Resistencia y estabilidad, aptitud al servicio, acciones en la edificación, cimientos, estructuras de acero, fábrica, madera
por
#216160
Hola a todos.
Bueno, yo ya me presenté pero les comento, soy Ing. Mecánico recién salido del horno. En estos momentos me encuentro en un proyecto para reubicar un túnel de secado de la empresa (ver las imágenes adjuntas). Este túnel tiene un peso aproximado de 3600 kg y está soportado por varias columnas a una altura de 2.7m. La idea que tengo es construir una estructura de acero que soporte al túnel, para luego ubicar dos montacargas a los extremos y levantar el túnel para llevarlo a su posición final.

Yo no tengo experiencia en el diseño de estructuras en 3d de acero y cuando estaba estudiando en la Universidad, aprendí a calcular estructura en 2d, pero lo que pasa es que no sé como transferir las cargas en estructuras en 3d.

Yo haría el calculo de la siguiente manera (imagen forma de cálculo).
1 - Encuentro el centro de gravedad del túnel (ya lo tengo).
2 - Ubico la fuerza en el centro de la viga AB.
3 - Hallo las reacciones A y B y luego hago los diagramas de fuerza cortante y momento flector para determinar el momento flector máximo. Luego con la ecuación del esfuerzo y para un perfil seleccionado, determino el esfuerzo y lo comparo con el esfuerzo de fluencia del material.
4 - Determino las reacciones C y D, y repito el paso 3.

Entonces por favor quiero que me ayuden en dos cosas. La primera es que me recomienden libros sobre estructuras de acero que lo pueda entender los Ingenieros Mecánicos (He buscado libros de estructuras de acero pero el enfoque es para Ingeniería Civil). La segunda, es que me digan si está bien el procedimiento de cálculo o en que forma lo podría hacer.

De antemano muchas gracias a todos.
Regístrese y/o inicie sesión para ver archivos adjuntos.
Avatar de Usuario
por
#216208
Para la "escalera" lo primero que tienes que hacer es ver cuántos "peldaños" necesitas.

Hecho ésto, calculas uno intermedio, para que aguante el peso de la sección de túnel que soporta (cuenta con el contenido del túnel también).

Después calculas las UPN (los "largueros" de la "escalera") con cargas puntuales correspondientes a los pesos soportados en cada uno de los "peldaños", mejor dicho, las cargas equivaldrán a las reacciones en los apoyos de los "peldaños" (aquí es donde te afecta el que esos apoyos sean apoyos o empotramientos).

Y para acabar, el soporte. Ojito a la cimentación, porque tiene que soportar además del peso el momento que genera el que el túnel esté descentrado.

Espero haber arrojado un poco de luz al asunto.
por
#216494
Hola a todos.
Gracias chichas por tu respuesta.

Primero, me podrías decir en que libro o de que forma puedo calcular la cantidad de "peldaños", porque yo pienso que la cantidad está relacionada con el tamaño de la sección de cada "peldaño".
Por ejemplo, si ubico 10 "peldaños", su sección transversal debe ser menor a que si ubico 6 "peldaños".

Bueno, con las ideas que me diste, y consultando con un profesor, creo que un procedimiento valido podría ser:
1 - Divido el túnel como se muestra en la imagen "01 - Forma de Cálculo V2", en ocho tramos. Se puede apreciar que los tramos 1 y 8 corresponden a la mitad de los demás tramos, es decir que la carga W se distribuye en 7 partes. (W/7)
2 - La carga divida (W/7) se ubica en la mitad de los "peldaños" como se muestra en la imagen "02 - Forma de Cálculo V2". Determino cualquier "peldaño", por ejemplo MD, y hallo las reacciones M y D. Hago los diagramas de fuerza cortante y momento flector, para determinar el momento máximo y calculo a flexión el esfuerzo comparándolo con el esfuerzo de fluencia.
3 - Las reacciones que se calculan en los "peldaños", se ubican como cargas puntuales en los largueros como se ven en la imagen "02 - Forma de Cálculo V2". Las reacciones M1 y M2 corresponden a las reacciones que ejercen las dos montacargas. Luego repito el paso 2.

