0407-3-MC-001 oreja izaje

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

Pág. 2/16

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

Pág. 3/16

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

Pág. 4/16

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