Calculo de Volumen de Tolva de Entrada

Blas J. Soriano Virués ESI Sevilla I.I.Mec. Construcción

Proyecto de Fin de Carrera Planta Fabricación Aceite.ESTRUCTURA Aceite.ESTRUCTURA

7. CÁLCULO DE LAS TOLVAS DE RECEPCIÓN 7.1. NORMATIVA DE APLICACIÓN GENERAL El proyecto deberá ajustarse a la normativa siguiente: siguiente: •

EA-95

•

UNE-EN 10025-2

•

UNE-ENV 1991-4 (EUROCÓDIGO (EUROCÓDIGO 1, Parte 4: Acciones en silos y depósitos)

7.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES 7.2.1. DE LA TOLVA Para la fabricación de la tolva se emplearan dos tipos de acero: •

Acero laminado y conformado S235JR.

•

Acero laminado S275JR.

Se emplearán perfiles tubulares conformados para facilitar la limpieza de las tolvas tras la campaña y asegurar así una correcta higiene en las instalaciones. En el cálculo se utilizarán las siguientes constantes elásticas del acero según el art. 2.9 de la norma EA-95. Las flechas asimilables para los elementos que componen la tolva serán en todo caso limitadas por el artículo 5.4.2 de la norma EA-95.

7.2.2. DE LA MATERIA ENSILADA Las características de la materia ensilad son análogas a las definidas en el apartado 6.2.2.

7.2.3. DE LA TOLVA DE RECEPCIÓN Se dispone de 5 tolvas de recepción, una por cada línea de producción de forma troncopiramidal y con una capacidad de 28 m 3, con capacidad para 31.000 Kg de aceituna aproximadamente. La boca de entrada tiene unas dimensiones de 3,80 x 3,80 m y la de salida de 0,50 x 0,50 m. La altura de la tolva es de 2 m y posee un ángulo de inclinación de 50º con respecto a la horizontal. La chapa de la tolva será de acero S275JR soldada a una estructura de refuerzo ejecutada mediante perfiles de acero conformado S235JR y construida sobre un marco de DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DEL DISEÑO ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE SEVILLA

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Proyecto de Fin de Carrera Planta Fabricación Aceite.ESTRUCTURA

soporte formado por perfiles de acero laminado S275JR que permiten mantener la parte superior de la tolva a nivel de la solera.

7.2.4. DE LAS REJAS TRANSITABLES DE LA TOLVA Se colocarán rejas para permitir el tránsito de camiones sobre las tolvas e impedir la caída de personal en las mismas, así como facilitar las maniobras de aproximación de los camiones y remolques. Están realizadas a base de perfiles de acero conformado S235JR y acero laminado S275JR, y descansarán sobre el marco superior de la tolva mediante junta de neopreno. La reja de la tolva de recepción sirve de tamiz inicial para las cargas de aceituna que entran en la almazara. Se separan las grandes ramas y se evita con ello la obturación de la boca de la tolva y del sistema de limpieza.

7.2.5. DE LA CIMENTACIÓN DE LA TOLVA La cimentación de la batería de tolvas será realizada mediante muro de carga y contención, sobre el que descansará la tolva en su perímetro superior. Este muro permitirá la visita al habitáculo inferior, donde se coloca la cabeza de la cinta transportadora. Se practicará un canal limitado por muros de hormigón para permitir la salida de la cinta desde la parte inferior de la tolva hacia la superficie a la vez que se adentra en la nave. Dicho canal irá provisto de escalera sobre la solera del mismo para el acceso del personal al habitáculo inferior de las tolvas tal y como puede observarse en los planos de la presente documentación.

7.3. ACCIONES Es importante destacar que debido a la situación de la tolva, enterrada y bajo una reja, no se considera la carga de viento ni la sobrecarga de nieve. Las acciones a tener en cuenta se detallan en los siguientes apartados.

7.3.1. ACCIONES GRAVITATORIAS Las cargas gravitatorias son: •

El peso propio de los elementos resistentes de la estructura.

•

El peso del material almacenado.

Nota: Para el cálculo del espesor de chapa se tendrá en cuenta el peso de la materia almacenada puesto que la norma utilizada para la estimación de cargas lo contempla así.

