por consiguiente la carga viva aplicada a cada nudo sera de: 7500.00
10000.00
30000.00
Se han considerado las siguientes cargas de diseño:
20000.00
1500 kg
Fig. Nº3.
Diagrama de cargas asignadas sobre yugo Asignando combinacionesCombo 01 1,4D Combo 02 1,2D + 1,6CV
Se muestra el diagrama de esfuerzos del yugo.
Fig. Nº4. Diagrama de momentos sobre vigas de yugo
Donde :
La Fza maxima a cortante es:
Kg
El momento maximo de compresion es:
Kg-mts.
12119.4
13481.6
B)
Se muestra la carga maxima a la cual estara sometida las orejas superiores de yugoLa carga maxima de tension a la cual estaran sujetas las orejas superiores del yugo sera de 12399.3 Kg.
C)
Se muestra los ratios maximos sobre la estructura.Para este caso, los ratios maximos se obtubieron en la combinacion 02.
Fig. Nº6. Diagrama de Ratios de Esfuerzos sobre el yugo de Izaje.
DISEÑO DE YUGO DE IZAJE 20000 Kg
1.5 DISEÑO DEL COMPONENTE (OREJA DE IZAJE SUPERIOR)
Parametros de entrada:
1 Material Base Acero A36 Esfuerzo a la Fluencia Esfuerzo a la Fractura
2 Material Aporte E70XX Esfuerzo Ultimo de Soldadura
Cateto considerado para el diseño: 12 mm
Abreviaturas.
Fu Esfuerzo ultimo a la tension Fy Esfuerzo de fluencia
ζ
up Esfuerzo de fractura por cortante Rd Resistencia de diseño Fexx Resistencia ultima de soldadura Ag Area de la seccion trnasversal Ae Area efectivaAes Area efectiva de soldadura Lc Longitud de desgarramiento t Espesor de la oreja dh Diametro del agujero
dh' Diametro de agujero considerando el rebaje de 1/16" h C t t d ld d 486.11 49.55 25.48 40.77 Kg/mm2 Ksi Mpa Kg/mm2 36.00 55.00 250.00 400.00 Ksi Mpa 70.00 h Cateto de soldadura ge garganta efectiva.
Lst longitud de soldadura transversal
Analisis de resistencias que dependen del tipo de material: A) Resistencia a la fluencia por tension
Según figura se tiene:
Rd1 = 0,9 x Fy x Ag a 168
Rd1 = 0,9 x 25,48 x (80 x 12) b 19
Rd1 = Kg Ag = a x b
B) Resistencia a la fractura por tension.
Según figura se tiene:
Rd2 = 0,75 x Fu x Ae dh = 50 + 1/16*25,4
Rd2 = 0,75 x 40,77 x (46 x 12) dh = 51.58
Rd2 = Kg a' = 168 - 52 = 116
b 19 Au = a' x b
C) Resistencia al desgarramiento por cortante
Según figura se tiene:
Rd3 = 2 x Lc x t x ζup dh = 52 Rd3 = 2 x 33 x 12 x (60% Fu) Lc = (168-52)/2 = 58 Rd3 = Kg t = 19 ζup = 60% Fu 73211.009 67644.648 53920.489
Analisis de resistencia que depende de la soldadura D) Resistencia de diseño de la soldadura
Según figura se tiene: Rd4 = 0,75 x (0,6 x Fexx) x Aes x (1 + 0,5x (sinθ
)
^1,5) ge = h x cos(45º)ge = 8.485 mm Lst = 2 x 168 Rd4 = 0,75x0,6x49,55x6,4x160x(1+0,5x(sin(90º))^1,5) Lst = 336 Aes = ge x Lst Rd4 = Kg CONCLUSIONES
De ambos calculos realizados tanto en union soldada como en el material base las orejas superiores del yugo, se concluye. 1,- La carga maxima de diseño que pueden resistir las orejas superiores del yugo sera de:
Rd (min) = (Rd1,Rd2,Rd3,Rd4) =
53920
Kg De acuerdo a los datos reales de la carga de izaje se tiene que:La carga Factorizada maxima real que resistira la oreja en mension (ver analisis con sap) 12399 Kg Por consiguiente se esta trabajando con un factor de seguridad de:
4.3487
95357.1
Normalmente para el diseño de componentes de izaje, por ser estos elementos criticos se concidera un factor de seguridad siempre > que 4 Este diseño cumple este requisito.
2,- No se realizo la memoria de calculo de la oreja inferior del yugo, puesto que este tiene las mismas dimensiones de las orejas superiores y ademas soporta menos carga.