0407-3-MC-001 oreja izaje

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Doc. 0407-3-MC-001

PROYECTO

“VERIFICACIÓN Y MEMORIA PARA OREJA DE IZAJE”

“MEMORIA DE CÁLCULO OREJAS DE IZAJE”

NOMBRE FIRMA FECHA

PREPARÓ LUIGI F. BARGELLINI G. AGOSTO 2011

REVISÓ JUAN CARLOS GUZMAN M. AGOSTO 2011

APROBÓ JUAN CARLOS GUZMAN M. AGOSTO 2011

Rev. Nº DESCRIPCIÓN

APROBACIÓN

INGENIERO APROBACIÓN CLIENTE

POR Jefe Proy. Fecha Jefe Disc. Jefe Proy. Fecha

B Aprobación del cliente LBG JCG JV 10 agosto 2011

A Revisión Interna LBG JCG JV 09 agosto 2011

ARCHIVO Nº 0407-3-MC-001

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Verificación Oreja de Izaje

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Memoria de Cálculo Oreja de Izaje

Rev.B Fecha: Agosto 2011

INDICE DE CONTENIDOS

1. RESUMEN ... 2

1.1 OBJETIVO ... 2

1.2 ESQUEMAS PARA EL DISEÑO ... 2

2. BASES DE DISEÑO ... 4 2.1 MATERIALES ... 4 2.2 DOCUMENTOS DE REFERENCIA ... 4 2.3 ESTRUCTURACIÓN Y MODELACIÓN ... 4 2.4 CARGAS ... 5 3. ANÁLISIS Y DISEÑO ... 5 4. ENTRADA DE DATOS ... 5 5. ANEXOS ... 5

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1. RESUMEN

1.1 OBJETIVO

El objetivo de este documento es entregar un respaldo con los cálculos necesarios para el diseño y certificación de las orejas para izaje; con el objeto de obtener la capacidad de levante admisible, asegurando la resistencia de las placas y pernos, a esfuerzos de toda índole. Esto corresponde al proyecto “Verificación y Memoria para Oreja de Izaje”, de tal forma cumplir con las normativas vigentes.

Todas las obras se realizarán en concordancia con las disposiciones generales de la construcción, con las Normas del Instituto Nacional de Normalización vigentes en el territorio nacional.

1.2 ESQUEMAS PARA EL DISEÑO

A continuación se muestran los esquemas finales resultantes del diseño de las orejas para el izaje.

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Figura Nº 2: Esquema oreja de izaje nº 2.

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2. BASES DE DISEÑO

2.1 MATERIALES

Los materiales considerados para el diseño de las estructuras de acero propuestas son los siguientes:

- Acero Estructural A-36, A420-270ES (NCh 203).

- Acero galvanizado, mínima resistencia a la rotura 22,2 KN (5000 lbf) - Soldadura E 71T1, filete mínimo el espesor de la placa.

- Pernos ASTM A490, alta resistencia

2.2 DOCUMENTOS DE REFERENCIA

Los siguientes documentos y planos fueron consultados para el desarrollo de la presente memoria de cálculo:

- ASCE 7 2005 “Minimum Design Load for Buildings and Other Structures”. - AISC 341 “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings”.

- AISC 360 “Specifications for Structural Steel Buildings”

- NCh 2369.OF2003. Diseño Sísmico de estructuras e instalaciones industriales.

- NCh 427.Cr76. “Especificaciones para el cálculo de estructuras de acero para edificios”. - NCh 428.Of57 “Ejecución de Construcciones de Acero”.

- ICHA 2000, “Manual de Diseño Para Estructuras de Acero”, TOMO I.

2.3 ESTRUCTURACIÓN Y MODELACIÓN

Las orejas para izaje, son elementos hechos a partir de placas de acero A36, de 20 y 25 milímetros de espesor (oreja nº 1 de 25 mm de espesor, y orejas nº 2 y 3 de 20 mm de espesor) y las dimensiones que se muestran en las figuras nº 1, 2 y 3. Sin embargo, para simplificar el cálculo de las orejas se tomó una superficie reducida, desde la base de la oreja, hasta el centro de la perforación mayor, resultando una placa rectangular.

Esto reduce el momento de inercia, y por ende el momento resistente, sin embargo esta consideración se hace para dar un factor de seguridad adicional al cálculo de estas orejas de izaje, que ya se encuentran fabricadas.

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En la presente memoria de cálculo, se verifica el esfuerzo de corte de los pernos, además de la capacidad de la placa de soportar levante, y los modos de falla en las perforaciones donde van los pernos.

Todos los cálculos están basados en que el cizalle será solo en un plano, es decir, cizalle simple.

2.4 CARGAS

Las cargas solicitantes para el diseño y cálculo de las orejas de levante, está dada por la geometría de los elementos y la calidad de los materiales, con lo cual se calcula la capacidad admisible de la oreja de izaje

3. ANÁLISIS Y DISEÑO

El diseño de los elementos de acero estructural del anclaje, se ha realizado usando el método ASD, según AISC 2005, capítulo J y bajo las recomendaciones adicionales indicadas en las normativas chilenas vigentes NCh427.cR1977 y NCh2369 Of.2003.

Se permite un error del hasta el 3% dentro de los cálculos y el diseño, debido a que las resistencias y capacidades siempre están siendo modificadas por factores de seguridad.

Debido a lo expuesto en el presente documento, se concluye que el comportamiento de las orejas de izaje, cumple con los requerimientos de resistencia de acuerdo al método ASD y las normas establecidas tanto en el ICHA, como en el AISC 360-05.

4. ENTRADA DE DATOS

Los datos de entrada corresponden a la geometría de la estructura y calidad de los materiales, los cuales se detallan en el Anexo A.