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7.3.2. ACCIONES TÉRMICAS Al igual que en los cálculos de las tolvas de almacenamiento y de orujo, la tensión en la chapa debida a un incremento de temperatura de 25º es: n ′ = 210 Kg cm

2

7.3.3. SOBRECARGA DE USO La sobrecarga de uso es debida a la materia almacenada que produce una presión sobre las paredes de la tolva que se transmite hacia los elementos que componen el refuerzo de la chapa y a su vez a los elementos estructurales de soporte de la tolva, en este caso, al muro de carga y contención. El análisis de cargas se realiza a partir de la norma UNE-ENV 1991-4. •

Presión perpendicular

La sobrecarga debida a la materia ensilada en dichas paredes se calcula en base al apartado 5.2.1.3 del Eurocódigo 1, parte 4. Puesto que α = 50º, la presión perpendicular a la pared de la tolva se calcula empleando las expresiones 5.15, 5.16, 5.17 y 5.18 de dicho apartado. El coeficiente de mayoración C b se calcula a partir de la expresión 5.14 de dicha norma, por la cual: C b

= 1,2

La presión vertical actuante en la transición se calcula en base la expresión 5.4 de dicha norma, por la cual, la presión vertical en la sección de paredes verticales para una altura (z = 0,75 m) se calcula como sigue: p v 0

Con Cb, pv0, y anteriores:

α

= p v (0,75) = 726,25 Kg / m

2

se obtienen los valores de las presiones a partir de las expresiones 786,26 Kg / m 2

p n1

=

p n 2

= 360,08Kg / m

p n 3

2

= 1.187,52 Kg / m

2

El valor de la presión perpendicular varía a lo largo del lateral de la tolva, tal y como puede verse en la figura 35. Los valores de los extremos de dicha carga distribuida trapezoidal son los siguientes: •

En el borde superior (p t): p t

= p n 3 + p n1 = 1973,78kg / m

2


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En el borde inferior (p ve): p ve

= p n 3 + p n 2 = 1547,60kg / cm

2

pt pn1 Lb

pve pb

pn3

pn2 px

Figura 35.: Distribución de presiones en tolva de recepción.

Los datos necesarios para calcular la presión en la boca de la tolva son los siguientes: • •

Lve = 3,31 m Lb = 2,24 m La presión en la boca de la tolva se obtiene por semejanza de triángulos de la siguiente

forma: pb p x

=

( p n1

= p ve +

p x

− p n 2 )( Lve − Lb )

Lve p b

= 137,77kg / m

= 1685,37kg / m

2

2

Con el valor de la carga en la boca de la tolva y en la zona de transición queda determinada la carga superficial trapezoidal que actúa sobre una cara de la tolva.

7.4. CÁLCULO DEL ESPESOR DE CHAPA Se realiza a partir de una sección de chapa de 1 m de ancho y 2,56 m de largo apoyada en los extremos. Para rigidizar la tolva se colocarán 3 refuerzos formando marcos cuadrados horizontales a lo largo del perímetro de la tolva a determinadas alturas. Según esta disposición de los perfiles de refuerzo horizontales la viga continua estudiada quedará apoyada sobre 3 apoyos intermedios articulados equidistantes entre ellos 0,64 m.


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Suponiendo la sección de chapa libre por ambos lados, la carga que situaremos en dicha viga para el cálculo consistirá en una carga distribuida trapezoidal de valores extremos: q1

= 1.974kg / m

2

q2

= 1.685kg / m

2

El método de cálculo seguido es análogo al realizado en la tolva de almacenamiento por lo que solo se muestran los resultados obtenidos. El momento flector máximo ponderado es: Mf

= 12.400cm·Kg

El espesor mínimo que puede soportar dicha carga presentando una tensión máxima de 2432 Kg/cm2 expresado en mm es: e min

6 Mf

=

*

100σ max

= 5,53mm

A continuación se comprueba el espesor mínimo imponiendo una condición de flecha máxima relativa de L/250. La luz del vano es de 0,64 m resultando: f max

=

L 250

=

640 250

=

2,56mm

Mediante el programa informático auxiliar calculamos la flecha para distintos tipos de perfiles, variando el espesor de la chapa y conservando la anchura igual a 1 metro. De esa forma calculamos el valor de la flecha máxima, que aparece en el vano extremo derecho, para espesores a partir de 6 mm, resultando la siguiente tabla:

e (mm) 6 7 8 9

fmax (mm) 8,42 5,30 3,55 2,49

La condición de flecha máxima se cumple con un espesor de chapa de 9 mm por lo que este es el valor que se tomará a la hora de elegir la chapa para construir la tolva inferior. Para calcular el momento ponderado resultante de aplicar el coeficiente C 0 es necesario añadir al momento ponderado que proporciona el programa de cálculo un 11%. La tensión de trabajo en la chapa resulta: σ

T

=

6( Mf

*

*

+ Mf × 0,11)

