diseño de viga carrilera (aisc 360 y dg 7)

8/17/2019 Diseño de Viga Carrilera (Aisc 360 y Dg 7)

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Datos preliminares y predimensionado:

a.- Características de la grua y la viga carrilera:

- Datos de la grua:

Capacidad máxima de la grúa: Q = 25000 Kgf

Peso del puente grúa: WPG = 26000 Kgf

Peso del carro + polipastos: WC+P = 4810 Kgf

Carga máxima de rueda: Pmáx = 21405 Kgf

Carga míxima de rueda: Pmín = 8905 Kgf

Peso del riel: Wr = 9,42

Separación entre ruedas: S = 4,5 m

b.- Coeficientes de impacto:

Vertical: Civ = 1,25

Lateral: Cih = 0,2

Longitudinal: Cil = 0,1

c.- Propiedades y dimensiones de la viga carrilera:

- Perfil: HEA-550

Altura de la viga: d = 540 mm

Ancho de la viga: bf = 300 mm

Espesor del ala: tf = 24 mm

Espesor del alma: tw = 12,5 mm

Momento de inercia mayor: Ix = 1E+05 cm Momento de inercia menor: Iy = 10800 cm

Área de la sección: A = 212 cm2

Modulo plástico de la sección: Zx = 4620 cm

Modulo elástico de la sección: Sx = 4150 cm3

Constante de torsión uniforme: J = 352 cm4

Radio de giro menor: r y = 7,15 cm

Peso propio: PP = 166 Kgf/m Longitud de la viga: L = 7 m

- Tipo de acero: ASTM - A 36

Esfuerzo de fluencia del acero: Fy = 2530 Kgf/cm2

Esfuerzo último del acero: Fu = 4080 Kgf/cm2

Modulo de elasticidad del acero: Es = Kgf/cm2

Héctor A. Díaz C. DISEÑADO POR:

HOJA DE CALCULO

PROYECTO: CLIENTE:

DOCUMENTO Nº:

REVISADO POR: FECHA:

CONTENIDO:

Kgf/m

2100000,00

Diseño por estados límites de vigas carrileras.

X

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HOJA DE CALCULO

PROYECTO: CLIENTE:

DOCUMENTO Nº:


CONTENIDO: Diseño por estados límites de vigas carrileras.

Análisis de solicitaciones y deflexiones máximas:

- Ubicación crítica de las cargas para deflexión:

La flecha o deflexión máxima ocurre cuando las ruedas del puente grua se encuentran centradas respecto al centro de la viga como se muestra en el esquema.

1,25

- Ubicación crítica de las cargas para corte y momento flector:

Momentos máximos ocurren:

a.- Cuando:

Con:

b.- Cuando:

Con:

<

- Ubicación crítica de las cargas para la reacción máxima:

La reacción máxima ocurre cuando una de las ruedas del puente grua se

encuentra ubicada sobre uno de los apoyos, tal como se muestra en el esquema.

Solicitaciones para el estado límite de servicio:

Carga uniformemente distrubida sobre la viga: q = W r + PP =

Carga vertical por rueda: P v = P máx =

Carga lateral por rueda:

Solicitaciones para el estado límite de agotamiento resistente:

- Fuerzas factorizadas sobre la viga:

Carga por rueda debido al peso del puente grua: P PG = W PG / 4 =

Carga levantada + Peso del carro: P L = P máx - P PG =

Carga vertical factorizada (impactada): P uv = C iv (P PG (1.2) + P L (1.6)) =

Carga transversal factorizada: P uh = P h (1.6) =

Carga vertical uniforme, factorizada: q u = (1.2)q =

4,50 m

7,00 m

1,25 m 4,50 m 1,25 m

-1,00 m

7,00 m

3,50 m

1,44 P3,50 m

2,50 m

7,00 m

39560,00 Kgf

2384,80 Kgf

210,50 Kgf/m

21405,00 Kgf

0,64 P

4,10 m

3,49 P/I

1,36 P

1490,50 Kgf

175,42 Kgf/m

6500,00 Kgf

14905,00 Kgf

4,50 m

4,50 m

P P

P P

P P

RmáxRmín

2

22

S L

L

P M máx

4

PL M máx

LS 22

221 S L X

LS 22

2 L X

L22 X máx M

22 4324

X L EI

PX max

2S L X

4

P C ihh

W QC P

L

S P Rmín

L

S P RV máxmáx 2

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HOJA DE CALCULO

PROYECTO: CLIENTE:

DOCUMENTO Nº:



- Reacción vertical factorizada:

- Momento máximo respecto al eje mayor: - Momento máximo respecto al eje menor:

Verificación del estado límite de servicio, deflexión:

- Deflexión máxima vertical:

Deflexión máxima para la carga vertical uniforme:

