Memoria de Calculo Andamios

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA

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FECHA 24-04-2009 REPARACION GENERAL TANQUES 3, 4 Y 5A REVISIÓN: 0

MEMORIA DE CÁLCULO

EMITIDO PARA REVISIÓN: 0 NÚMERO DE PÁGINAS : 19

OBRA : REPARACION GENERAL TANQUES 3 , 4 y 5ª TORRE DE CUERPOS DE ANDAMIO PARA TRABAJOS DE

GRANALLADO Y PINTADO EN INTERIOR DE TANQUE

Preparado por SERGEAR: Dpto. de Ingeniería

Marcos Ortiz

Revisado por SERGEAR:

Aprobado por SERGEAR: Residente de Obra Walter Catacora

Aprobado por SCSP : Supervisor de Proyectos


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OBRA: REPARACION GENERAL TANQUES 3, 4 Y 5ª

TORRE DE CUERPOS DE ANDAMIO PARA TRABAJOS DE GRANALLADO Y PINTADO EN INTERIOR DE TANQUE

Memoria de Cálculo

1 Objetivo

La presente tiene como objetivo, presentar los cálculos realizados para la torre de cuerpos de andamio usado en los trabajos de granallado y pintado en el interior del tanque.

2 Criterio de Cálculo

La estructura esta conformada por cuerpos de andamio fabricadas en tubo Ø 1-1/2” Estándar , Tubo de Ø 1” Estándar como soporte interior, ángulo L32x32x2.3mm como arriostres

El arreglo analizado se puede ver en el esquema adjunto, donde se han indicado los

diferentes componentes.


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El método considerado en el programa es el AISC-LRFD 93. Este método usa el criterio de mayorización o combinación de cargas, aplicando factores

de servicio según las condiciones de carga que se presenten. Dicha combinación se aplica a cada elemento por separado y se escoge la condición de carga factorizada más critica. Para cada caso se calcularán las estructuras teniendo como límite el esfuerzo de fluencia del material.

Se realizara el calculo de la estructura donde se determinara: Capacidad máxima de carga por cuerpo de andamio. Capacidad de carga de torre. Estabilidad antivolteo de torre de andamios.

Se considerara un factor de seguridad FS = 4. 3 Determinación de cargas y calculo 3.1 Capacidad máxima de carga por cuerpo de andamio 3.1.1 Carga Muerta:

Debidas al peso de los cuerpos de andamio y al peso también de los tablones de madera Se considerará que en la parte superior se aplica una carga de 4000 Kg. Ld = 4000 Kg. Esta carga se divide en 04 puntos Ld / 4 = 4000 / 4 = 1000 Kg.


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3.1.2 Carga Viva:

Se considera que trabajaran 04 personas en la parte superior de la estructura.

Lv = 4x80 = 320 Kg. Esta carga se divide en 04 puntos Lv / 4 = 320 / 4 = 80 Kg.


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3.1.3 Combinaciones de carga y resultados

Las combinaciones de carga consideradas son DSTL1 y DSTL2 (según LRFD) adicionalmente y debido a la consideración del FS = 4 , se define la combinación de carga COMB1, por lo que se tiene

TABLE: Combination Definitions ComboName ComboType AutoDesign CaseType CaseName ScaleFactor SteelDesign

Text Text Yes/No Text Text Unitless Yes/No

DSTL1 Linear Add No Linear Static DEAD 1,4 Yes

DSTL2 Linear Add No Linear Static DEAD 1,2 Yes

DSTL2 Linear Static LIVE 1,6

COMB1 Linear Add No Linear Static DEAD 4 Yes

COMB1 Linear Static LIVE 4

De acuerdo a los resultados arrojados por el programa SAP 2000, de las combinaciones de carga arriba citadas, la que genera los mayores efectos sobre las estructuras es la combinación COMB1 La cual asigna factores de mayorización de 4 veces la carga muerta + 4 veces la carga viva.

4Ld + 4Lv Se tomarán en cuenta los resultados arrojados de acuerdo a la combinación mencionada. A continuación se muestran esquemas sobre las reacciones y diagramas que se desarrollan en la estructura: - Reacciones en los apoyos. - Diagrama de Momentos Flectores. - Diagrama de Fuerzas Cortantes - Diagrama de Ratios de Diseño, etc.


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ESQUEMA DE REACCIONES EN LOS APOYOS

DIAGRAMA DE MOMENTOS FLECTORES 3-3


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DIAGRAMA DE FUERZAS AXIALES

DIAGRAMA DE FUERZAS CORTANTES


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RATIOS DE SERVICIO

Observamos en el diagrama de ratios, que los valores resultantes, asignados a cada miembro del total de las estructuras por el programa, no exceden a la unidad, esto indica que los miembros se comportan satisfactoriamente frente a la combinación de carga asignada a la estructura. De acuerdo al diagrama de ratios, uno de los elementos más exigidos es el tubo Ø 1-1/2 estándar de la cual se entrega a continuación una hoja detallada sobre el estado del elemento.


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3.2 Capacidad de carga de torre.

La torre esta compuesta de dos estructuras de 08 cuerpos cada uno según se muestra en el esquema siguiente. Obteniéndose una base rectangular de 2.6x1.9m x 15.4m de altura. Las cargas son aplicadas en el lado de menor longitud de la torre.