100e

2

= 1.019,56 Kg / cm

2

≤ σ adm

Según los resultados obtenidos, se adopta un espesor de 9 mm para las chapas de las paredes verticales realizados en acero S275JR. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DEL DISEÑO ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE SEVILLA

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7.5. CÁLCULO DE LA REJA TRANSITABLE 7.5.1. HIPÓTESIS DE CÁLCULO

Para dimensionar los perfiles que forman la reja se supone una carga equivalente a la acción de la rueda de un camión distribuida a lo largo de 30 cm, 0,1 m 2. Esta carga se situará en varias posiciones de la reja para hallar la más desfavorable. El valor de la carga lo deducimos de la cuarta parte de la carga máxima de un camión. Suponiendo, un camión de 7 m de longitud, la carga se estima en: P

=

6.800 Kg

Distribuida a lo largo de dos perfiles separados 15 cm, de longitud 30 cm, supone una carga en cada perfil de valor: q

=

6.800 2 × 0,30

= 11,33Kg / m

Además de esta carga, se añade una sobrecarga de 300 Kg/m 2, con objeto de introducir un estado de carga equivalente a la aceituna amontonada por encima de la reja tras una descarga incorrecta. El peso propio de la estructura de refuerzo se tiene en cuenta en el propio cálculo de la estructura, ya que el programa genera la carga de peso propio automáticamente al elegir los perfiles correspondientes.

7.5.2. MODELO DE CÁLCULO El modelo empleado para calcular la reja mediante el programa Metal 3D es el que se muestra en la figura 36. y 37.

Figura 36.: Vista plano xz


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Figura 37: Numeración de nudos. Vista en planta.

7.5.3. LISTADO DE CÁLCULO El listado de cálculo es el siguiente: ############################################################ 11:32:51, 22/06/2005 FICHERO: D:\Resultados Cype\Tolva Recepcion\Tolvr ec2.EM3 DESCRIPCION: Refuezos tolva recepcion ############################################################ NUDOS

COORDENADAS(m) X

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

0.000 0.000 0.000 0.000 0.413 0.413 0.413 0.413 0.826 0.826 0.826 0.826 1.239 1.239 1.239 1.239 1.239 1.239 1.239 1.239 1.652 1.652 2.148 2.148 2.561 2.561 2.561 2.561 2.561 2.561 2.561 2.561 2.974 2.974 2.974 2.974 3.387 3.387 3.387 3.387 3.800 3.800 3.800 3.800

Y 0.000 1.239 2.561 3.800 0.413 1.239 2.561 3.387 0.826 1.239 2.561 2.974 0.000 0.413 0.826 1.239 2.561 2.974 3.387 3.800 1.652 2.148 1.652 2.148 0.000 0.413 0.826 1.239 2.561 2.974 3.387 3.800 0.826 1.239 2.561 2.974 0.413 1.239 2.561 3.387 0.000 1.239 2.561 3.800

COACCIONES Z

0.000 0.000 0.000 0.000 -0.500 -0.500 -0.500 -0.500 -1.000 -1.000 -1.000 -1.000 0.000 -0.500 -1.000 -1.500 -1.500 -1.000 -0.500 0.000 -2.000 -2.000 -2.000 -2.000 0.000 -0.500 -1.000 -1.500 -1.500 -1.000 -0.500 0.000 -1.000 -1.000 -1.000 -1.000 -0.500 -0.500 -0.500 -0.500 0.000 0.000 0.000 0.000

dX dY dZ GX GY GZ V0 EP X X -

X X -

X X X X X X X X X X X X

-

-

-

-

-

VINCULOS DX/DY/DZ Dep. -

Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado


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CARACTERISTICAS MECANICAS DE LAS BARRAS Inerc.Tor. cm4 2.240 0.821 277.971 682.509 566.250

Inerc.y cm4

Inerc.z cm4

106.000 22.800 314.546 470.498 412.000

Sección cm2

19.400 22.800 104.868 354.816 379.968

11.000 6.910 18.895 23.695 27.000

Acero, Acero, Acero, Acero, A cero,

UPN-80, Perfil simple (UPN) L-60x6, Perfil simple (L) #120x60x6, Perfil simple (Rectangular conformado) #120x100x6, Perfil simple (Rectangular conformado) UPN-100, Doble en cajón soldado (UPN)

MATERIALES UTILIZADOS Mód.Elást. (Kp/cm2)

Mód.El.Trans. (Kp/cm2)

Lím.Elás.\Fck (Kp/cm2)

Co.Dilat. (m/m°C)

Peso Espec. (Kg/dm3)

2100000.00 2100000.00

807692.31 807692.31

2600.00 2400.00

1.2e-005 1.2e-005

7.85 7.85

BARRAS

Acero (A42) Acero (A37)