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ANEXO A:

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CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA

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ANEXO A Oreja de Izaje

VERFIFICACION OREJA DE IZAJE Nº1

Material biela:

Acero : A36

Fy = 2531 kg/cm2

Fu = 4070 kg/cm2

Fuerza a transmitir :

Capacidad Viga : (uniones al 100%)

Madm = 852631 kg-cm (Fb=0,66Fy) Vadm = 88585 kg ( Fv = 0,4 Fy)

Fuerza tracción en el alma : F =Aw*0,66Fy = 146165 kg Fuerza corte en el alma : F = Aw*0,4 Fy = 88585 kg

Tflexión_alma= 99459 kg Valma= 88585 kg Tresultante_alma= 133189 kg a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ = 25,4 mm Ab = 5,07 cm2 φ aguj. = 25 mm Fnt = 7648 kg/cm2 φ aguj.neto = 27 mm Fvt = 5099 kg/cm2 Fy = 9177 kg/cm2 Fu = 10197 kg/cm2 cisalle simple AISC-05

Fnt = 0,75 Fu Para pernos con hilo excluido Fnv = 0,50 Fu

Rnt = Fnt Ab Rnv = Fnv Ab

Capacidad = R / Ω

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Cap. Corte de un perno: R/Ω = Fvt x Ab / Ω = 12917 kg Conjunto de Pernos:

N° de pernos por fila = 4

N° de filas = 2

Cap. Corte conj pernos = 103340 kg Ok

b) Capacidad Placa a tracción: Material Placas: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Ft = 2035 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2 Fv = 1221 kg/cm2 AISC-05 Ft = 0,5 Fu Fv = 0,3 Fu Rnt = Ft Ant Rnv = Fv Anv Capacidad = R / Ω Ω = 2

Diagrama Placa : Detalle D-027

c1 = 40 mm s1 = 140 mm s2 = 140 mm s3 = 140 mm c2= 40 mm d1 = 100 mm u1 = 150 mm d2 = 50 mm espesor placa = 25 mm c1 _s1 s2 d1 d2 u1 s3 c2

Aplastamiento Placa a tracción:

Distancia mínima al borde: Le min = 44,5 mm

Distancia mínima entre pernos: Smin = 76,2 mm Distancia máxima entre pernos: Smax = 152,4 mm

Le min =1,75 d Smin = 3 d

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Le = 40 mm

Rn = min (1,2Le Fu t; 2,4Fu d t) = 48840 kg

Rn / Ω = " 48840 kg Ok

Arrancamiento en tracción :

Ant = 61,5 cm2

T = 125165 kg Ok

Arrancamiento en tracción (bloque interior) :

Ant = 30,8 cm2 Agv= 230,0 cm2 Anv = 182,8 cm2 T = 237222 kg Ok Ant < 0,85 Ag

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Material biela:

Acero : A36

Fy = 2531 kg/cm2

Fu = 4070 kg/cm2

Fuerza tracción en el alma : F =Aw*0,66Fy = 120273 kg Fuerza corte en el alma : F = Aw*0,4 Fy = 72893 kg

Tflexión_alma= 81841 kg Valma= 72893 kg Tresultante_alma= 109596 kg a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ = 25,4 mm Ab = 5,07 cm2 φ aguj. = 25 mm Fnt = 7648 kg/cm2 φ aguj.neto = 27 mm Fvt = 5099 kg/cm2 Fy = 9177 kg/cm2 Fu = 10197 kg/cm2 cisalle simple AISC-05

Capacidad = R / Ω

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Cap. Corte de un perno: R/Ω = Fvt x Ab / Ω = 12917 kg Conjunto de Pernos:

N° de filas = 2

Cap. Corte conj pernos = 103340 kg Ok

c1 = 50 mm s1 = 100 mm s2 = 100 mm s3 = 100 mm c2= 50 mm d1 = 200 mm u1 = 160 mm d2 = 50 mm espesor placa = 20 mm c1 _s1 s2 d1 d2 u1 s3 c2

Le min =1,75 d Smin = 3 d

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Le = 50 mm

Rn / Ω = " 48840 kg Ok

Ant = 71,2 cm2

T = 144902 kg Ok

Ant = 26,6 cm2

Agv= 140,0 cm2

Anv = 102,2 cm2

T = 160438 kg Ok

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Material biela:

Acero : A36

Fy = 2531 kg/cm2

Fu = 4070 kg/cm2

Fuerza tracción de placa : F =Aw*0,66Fy = 146165 kg Fuerza corte de placa : F = Aw*0,4 Fy = 88585 kg

Tflexión_placa= 99459 kg V_placa= 88585 kg Tresultante_placa= 133189 kg a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ = 25,4 mm Ab = 5,07 cm2 φ aguj. = 25 mm Fnt = 7648 kg/cm2 φ aguj.neto = 27 mm Fvt = 5099 kg/cm2 Fy = 9177 kg/cm2 Fu = 10197 kg/cm2 cisalle simple

Cap. Corte de un perno: R/Ω = Fvt x Ab / Ω = 12917 kg

AISC-05

Capacidad = R / Ω

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Conjunto de Pernos:

N° de filas = 2

Cap. Corte conj pernos = 103340 kg

c1 = 40 mm s1 = 140 mm s2 = 140 mm s4 = 140 mm c2= 40 mm d1 = 100 mm u1 = 150 mm d2 = 50 mm espesor placa = 25 mm c1 _s1 s2 d1 d2 u1 s3 c2 Le min =1,75 d Smin = 3 d Smax = min (12t ; 6")

Le = 40 mm

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Ant = 61,5 cm2

T = 125165 kg Ok

Ant = 30,8 cm2

Agv= 230,0 cm2

Anv = 182,8 cm2

T = 237222 kg Ok