Bueno, creo que este puede ser un procedimiento valido. Tengo entonces una duda, cuando yo tengo una estructura como está, puedo decir que se tiene una reacción tipo articulación cuando está soldada o cómo puedo tratar las reacciones.

Me explico, cuando estudié en la universidad trabajé con libros como Estática y Dinámica de Beer & Jonhston. Mecánica de Materiales de Beer & Jonhston. Diseño de máquinas con Norton, Mott, Shigley, entre otros. Yo soy capaz de resolver los ejercicios que tienen los libros pero cuando me encuentro con un problema de la vida real como el de la estructura que estoy haciendo, tengo dificultad para trasladar las cargas o entender cómo fluyen las cargas por los miembros de la estructura.
Quisiera que me dieras recomendaciones, consejos o bibliografía.

Muchas gracias ante todo.
Saludos.
Regístrese y/o inicie sesión para ver archivos adjuntos.
Avatar de Usuario
por
#216497
Sobre las vigas intermedias tendría que tributar el doble de carga que sobre las extremas, luego el reparto de cargas que has hecho está mal planteado.
Para ser un poco más realistas, las cargas podrían ser uniformemente repartidas en toda la longitud de las barra, no puntuales.
Para afinar mucho podrías hacer un calculo matricial de la estructura tridimensional. Si optas por hacer esto a mano, compra un cargamento de tila y un sillón cómodo. Con ayuda de un software de cálculo la cosa se simplifica enormemente.
Si te es suficiente con una estimación grosera: simplemente calcula el peso del tunel, aplica los correspondientes coeficientes de mayoración, divídelo entre la longitud del bastidor (para obtener una carga por unidad de longitud), divide entre 2 (por tener 2 vigas de apoyo) aplica dicha carga sobre una viga con dos apoyos como la que planteas y, tras obtener los diagramas de esfuerzos pertinentes, comprueba el elemento según la norma que creas oportuna.
por
#216510
Hola manuelfr, gracias por tu respuesta. Cada vez me voy complicando pero bueno eso me obliga a aprender más. Me comentas que con un software se simplifica el cálculo, pero cuál software me puedes sugerir. Estoy mirando el Cype, yo los que conozco son de FEM como Ansys, Cosmos, pero como en el trabajo no tengo licencia de estos software, tendría que hacer el análisis en mi casa y el problema es que hace tiempo que no los manejo.

Gracias por tu comentario.
Saludos.
Avatar de Usuario
por
#216520
Utilizar Ansys para esto es matar moscas a cañonazos.
Mejor un programa de análisis matricial de barras, tipo Cype o incluso algo más sencillo.
por
#216525
A mano no resultaría tan dificil, en concreto la estructura que tu planteas, tanto solo se diferencia al cálculo en 2D en tanto que la matriz de transformación es diferente (consideras ángulos de Euler), en cuanto al cáculo de la matriz de rigidez en fin debes hacer lo propio pero esta vez incluyendo los cortantes y flectores, así como los giros y desplazamientos correspondientes al nuevo plano incluido resultando en una matriz de 10 filas.

Editado: matriz de 12 ya que pasé por alto la torsión.

Con un buen programa matématico puedes resolver el problema.

Por cierto, no trabajes con cargas puntuales, es más realista una carga uniformemente distribuida.

Utilizar Ansys para esto es matar moscas a cañonazos.
Mejor un programa de análisis matricial de barras, tipo Cype o incluso algo más sencillo.


¿SAP2000?
Palabras clave
Temas similares

Usuarios navegando por este Foro: No hay usuarios registrados visitando el Foro y 2 invitados

Permisos de mensaje

No puede abrir nuevos temas en este Foro
No puede responder a temas en este Foro
No puede editar sus mensajes en este Foro
No puede borrar sus mensajes en este Foro
No puede enviar adjuntos en este Foro