TENSION MAXIMA TENS.(Tn/cm2)

1/2 5/1 1/13 2/3 6/2 3/4 7/3 8/4 4/20 5/6 9/5 5/14 6/7 10/6 7/8 11/7 12/8 8/19 9/10 9/15 16/9 10/11 16/10 11/12 17/11 17/12 12/18 14/13 13/25 15/14 14/26 16/15 15/27 16/17 21/16 16/28 17/18 22/17 17/29 18/19 18/30 19/20 19/31 20/32 21/22 21/23 22/24 23/24 23/28 24/29 26/25 25/41 27/26 26/37 28/27 27/33 28/29 28/33 28/34 29/30 29/35 29/36 30/31 30/36 31/32 31/40 32/44 33/34 33/37 34/35 34/38

Material

1.2522 1.6655 1.2845 1.0252 1.8880 1.2281 1.8769 1.6410 1.2281 0.9919 1.5075 1.2040 0.9774 1.8056 0.9404 1.8013 1.4158 0.9404 2.1619 2.3689 0.3067 0.9653 1.1124 2.1198 1.0532 0.3604 2.1198 1.9460 0.9936 1.8549 1.1575 1.1379 1.0653 1.1070 0.3357 1.3621 1.0532 0.3391 1.1070 1.8013 0.9653 1.8769 0.9774 1.0252 0.7718 0.5873 0.7718 0.5873 0.3460 0.3833 1.9542 1.2649 1.8208 1.2194 1.1420 2.3347 1.3621 0.2769 1.1420 1.1124 1.1379 0.2728 1.8056 2.1619 1.8880 0.9919 1.2522 2.3347 0.9847 1.0653 1.8208

APROV.(%)

POS.(m)

N(Tn)

48.16 64.06 49.40 39.43 78.67 47.24 78.21 63.12 47.24 41.33 57.98 50.17 40.73 75.23 39.18 75.05 54.45 39.18 90.08 98.70 11.79 40.22 46.35 88.33 43.88 13.86 88.33 81.09 38.22 77.29 48.23 47.41 44.39 46.12 12.91 56.76 43.88 13.04 46.12 75.05 40.22 78.21 40.73 39.43 29.69 22.59 29.69 22.59 13.31 14.74 81.42 48.65 75.87 50.81 47.59 97.28 56.76 10.65 47.59 46.35 47.41 10.49 75.23 90.08 78.67 41.33 48.16 97.28 37.87 44.39 75.87

1.239 0.769 1.239 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.239 0.000 0.769 0.000 0.661 0.649 0.826 0.649 0.769 0.000 0.000 0.000 0.769 0.661 0.000 0.413 0.000 0.769 0.000 0.000 0.000 0.649 1.322 0.000 0.661 0.000 0.769 1.322 0.000 0.000 1.322 0.649 0.661 0.000 0.661 1.322 0.000 0.273 0.496 0.223 0.000 0.769 0.000 0.000 0.649 0.826 0.000 0.413 0.000 0.769 0.000 0.000 0.000 0.769 0.649 0.413 0.000 0.826 0.000 0.000 0.769 0.661 0.649

-2.4717 6.0564 -2.4186 -2.4532 5.9888 -2.5005 5.8907 6.5766 -2.5005 2.4147 3.6231 2.4127 2.4714 5.1118 2.4838 5.0110 3.9733 2.4838 5.3961 5.3080 0.1280 5.4847 3.2997 5.4204 3.0874 0.3151 5.4204 6.0344 -2.3570 5.0703 2.3915 3.0436 5.3658 3.0422 1.4636 3.1629 3.0874 1.5555 3.0422 5.0110 5.4847 5.8907 2.4714 -2.4532 1.2099 1.2143 1.2099 1.2143 1.5585 1.4636 5.9937 -2.3250 5.0002 2.3505 3.0698 5.2583 3.1629 0.5342 3.0698 3.2997 3.0436 0.1027 5.1118 5.3961 5.9888 2.4147 -2.4717 5.2583 3.9350 5.3658 5.0002

Ty(Tn)

Tz(Tn)

1.8429 0.1163 1.8596 -1.5175 -0.0185 -1.8417 0.0473 0.1038 1.8417 0.0502 0.1096 -1.2589 0.0057 -0.0727 -0.0418 0.0325 0.1106 0.0418 1.2511 -2.9708 0.0205 0.0392 -0.1613 -1.2841 0.0968 0.0287 1.2841 0.0616 -1.5031 0.0375 1.9138 0.0953 -0.0050 -0.3326 -0.0133 1.7481 -0.0968 0.0027 0.3326 -0.0325 -0.0392 -0.0473 -0.0057 1.5175 0.4342 0.0108 -0.4342 -0.0108 0.0050 -0.0102 0.0320 -1.8548 -0.0060 1.2697 -0.1134 2.9980 -1.7481 0.0126 0.1134 0.1613 -0.0953 0.0198 0.0727 -1.2511 0.0185 -0.0502 -1.8429 -2.9980 0.0571 0.0050 0.0060

