Doc. 0407-3-MC-001
PROYECTO “VERIFICACIÓN Y MEMORIA PARA OREJA DE IZAJE”
“MEMORIA DE CÁLCULO OREJAS DE IZAJE” FIRMA
NOMBRE
PREPARÓ
FECHA
LUIGI F. BARGELLINI G.
AGOSTO 2011
REVISÓ
JUAN CARLOS GUZMAN M.
AGOSTO 2011
APROBÓ
JUAN CARLOS GUZMAN M.
AGOSTO 2011
APROBACIÓN Rev. Nº
DESCRIPCIÓN
INGENIERO POR
Jefe Proy.
Fecha
APROBACIÓN CLIENTE 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
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
Pág. 1/16
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
Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
1.
RESUMEN
1.1
OBJETIVO
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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.
Figura Nº 1: Esquema oreja de izaje nº 1. Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
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Figura Nº 2: Esquema oreja de izaje nº 2.
Figura Nº 3: Esquema oreja de izaje nº 3.
Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
2.
BASES DE DISEÑO
2.1
MATERIALES
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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. Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
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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.
5.
ANEXOS
Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
Verificación Oreja de Izaje 0407-3-MC-001
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ANEXO A: Diseño y Cálculo Puntos de Anclaje propuesto por TERGUM.
Memoria de Cálculo Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Rev.0
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 = Vadm =
852631 kg-cm 88585 kg
Fuerza tracción en el alma : Fuerza corte en el alma :
Tflexión_alma= Valma= Tresultante_alma=
(Fb=0,66Fy) ( Fv = 0,4 Fy)
F =Aw*0,66Fy = F = Aw*0,4 Fy =
146165 kg 88585 kg
99459 kg 88585 kg 133189 kg
a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ= 25,4 φ aguj. = 25 φ aguj.neto = 27 Fy = 9177 Fu = 10197
mm mm mm kg/cm2 kg/cm2
Ab = Fnt = Fvt = cisalle
5,07 cm2 7648 kg/cm2 5099 kg/cm2 simple
AISC-05 Fnt =
0,75 Fu
Fnv =
0,50 Fu
Rnt =
Fnt Ab
Rnv =
Fnv Ab
Capacidad = Ω=
ANEXO A Rev.B
Para pernos con hilo excluido
R/ Ω 2,0
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
R/Ω = Fvt x Ab / Ω =
Cap. Corte de un perno: Conjunto de Pernos: N° de pernos por fila = N° de filas = Cap. Corte conj pernos =
4 2 103340 kg
b) Capacidad Placa a tracción: Material Placas: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2
Rev.0
12917 kg
Ok
Ft = Fv =
2035 kg/cm2 1221 kg/cm2
AISC-05 Ft =
0,5 Fu
Fv =
0,3 Fu
Rnt =
Ft Ant
Rnv =
Fv Anv R/ Ω
Capacidad = Ω=
2
Diagrama Placa : c1 = s1 = s2 = s3 = c2= d1 = u1 = d2 = espesor placa =
Detalle D-027 40 140 140 140 40 100 150 50
mm mm mm mm mm mm mm mm
c1
s1
s2
s3
c2
d1 u1 d2
25 mm
Aplastamiento Placa a tracción: Distancia mínima al borde: Distancia mínima entre pernos: Distancia máxima entre pernos:
Le min = Smin = Smax =
44,5 mm 76,2 mm 152,4 mm
Le min =1,75 d Smin = 3 d Smax = min (12t ; 6")
ANEXO A Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Le = 40 mm Rn = min (1,2Le Fu t; 2,4Fu d t) = Rn / Ω = "
48840 kg 48840 kg
Rev.0
Ok
Arrancamiento en tracción : Ant < 0,85 Ag
Ant = T=
61,5 cm2 125165 kg
Ok
30,8 230,0 182,8 237222
Ok
Arrancamiento en tracción (bloque interior) : Ant = Agv= Anv = T=
ANEXO A Rev.B
cm2 cm2 cm2 kg
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Rev.0
VERFIFICACION OREJA DE IZAJE Nº2
Material biela: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2
Fuerza a transmitir : Capacidad Viga : (uniones al 100%) Madm = Vadm =
721639 kg-cm 72893 kg
Fuerza tracción en el alma : Fuerza corte en el alma :