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3.2.1 Carga Muerta:

Debidas al peso de los cuerpos de andamio y al peso de los tablones de madera. Se considera 04 tablones con un peso total de 80 Kg por nivel. Situados en los niveles 3, 5 y 7 de la torre. Ldt = 80 Kg Longitud de apoyo de tablones = 1.265x2 Ldt/m = 80/2.53 = 31 Kg/m Donde: Ldt: Carga muerta debido a los tablones Ldt/m: Carga muerta distribuida Se muestra a lado la distribución de cargas debido a los tablones.

Nivel 7

Nivel 5

Nivel 3


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3.2.2 Carga Viva:

Se considera que trabajaran 04 personas en la parte superior de la estructura.

Lvp = 4x80 = 320 Kg. Longitud de apoyo = 1.265x2 Lvp/m = 320/2.53 = 126 Kg/m Donde Lvp: Carga viva debido a las personas Lvp/m: Carga viva distribuida. Esta carga se aplica en el nivel 7 de la estructura. Se muestra a lado la distribución de carga.

Nivel 7


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3.2.3 Carga por sismo:

Se asume como carga muerta el peso de los trabajadores en la parte superior de la torre, peso de los tablones y el peso propio de los andamios. Para la carga de sismo se considera: Lsv = 0.5 Ld Lsh = 0.3 Ld Lsv : Componente vertical de carga de sismo Lsh : Componente horizontal de carga de sismo. Ld . Carga muerta. Determinación de Cargas __________________ Peso de andamio = 50 Kg. Se divide la carga en cuatro puntos Por lo tanto Lsv1=0.5x50/4=6.25 Kg. Lsh1=0.3x50/4=3.75Kg. Esta carga se aplica en los 08 niveles de la torre. _______________________ Peso de tablones = 80 kg. Lsv2=0.5x80/2=20 Kg. Lsh2=0.3x80/2=12Kg. Esta carga se aplica en los niveles 3,5 y 7 de la torre _____________________________ Peso de trabajadores = 320 kg. Lsv3=0.5x320/2=80 Kg. Lsh3=0.3x320/2=48Kg. Esta carga se aplica en el nivel 7 de la torre.


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3.2.4 Combinaciones de carga y resultados Las combinaciones de carga consideradas son :

TABLE: Combination Definitions ComboName ComboType AutoDesign CaseType CaseName ScaleFactor SteelDesign

Text Text Yes/No Text Text Unitless Yes/No

UDSTL1 Linear Add No Linear Static DEAD 4 Yes


UDSTL2 Linear Static LIVE 4



UDSTL3 Linear Static SISMO 1



UDSTL4 Linear Static SISMO -1


UDSTL5 Linear Static SISMO 1


UDSTL6 Linear Static SISMO -1

Para el análisis se esta considerando el caso donde se restringe el movimiento de la torre en el sentido donde se aplican las fuerzas por sismo. Se plantea la siguiente condición de apoyo y la dirección de las cargas.


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A continuación se muestran esquemas sobre las reacciones y diagramas que se desarrollan en la estructura: - Reacciones en los apoyos según las diferentes combinaciones de carga. - Diagrama de Momentos Flectores. - Diagrama de Fuerzas Cortantes - Diagrama de Ratios de Diseño.

ESQUEMA DE REACCIONES EN LOS APOYOS EN Kg. COMB UDSTL3

La máxima solicitud de carga en el cuerpo inferior de la torre es de 1874.6 Kg.

Apoyo pivotante Simplemente apoyado


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ESQUEMA DE REACCIONES EN LOS APOYOS EN Kg. COMB UDSTL6

Para esta combinación de carga se observa que se requerirían casi 500 Kg. Para que la torre no se voltee. Esto se soluciona colocando puntales en el tercer nivel de la torre, obteniendose las siguientes reacciones.

ESQUEMA DE REACCIONES EN LOS APOYOS EN Kg. COMB UDSTL6 CON ARRIOSTRE


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RATIOS DE SERVICIO

Observamos en el diagrama de ratios, que los valores resultantes, asignados a cada miembro del total de las estructuras por el programa, no exceden a la unidad, esto indica que los miembros se comportan satisfactoriamente frente a la combinación de carga asignada a la estructura. De acuerdo al diagrama de ratios, uno de los elementos más exigidos es el tubo Ø 1-1/2 estándar de la cual se entrega a continuación una hoja detallada sobre el estado del elemento.


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3.3 Estabilidad antivolteo de torre de andamios. 3.3.1 Consideraciones Estabilidad de los andamios tubulares fijos y móviles según la Norma UNE 76-502-90

La estabilidad de los andamios tubulares, es la relación entre la altura total del mismo incluidas las barandillas, y el lado menor de la base.

Cuando se trata de andamios fijos, la estabilidad, no podrá exceder de 5 y cuando se refiere a andamios móviles, no excederá de 4.


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Así: Andamios fijos: Estabilidad = H/L < 5 Andamios móviles: Estabilidad = H/L < 4

Siendo H, la altura total del andamio y L, la anchura del lado menor de la base.

Cuando el andamio que vayamos a utilizar en obra, supere estos valores de estabilidad se trata de andamios no auto estable, por lo que deberán arriostrarse.

La altura de la torre es de 15.4m La base de la estructura es de 2.6x1.9m H/L = 15.4/1.9= 8.1 4 CONCLUSIONES La estructura tiene un factor de seguridad de 4. La estructura se comporta normalmente bajo las condiciones estáticas de carga asumidas tanto individualmente como en conjunto. Se debe arriostrar la torre en el tercer nivel. Según figura adjunta para prevenir volteo en caso de sismo. Durante el traslado de la torre se debe mantener la verticalidad de la misma manteniendo los arriostres.

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