1.4466 -0.0636 -1.4470 -1.2463 1.4540 -1.4227 1.4354 -0.1038 1.4227 -1.3927 -0.0578 0.3967 -0.0043 -1.3812 1.3834 -1.4006 -0.1106 -1.3834 -3.3947 2.0238 -0.0195 -0.0188 -0.9338 3.3514 -0.9590 -0.0287 -3.3514 1.4817 1.2536 -1.4340 0.0271 -1.0662 -0.0023 -1.7469 0.0102 0.0416 -0.9590 -0.0027 1.7469 -1.4006 0.0188 1.4354 0.0043 1.2463 -0.4793 0.0615 0.4793 -0.0615 -0.0050 0.0133 1.4924 1.4517 -1.4067 -0.3915 -1.0196 -1.9375 -0.0416 -0.0126 -1.0196 -0.9338 -1.0662 -0.0208 -1.3812 3.3947 1.4540 1.3927 -1.4466 1.9375 -0.0571 0.0023 -1.4067

Mt(Tn·m) 0.1302 -0.0001 -0.1357 0.0002 -0.0886 -0.1301 0.0871 0.0000 0.1301 0.0218 0.0000 0.0085 0.0011 -0.0117 0.0055 0.0123 0.0000 -0.0055 -0.2875 0.3299 0.0000 0.0001 0.0976 0.3065 -0.0931 0.0000 -0.3065 0.1205 0.0007 -0.0052 0.0013 -0.1133 0.0000 -0.0017 0.0000 -0.0012 0.0931 0.0000 0.0017 -0.0123 -0.0001 -0.0871 -0.0011 -0.0002 0.0001 -0.0001 -0.0001 0.0001 0.0000 0.0000 -0.1215 0.1348 0.0043 0.0203 0.1128 -0.3065 0.0012 0.0000 -0.1128 -0.0976 0.1133 0.0000 0.0117 0.2875 0.0886 -0.0218 -0.1302 0.3065 0.0000 0.0000 -0.0043


My(Tn·m) -0.3943 0.0280 0.4026 -0.3304 0.8156 -0.3723 0.8033 -0.0421 -0.3723 -0.3142 0.0264 0.2501 0.4143 0.7947 -0.3030 0.8074 0.0513 -0.3030 -1.1064 0.6669 0.0142 0.5596 -0.4191 -1.0677 -0.4164 0.0192 -1.0677 0.8271 0.3243 0.8340 -0.0615 -0.4576 -0.0987 -0.4301 -0.0082 -0.0514 -0.4164 -0.0070 -0.4301 0.8074 0.5596 0.8033 0.4143 -0.3304 -0.0008 0.0557 -0.0008 0.0557 -0.0074 -0.0098 0.8364 0.3971 0.8173 0.2578 -0.4496 0.6467 -0.0514 0.0122 -0.4496 -0.4191 -0.4576 0.0166 0.7947 -1.1064 0.8156 -0.3142 -0.3943 0.6467 0.0254 -0.0987 0.8173

Mz(Tn·m) -0.4287 -0.0424 -0.4456 -0.3668 -0.0050 -0.4296 0.0162 0.0421 -0.4296 0.1320 -0.0504 -0.2519 0.0426 0.0185 0.1220 -0.0026 -0.0513 0.1220 0.4226 -0.9706 -0.0166 0.0234 -0.0618 0.4137 0.0391 -0.0192 0.4137 0.0169 -0.3511 -0.0029 -0.3185 0.0362 0.5305 -0.0827 0.0098 -0.3940 -0.0391 0.0070 -0.0827 0.0026 0.0234 -0.0162 0.0426 -0.3668 0.0410 0.0170 0.0410 0.0170 0.0074 0.0082 0.0133 -0.4380 -0.0040 -0.2537 -0.0472 -0.9724 -0.3940 -0.0122 0.0472 0.0618 -0.0362 -0.0142 -0.0185 0.4226 0.0050 0.1320 -0.4287 -0.9724 -0.0254 0.5305 0.0040