Tflexión_alma= Valma= Tresultante_alma=
(Fb=0,66Fy) ( Fv = 0,4 Fy)
F =Aw*0,66Fy = F = Aw*0,4 Fy =
120273 kg 72893 kg
81841 kg 72893 kg 109596 kg
a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ= 25,4 φ aguj. = 25 φ aguj.neto = 27 Fy = 9177 Fu = 10197
mm mm mm kg/cm2 kg/cm2
Ab = Fnt = Fvt = cisalle
5,07 cm2 7648 kg/cm2 5099 kg/cm2 simple
AISC-05 Fnt =
0,75 Fu
Fnv =
0,50 Fu
Rnt =
Fnt Ab
Rnv =
Fnv Ab
Capacidad = Ω=
ANEXO A Rev.B
Para pernos con hilo excluido
R/ Ω 2,0
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
R/Ω = Fvt x Ab / Ω =
Cap. Corte de un perno: Conjunto de Pernos: N° de pernos por fila = N° de filas = Cap. Corte conj pernos =
4 2 103340 kg
b) Capacidad Placa a tracción: Material Placas: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2
Rev.0
12917 kg
Ok
Ft = Fv =
2035 kg/cm2 1221 kg/cm2
AISC-05 Ft =
0,5 Fu
Fv =
0,3 Fu
Rnt =
Ft Ant
Rnv =
Fv Anv R/ Ω
Capacidad = Ω=
2
Diagrama Placa : c1 = s1 = s2 = s3 = c2= d1 = u1 = d2 = espesor placa =
Detalle D-027 50 100 100 100 50 200 160 50
mm mm mm mm mm mm mm mm
c1
s1
s2
s3
c2
d1 u1 d2
20 mm
Aplastamiento Placa a tracción: Distancia mínima al borde: Distancia mínima entre pernos: Distancia máxima entre pernos:
Le min = Smin = Smax =
44,5 mm 76,2 mm 152,4 mm
Le min =1,75 d Smin = 3 d Smax = min (12t ; 6") ANEXO A Rev.B
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Le = 50 mm Rn = min (1,2Le Fu t; 2,4Fu d t) = Rn / Ω = "
48840 kg 48840 kg
Rev.0
Ok
Arrancamiento en tracción : Ant < 0,85 Ag
Ant = T=
71,2 cm2 144902 kg
Ok
26,6 140,0 102,2 160438
Ok
Arrancamiento en tracción (bloque interior) : Ant = Agv= Anv = T=
ANEXO A Rev.B
cm2 cm2 cm2 kg
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Rev.0
VERFIFICACION OREJA DE IZAJE Nº3
Material biela: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2
Fuerza a transmitir : Capacidad Viga : (uniones al 100%) Madm = Vadm =
852631 kg-cm 88585 kg
Fuerza tracción de placa : Fuerza corte de placa :
Tflexión_placa= V_placa= Tresultante_placa=
(Fb=0,66Fy) ( Fv = 0,4 Fy)
F =Aw*0,66Fy = F = Aw*0,4 Fy =
146165 kg 88585 kg
99459 kg 88585 kg 133189 kg
a) Capacidad de Pernos: Material Pernos: Acero : A490 φ= 25,4 φ aguj. = 25 φ aguj.neto = 27 Fy = 9177 Fu = 10197
mm mm mm kg/cm2 kg/cm2
Ab = Fnt = Fvt = cisalle R/Ω = Fvt x Ab / Ω =
Cap. Corte de un perno:
5,07 cm2 7648 kg/cm2 5099 kg/cm2 simple 12917 kg
AISC-05 Fnt =
0,75 Fu
Fnv =
0,50 Fu
Rnt =
Fnt Ab
Rnv =
Fnv Ab
Capacidad = Ω=
ANEXO A Rev.B
Para pernos con hilo excluido
R/ Ω 2,0
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Conjunto de Pernos: N° de pernos por fila = N° de filas = Cap. Corte conj pernos =
Rev.0
4 2 103340 kg
b) Capacidad Placa a tracción: Material Placas: Acero : A36 Fy = 2531 kg/cm2 Fu = 4070 kg/cm2
Ft = Fv =
2035 kg/cm2 1221 kg/cm2
AISC-05 Ft =
0,5 Fu
Fv =
0,3 Fu
Rnt =
Ft Ant
Rnv =
Fv Anv R/ Ω
Capacidad = Ω=
2
Diagrama Placa : c1 = s1 = s2 = s4 = c2= d1 = u1 = d2 = espesor placa =
Detalle D-027 40 140 140 140 40 100 150 50
mm mm mm mm mm mm mm mm
c1
s1
s2
s3
c2
d1 u1 d2
25 mm
Le min =1,75 d Smin = 3 d Smax = min (12t ; 6")
Aplastamiento Placa a tracción: Distancia mínima al borde: Distancia mínima entre pernos: Distancia máxima entre pernos: Le = 40 mm Rn = min (1,2Le Fu t; 2,4Fu d t) = Rn / Ω = " ANEXO A Rev.B
Le min = Smin = Smax =
48840 kg 48840 kg
44,5 mm 76,2 mm 152,4 mm
Ok Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
CALCULO Y VERIFICACION DISEÑO OREJA 0407-3-MC-001
Arrancamiento en tracción :
Rev.0
Ant < 0,85 Ag
Ant = T=
61,5 cm2 125165 kg
Ok
30,8 230,0 182,8 237222
Ok
Arrancamiento en tracción (bloque interior) : Ant = Agv= Anv = T=
ANEXO A Rev.B
cm2 cm2 cm2 kg
Oreja de Izaje Fecha: Agosto 2011