Deflexión máxima para las cargas puntuales:

Deflexión máxima vertical: < OK

- Deflexión máxima horizontal:

Deflexión máxima para las cargas puntuales: < OK

Verificación de la flexión alrededor del eje X:

- Etado límite de inestabilidad por pandeo local:

Esbeltez de las alas: Compacta

Esbeltez del alma: Compacta

- Etado límite de resistencia por pandeo lateral torsional:

Longitud no arriostrada: Lb =Lp = ( AISC-360, Eq. F2-5Lr = ( AISC-360, Eq. F2-6

Factor de modificación de momento: Cb = 1 ϕ = 0,9 ( AISC-360, Eq. F1-1

Momento plástico: Mpx = ZxFy = ( AISC-360, Eq. F2-1

Resistencia nominal a flexión cuando: Lp < Lb ≤ Lr Mnx = ( AISC-360, Eq. F2-2

Resistencia nominal a flexión para: Lb > Lr Fcr = 3951 Kgf/cm2

( AISC-360, Eq. F2-4

Mnx = ( AISC-360, Eq. F2-3

Resistencia nominal a flexión: Lp < Lb < Lr Mnx =

Resistencia minorada: ϕMnx = > OK Ratico = 0,64

Ru = 1,36 Puv + 2xquxL/2 =

1,44 Puv = 64482,80 Kgf-m

7,00 m3,63 m12,55 m

90423,81 Kgf-m

L/600 =

116886,00 Kgf-m

100470,90 Kgf-m

6,90 mm

1,44 Puh =

0,23 mm

11,67 mm

55162 Kgf

58255,74 Kgf-m

6,25

35,04

6,67 mm

3434,11 Kgf-m

163978,27 Kgf-m

100470,90 Kgf-m

58255,74 Kgf-m

3,49 Pv/Ix =

9,64 mm3,49 Ph/Iyt = 17,50 mmL/400 =

f f t b 2

wt h

8

2 Lq

M M uvmáxux

vmáx M hmáxuy M M

EI

qLv

4

1

384

5

2v

21 vvv

h

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HOJA DE CALCULO

PROYECTO: CLIENTE:

DOCUMENTO Nº:



Verificación de la Flexión biaxial:

Modulo plástico del ala superior: 540 cm3

Momento plástico en y del ala superior: Mpy = ZtxFy =

Resistencia minorada: ϕMny = > OK Ratico = 0,28

Ecuación de interacción:

0,64 + 0,28 = 0,92 < 1 OK ( AISC-360, Eq. H1-1b

Resistencia al corte:

a/h = ϕv = 0,90 ( AISC-360, Eq. G2-1

67,5 cm2

Coeficiente de pandeo de placa: Kv = 5

Coeficiente de corte del alma: Cv = 1 ( AISC-360, Eq. G2-3

Resistencia nominal a corte: Vn =

Resistencia minorada: ϕvVn = < OK Ratico = 0,60

Estado límite de pandeo lateral del alma:

ϕ = 0,9 ( AISC-360, Eq. J10-7

Mux = < My = SxFy = Cr = Kgf/cm2

h = 438 mm

ϕRn = > OK Ratico = 0,20

Diseño de los rigidizadores de apoyo:

Longitud de apoyo: N = 120 mmK = 51 mm

a.- Cedencia local del alma:

ϕ = 1,00

( AISC-360, Eq. J10-3

ϕRn = > OK Ratico = 0,70

1,14

55162,10 Kgf-m

3434,11 Kgf-m

78272 Kgf 55162 Kgf

92218,50 Kgf

102465,00 Kgf

6750000058255,74 Kg-m

201076 Kgf 39560 Kgf

104995,00 Kg-m

13662,00 Kgf-m

12295,80 Kgf-m

uv

f

w f wr n P

b Lt h.

ht t C R

3

2

3

40

1ny

uy

nx

ux

M

M

M

M

máxn R R

w yn t F N K R 52,

ww

dt A

vw yvnv

C A F V 60.

4

2

f

t

t b Z

f

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HOJA DE CALCULO

PROYECTO: CLIENTE:

DOCUMENTO Nº:



b.- Aplastamiento del alma:

ϕ = 0,75

Cuando Rmáx esta aplicada a una distancia del borde de la viga menor que d/2:

Para N/d ≤ 0.2:

( AISC-360, Eq. J10-5a

Para N/d > 0.2:

( AISC-360, Eq. J10-5b

N/d = 0,22 > 0,2 ϕRn = > OK Ratico = 0,93

No se requieren rigidizadores en el apoyo

59603 Kgf 55162 Kgf

w

f y

f

wwn

t

t EF

t

t

d

N t R

51

23140

.

,

w

f y

f

wwn

t

t EF

t

t

d

N t R

51

220

4140

.

,,

máxn R R

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