537



BARRAS


35/36 35/39 36/40 37/38 37/41 38/39 38/42 39/40 39/43 40/44 41/42 42/43 43/44

2.3689 1.8549 1.2001 1.2194 1.4485 1.1575 1.9542 1.2040 1.9460 1.8358 1.2649 0.9936 1.2845

APROV.(%)

POS.(m)

N(Tn)

98.70 77.29 46.16 50.81 55.71 48.23 81.42 50.17 81.09 70.61 48.65 38.22 49.40

0.413 0.649 0.000 0.000 0.769 0.000 0.000 0.826 0.000 0.000 1.239 1.322 0.000

5.3080 5.0703 3.6195 2.3505 6.2287 2.3915 5.9937 2.4127 6.0344 6.0528 -2.3250 -2.3570 -2.4186

Ty(Tn)

Tz(Tn)

2.9708 -0.0375 0.0608 -1.2697 0.0769 -1.9138 -0.0320 1.2589 -0.0616 0.0665 1.8548 1.5031 -1.8596

-2.0238 -1.4340 -0.1126 0.3915 -0.0769 -0.0271 1.4924 -0.3967 1.4817 -0.1193 -1.4517 -1.2536 1.4470

Mt(Tn·m)

-0.3299 0.0052 0.0000 -0.0203 0.0000 -0.0013 0.1215 -0.0085 -0.1205 0.0001 -0.1348 -0.0007 0.1357

My(Tn·m)

0.6669 0.8340 -0.0350 0.2578 0.0334 -0.0615 0.8364 0.2501 0.8271 -0.0482 0.3971 0.3243 0.4026

Mz(Tn·m)

-0.9706 0.0029 0.0192 -0.2537 -0.0334 -0.3185 -0.0133 -0.2519 -0.0169 0.0221 -0.4380 -0.3511 -0.4456

7.6. CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA DE REFUERZO El cálculo de la estructura se realizará mediante el programa informático Metal 3D de Cype. Mediante dicho programa se introducen los nudos de la estructura, las vinculaciones exteriores y las cargas.

7.6.1. ACCIONES Las cargas se obtienen reduciendo la presión perpendicular de las paredes de la tolva a cargas uniformemente repartidas linealmente a lo largo de cada marco en sentido perpendicular a las caras de la tolva. No supondremos carga alguna sobre los perfiles verticales, no obstante la sección de las mismas será elegida en función de la sección obtenida para los marcos de refuerzo. Para reforzar la chapa que forma la tolva se colocará un entramado de perfiles huecos horizontal y verticalmente, unidos al marco de soporte de la tolva, formado por perfiles UPN en formación de cajón. En cada cara de la tolva se disponen 5 perfiles horizontales separados 0,64 m. Los perfiles horizontales estarán arriostrados por perfiles verticales a lo largo de las caras de la tolva. Las acciones exteriores que actúan sobre la estructura de refuerzo son las siguientes: a) Carga reducida por metro lineal de perímetro, perpendicular a la pared de la tolva, en cada marco de refuerzo. b) Peso propio de la estructura de refuerzo.

a) Cargas reducidas por metro lineal de perímetro Son perpendiculares a la pared de la tolva en cada marco de refuerzo. El cálculo se realiza a partir de la distribución de cargas indicada en la figura 36. El resultado es el siguiente: q t

= 1.956Kp / m

q1

= 1.902 Kp / m

q2

= 1.830 Kp / m


538


Proyecto de Fin de Carrera Planta Fabricación Aceite.ESTRUCTURA q3

= 1.758Kp / m

qb

= 1.704Kp / m

b) Peso propio de la estructura El peso propio de la estructura de refuerzo se tiene en cuenta en el propio cálculo de la estructura, ya que el programa genera la carga de peso propio automáticamente al elegir los perfiles correspondientes.

7.6.2. MODELO DE CÁLCULO El modelo de la estructura empleado para calcular la estructura mediante el programa Metal 3D se muestra en las siguientes figuras, empleando varias vistas para una mejor comprensión:

Figura 38.: Modelo cálculo tolva recepción. Vista 3D

Figura 39.: Numeración nudos. Vista tolva en planta


539



Figura 40.: Modelo cálculo tolva recepción. Alzado

7.6.3. LISTADO DE RESULTADOS A continuación se muestra el listado de cálculo de la estructura. Dicho listado se encuentra en el CD adjunto, junto con los demás ficheros fuente. Los perfiles elegidos garantizan que la tensión en todos los tramos resulta inferior a la admisible y la flecha resulta inferior a L/300 en todos los casos. Se utilizarán perfiles tubulares conformados para facilitar la limpieza de las tolvas tras la campaña y asegurar así una correcta higiene en las instalaciones. ############################################################ 14:18:36, 22/06/2005 FICHERO: D:\Resultados Cype\Tolva Recepcion\Tolvr ec1.EM3 DESCRIPCION: Reja para tolva de recepción ############################################################

