MEMORIA DE CÁLCULO

SOPORTE AUXILIAR PONTÓN ESTANQUE

T-3151

REVISION FECHA DESCRIPCION PAGINAS EMITIDO REVISADO APROB

Memoria de calculo Andamios Estanque T-3151

El proyecto consiste en desarrollar un sistema de soporte auxiliar para el Pontón del techo

flotante del estanque de almacenamiento T-3151. Esta estructura se materializara en base

a andamios Multi-front, con cuya estructurá se podrá generar los trabajos contratados, a

la empresa Cavco Ltda., en forma segura.

Para obtener una mejor visión de la instalación de los sistemas de estructura, se presenta

la siguiente esquema.

ESQUEMA 1

Base de Calculo

Cargas Solicitantes

1.- Peso Propio.

1.1.- Estructuras de Andamios Sobre Pontón.

Item Elemento Peso Unit. Cantidad Peso

[Kg.] [Un.] [Kg.]

1 Niveladores 5,09 4 20,36

2 Base Inicio 1,95 4 7,8

3 Cab. Horiz. (90 cm) 4,16 6 24,96

4 Plat. Métalica 16,25 2 32,5

5 Verticales 8,77 4 35,08

6 Horizontales (230 cm.) 8,03 6 48,18

7 Diagonal 11,35 1 11,35

8 Roda Píe (90 cm.) 5,6 1 5,6

9 Anclaje Plataforma 1,98 1 1,98

10 Roda Píe (230 cm.) 5,2 1 5,2

11 Abrazaderas 0,64 14 8,96

Peso Total de un Cuerpo: 201,97 [Kg.]

Tomando encuenta el esquema 1, los soportes auxiliares del Pontón están a una

distancia L = 5,1 m., unos de otros. Es por esto que cada uno de estos soportes

tomaran carga a L/2 en ambos sentidos de ellos, en dirección perimetral, entonces

en total, estarán solicitados a una carga distribuida en un desarrollo de arco de L

= 5,1 m.

Si observamos el peso total de un cuerpo (201,97 Kg.), el cual posee una base

regular de Largo = 2,3 m., y Ancho = 0,90 m., y si queremos saber el peso de

andamios en un desarrollo de arco de 5,1 m., se debe multiplicar el peso de un

cuerpo por el cuociente 5,1 m. / 2,3 m. Dando como resultado lo siguiente:

qca = 201,97 [Kg.]* 5,1 [m.] / 2,3 [m.] = 447,84 [Kg.]

Bueno, ahora si tiene el peso de un sistema de andamios instalados en un arco de

longitud L = 5,1 m., de un cuerpo de altura, expresado con la sigla qca. Pero los

trabajos a realizar, se necesita una altura de cinco cuerpos, para eso solo vasta

multiplicar el valor anterior (qca) por el factor 5, que representa el numero de

cuerpo en altura, dando como resultado la carga solicitante de peso propio de

estructuras de andamios (qPP1).

qPP1 = qca * 5 = 447,84 [Kg.] *5 = 2239,2 [Kg.]

1.1.- Pontón

El Pontón posee un diámetro 22,36 [m.], lo cual da un desarrollo perimetral de

785,35 [m.].

Según su estructuración genera un peso de 280 [Kg./ml.], considerando que los

soporte auxiliares estarán distanciados en 5,1 [m.]. Se tiene una carga de peso

propio de.

qPP2 =280 [Kg./ml.]*5,1 [Kg.]

qPP2 =1428 [Kg.]

2.- Sobre Carga.

2.1.- Sobre Carga Humana.

Para la actividad a ejecutar sobre los andamios se considerara, el trabajo

simultaneo de seis personas, cada uno de estos con un peso en torno a los 100

[Kg.]. Entonces la carga por sobre carga humana es.

qSC1 = 100 [Kg.]*6 [pers.]

qSC1 =600 [Kg.]

2.2.- Sobre Carga Equipos.

Se utilizaran tres equipos soldadores, cuyo peso individuales es de 150 [Kg.], lo

que genera como sobre carga de equipos final.

qSC2 = 150 [Kg.]*3 [Un.]

qSC2 =450 [Kg.]