NUDOS

COORDENADAS(m) X

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950

Y -1.000 -0.900 -0.750 -0.600 -0.450 -0.300 -0.150 0.000 0.150 0.300 0.450 0.600 0.750 0.900 1.050 1.200 1.350 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250 2.400 2.550 2.700 2.800 -1.000 -0.900 -0.750 -0.600 -0.450 -0.300 -0.150 0.000 0.150 0.300 0.450 0.600

COACCIONES Z

-3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000

dX dY dZ GX GY GZ V0 EP X X X X X X -

X X X X X X -

X X X X X X -

-

-

-

-

-


Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado


540


NUDOS

COORDENADAS(m) X

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135


0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 1.900 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 2.850 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800 3.800

Y 0.750 0.900 1.050 1.200 1.350 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250 2.400 2.550 2.700 2.800 -1.000 -0.900 -0.750 -0.600 -0.450 -0.300 -0.150 0.000 0.150 0.300 0.450 0.600 0.750 0.900 1.050 1.200 1.350 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250 2.400 2.550 2.700 2.800 -1.000 -0.900 -0.750 -0.600 -0.450 -0.300 -0.150 0.000 0.150 0.300 0.450 0.600 0.750 0.900 1.050 1.200 1.350 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250 2.400 2.550 2.700 2.800 -1.000 -0.900 -0.750 -0.600 -0.450 -0.300 -0.150 0.000 0.150 0.300 0.450 0.600 0.750 0.900 1.050 1.200 1.350 1.500 1.650 1.800 1.950 2.100 2.250 2.400 2.550 2.700 2.800

COACCIONES Z

-3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000 -3.000

dX dY dZ GX GY GZ V0 EP X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X

-

-

-

-

-


Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Empotrado Empotrado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Empotrado Empotrado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Articulado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado Empotrado


541



CARACTERISTICAS MECANICAS DE LAS BARRAS Inerc.Tor. cm4 187.206 328.068 566.250

Inerc.y cm4

Inerc.z cm4

173.115 212.000 412.000

Sección cm2

77.824 243.455 379.968

14.078 22.000 27.000

Acero, #100x60x5, Perfil simple (Rectangular conformado) A cero, UPN-80, Doble en cajón soldado (UPN) A cero, UPN-100, Doble en cajón soldado (UPN)

MATERIALES UTILIZADOS Mód.Elást. (Kp/cm2)

Mód.El.Trans. (Kp/cm2)

Lím.Elás.\Fck (Kp/cm2)

Co.Dilat. (m/m°C)

Peso Espec. (Kg/dm3)

2100000.00 2100000.00

807692.31 807692.31

2600.00 2400.00

1.2e-005 1.2e-005

7.85 7.85

BARRAS

Acero (A42) Acero (A37)


1/2 1/28 2/3 2/29 3/4 3/30 4/5 4/31 5/6 5/32 6/7 6/33 7/8 7/34 8/9 8/35 9/10 9/36 10/11 10/37 11/12 11/38 12/13 12/39 13/14 13/40 14/15 14/41 15/16 15/42 16/17 16/43 17/18 17/44 18/19 18/45 19/20 19/46 20/21 20/47 21/22 21/48 22/23 22/49 23/24 23/50 24/25 24/51 25/26 25/52 26/27 26/53 27/54 28/29 28/55 29/30 29/56 30/31 30/57 31/32 31/58 32/33 32/59 33/34 33/60 34/35 34/61 35/36 35/62 36/37 36/63 37/38 37/64

Material

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APROV.(%)

POS.(m)

N(Tn)

Ty(Tn)

Tz(Tn)

23.60 24.43 26.45 9.96 28.59 6.63 30.32 9.32 31.59 14.15 32.44 18.89 33.94 23.36 31.65 27.16 25.27 29.18 19.26 29.83 13.93 28.93 10.97 26.52 9.47 23.21 9.47 19.73 10.97 23.21 13.93 26.52 19.26 28.93 25.27 29.83 31.65 29.18 33.94 27.16 32.44 23.36 31.59 18.89 30.32 14.15 28.59 9.32 26.45 6.63 23.60 9.96 24.43 13.64 8.99 10.59 3.73 7.88 7.67 6.05 12.40 4.43 17.89 3.98 24.09 8.92 31.03 15.83 38.88 24.05 48.16 32.81 58.68

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542



BARRAS


38/39 38/65 39/40 39/66 40/41 40/67 41/42 41/68 42/43 42/69 43/44 43/70 44/45 44/71 45/46 45/72 46/47 46/73 47/48 47/74 48/49 48/75 49/50 49/76 50/51 50/77 51/52 51/78 52/53 52/79 53/54 53/80 54/81 55/56 55/82 56/57 56/83 57/58 57/84 58/59 58/85 59/60 59/86 60/61 60/87 61/62 61/88 62/63 62/89 63/64 63/90 64/65 64/91 65/66 65/92 66/67 66/93 67/68 67/94 68/69 68/95 69/70 69/96 70/71 70/97 71/72 71/98 72/73 72/99 73/74 73/100 74/75 74/101 75/76 75/102 76/77 76/103 77/78 77/104 78/79 78/105 79/80 79/106 80/81 80/107 81/108 82/83 82/109 83/84 83/110 84/85 84/111 85/86 85/112 86/87 86/113 87/88 87/114 88/89 88/115

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APROV.(%) 40.95 70.33 47.01 82.46 49.44 93.33 49.44 92.00 47.01 93.33 40.95 82.46 32.81 70.33 24.05 58.68 15.83 48.16 8.92 38.88 3.98 31.03 4.43 24.09 6.05 17.89 7.88 12.40 10.59 7.67 13.64 3.73 8.99 18.02 8.99 17.24 3.73 15.44 7.67 13.39 12.40 11.00 17.89 8.26 24.09 5.61 31.03 10.94 38.88 21.72 48.16 38.17 58.68 62.57 70.33 97.64 82.46 128.16 93.33 128.16 92.00 97.64 93.33 62.57 82.46 38.17 70.33 21.72 58.68 10.94 48.16 5.61 38.88 8.26 31.03 11.00 24.09 13.39 17.89 15.44 12.40 17.24 7.67 18.02 3.73 8.99 13.64 24.43 10.59 9.96 7.88 6.63 6.05 9.32 4.43 14.15 3.98 18.89 8.92 23.36

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N(Tn)

Ty(Tn)

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543



BARRAS


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APROV.(%)

POS.(m)

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0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.000 0.150 0.950 0.100 0.950 0.950 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.150 0.150 0.000 0.000 0.150 0.000 0.000 0.150 0.000 0.150 0.150 0.000 0.150 0.150 0.000 0.000 0.150 0.150 0.150 0.150 0.100

N(Tn)

Ty(Tn)

Tz(Tn)

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-0.6406 0.2722 -0.7661 0.3027 -0.8230 0.3209 -0.7736 0.3250 -0.5844 0.3128 -0.2451 0.2875 0.2451 0.2521 0.5844 0.2875 0.7736 0.3128 0.8230 0.3250 0.7661 0.3209 0.6406 0.3027 0.4819 0.2722 0.3418 0.2179 0.2380 0.1587 0.1799 0.0987 0.1757 0.0380 0.2515 -0.0121 0.3951 -0.0841 -0.3316 0.3998 0.3186 0.3107 0.3669 0.4838 0.6649 0.9010 -0.9001 -0.5792 -0.2359 0.1031 0.4341 0.7440 -0.7440 -0.4341 -0.1031 0.2359 0.5792 0.9001 -0.9010 -0.6649 -0.4838 -0.3669 -0.3107 -0.3186 -0.3998

Mt(Tn·m) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.3082 -0.2611 -0.3442 -0.3996 -0.4347 -0.4525 -0.4528 -0.4342 -0.3957 -0.3452 -0.2828 -0.2090 -0.1267 -0.0407 0.0407 0.1267 0.2090 0.2828 0.3452 0.3957 0.4342 0.4528 0.4525 0.4347 0.3996 0.3442 0.2611


My(Tn·m) 0.2058 0.2268 0.3209 0.2437 0.4446 0.2491 0.5609 0.2416 0.6489 0.2215 0.6859 0.1938 0.6859 0.1647 0.6489 0.1938 0.5609 0.2215 0.4446 0.2416 0.3209 0.2491 0.2058 0.2437 0.1094 0.2268 0.0369 0.1951 -0.0544 0.1578 -0.0812 0.1181 -0.1074 0.0778 -0.1439 0.0554 -0.1833 0.0831 0.2611 0.3082 0.2681 0.2200 0.1731 0.1177 -0.0546 -0.1894 -0.1894 -0.0547 0.0675 0.0675 0.0518 -0.1250 -0.1250 0.0518 0.0675 0.0675 -0.0547 -0.1894 -0.1894 -0.0546 0.1177 0.1731 0.2200 0.2681 0.3082

Mz(Tn·m) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

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Calculo de Volumen de Tolva de Entrada

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