El método de diseño a utilizar ASD, el cual se expone en el Manuel de Diseño Para

Estructuras de Acero (ICHA 1976), el cual expone la siguiente combinación de carga

(Comb = W).

Comb =Peso Propio (qPP) + Sobre Carga (qSC)

Comb = qPP1 + qPP2 + qSC1 + qSC2

Comb = 4717,2 [Kg.]

Diagrama de Cuerpo Libre

En base a un análisis estático de la estructura, donde solo se considera la acción de cargas

verticales, productos a que estas son las mas preponderante al sistema. En base a lo

anterior se tiene la siguiente ecuación de primer grado.

Fy : R1 + R2 + R3 = W.

A esta ecuación se le asigna la salvedad, en que las reacciones de las verticales del apoyo

auxiliar R1, R2 y R3, adquieren igual magnitud las solicitaciones de carga, entonces esta

ecuación se puede rescribir de la siguiente manera

3* R = W.

Remplazando, la variable W por el valor 4709.76, se Obtiene el Valor de la Reacción R.

R = 1572,4 [Kg.]

Procedimiento de Diseño ASD.

Para materializar las verticales, se utilizar la Cañería de Acero Grado A, SCH 40. Cuyas

características se asemejan a los utilizados en los andamios Multi Front. Las que se

muestran a continuación.

TABLA N°1

Diám. Nominal Diám. Nominal Esp. Nominal Peso Teórico Presión

[In.] [mm.] [mm.] [Kg./m.] [Kg./cm^2]

1 1/2 48,3 3,68 4,05 84,4

Area Momento I. Radio de Giro (i)

[cm.^2] [cm.^4] [cm.]

2,69 7,26 1,64

Para la situación actual de diseño, se debe considerar que la resistencia a compresión

axial del perfil depende de la estabilidad general de este, es decir, su resistencia de

pandeo, específicamente la que genera el pandeo por flexión, tomando en cuesta esta

condición de solicitación, la tensión admisible de compresión (Fad, c), se obtiene como se

expleza en Tabla N°2.

TABLA N°2.

Esbeltez

KL/i

A. KL/i < Ce

B. Ce ≤ KL/i ≤ 200

(*) FS = (5/3) + (3/8) * ((KL/i)/Ce) - (1/8) * ((KL/i)/Ce)^3

(**) FS = 23/12

En Donde:

Ce = Raiz(2*π^2*E/(Q*Ft)); Esbeltez de Euler.

K = Coeficiente de Longitud Efectiva.

L = Longitud real entre arriestramiento, cm.

i = Radio de Giro, cm.

Q = Coeficiente de reducción de tenciones por concepto de pandeo local.

Tensión Admisible

Fad, c

Fad, c = (1/FS)*(1-0,5*((KL/i)/Ce)^2)*Q*Ft (*)

Fad, c = (1/FS)*(π^2*E)/(KL/i)^2 (**)

Tomando los datos de la Tabla N°1, Ecuaciones de Tabla N°2. Y considerando los valores

de K=1 (Apoyo Fijo-Fijo), Ft= 2400 [Kg./cm^2]) y Q=1 (Diseño conservador). Se calcula

la esbeltez y Esbeltez de Euler

KL/i = 1*180 [cm] / 1,64 [cm.]

KL/i = 109,75

Ce = Raiz(2*π^2*E/(Q*Ft))

Ce = Raiz(2*π^2*2,1*10^6 [Kg/cm.^2]/(1*2400 [Kg/cm.^2])

Ce = 131,42

Como KL/i < Ce, se cumple condición B. Entonces.

Fad, c = (12/23)*(π^2*2,1*10^6 [Kg/cm^2])/(109,75^2)

Fad, c = 897,76 [Kg/cm^2]

Fad, c = (1/FS)*(π^2*E)/(KL/i)^2

Por ultimo, considerando Fad, c, en todo momento debe ser menor que la tensión de

demanda, esta tensión de demanda se estima con el valor de R dividido por el área del

perfil.

Tensión de Demanda (TDD) = R / Area Perfil = 1572,4 [Kg.] / 2,69 [cm^2]

Tensión de Demanda (TDD) = 584,53 [Kg./cm^2]

En conclusión, como TDD < Fad, c; elemento vertical resiste Ls

solicitaciones de compresión, con un rendimiento del 65 %.