Memoria de Calculo Soporte de Faja Transportadora

PROYECTO:

AMPLIACIÓN DE LA PLANTA DE BENEFICIO CHUMPE DE 2500 A 3000 TMD

INGENIERÍA DETALLADA DE ESTRUCTURAS METALMECÁNICAS

MEMORIA DE CÁLCULO SOPORTE ESTRUCTURAL DE LA FAJA TRANSPORTADORA

PREPARADO PARA:

SOCIEDAD MINERA CORONA

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

DISEÑO ESTRUCTURAL DEL SOPORTE DE LA FAJA TRANSPORTADORA En esta Memoria de cálculo corresponden los siguientes ítems: 1.00 2.00 3.00 4.00

DEFINICIONES GENERALES Y ESQUEMAS PRELIMINARES DE DISEÑO DISEÑO DE LA CELOSÍA DEL TRAMO INCLINADO DISEÑO DEL BASTIDOR EN EL TRAMO RECTO Y CURVO DISEÑO DE LA TORRE DE SOPORTE BIDIMENSIONAL

1.000 DEFINICIONES GENERALES Y ESQUEMAS PRELIMINARES DE DISEÑO 1.100 DEFINICIONES GENERALES a.- POLEA DE COLA Parte de la Faja Transpotadora en cuestión por la cual se deslizará la banda y que está accionada a una transmisión del motor respectivo. b.- APOYO - POLEA DE COLA Es el soporte conformado por la placa base de la columneta estructral emplazada sobre el pedestal de concreto del soporte de la polea de cola. c.- SOPORTE - POLEA DE COLA Es el pórtico tridimensional conformada por 4 columnetas (2 á 2) más 2 vigas longitudinales (W6"X15#) y 2 elementos transversales a las vigas (C6X8.2#) de manera que pueda soportar sin dificultad a la polea de cola y sus mecanismos de accionamiento. d.- BASTIDOR - TRAMO RECTO Estructura tridimensional en forma de parrilla que sostiene a los polines, la banda transportadora y la carga sobre ella. Esta conformada por canales C6"X8.2# a los lados laterales y por ángulos estructurales L2"X2"X1/4" en las transversales y diagonales. La longitud del módulo es de 6m y estará empernada con otro módulo mediante los canales laterales. El ancho del bastidor es de 1.05m de conforme al ancho de la faja. e.- SOPORTE - TRAMO RECTO Es el pórtico bidimensional conformada por 2 columnetas (W6"X15#). Están espaciadas cada 3m de manera que el Bastidor del tramo recto tenga 3 apoyos. f.- APOYO - TRAMO RECTO Es el soporte conformado por la placa base de la columneta estructral emplazada sobre el pedestal de concreto del soporte del tramo recto. g.- BASTIDOR - TRAMO CURVO Estructura tridimensional en forma de parrilla curva que para este caso es de radio 10m y que sosteine polines, la banda transportadora y la carga sobre ella. Es la transición entre el tramo recto e inclinado. También como en el caso del tramo recto está conformada por canales C6"X8.2# a los lados laterales y por ángulo estructurales L2"X2"X1/4" en los transversales y diagonales. h.- CELOSÍA - TRAMO INCLINADO Estructura tridimensional la cual está conformada por elementos de parrilla (superior e inferior), elementos verticales (montantes) y elementos diagonales laterlaes (uno a uno cada lado). Estas celosías son estructuras reticuladas encargadas de soportar las cargas en tramos de 6m cada uno, para luego transmitirlas a torres bidimensionales ubicadas en cada extremo del módulo correspondiente. i.- TORRES BIDIMENSIONALES - TRAMO INCLINADO Las torres bidimensionales son estructuras encargas de transmitir las cargas hacia las fundaciones y por ende están espaciadas cada 6m. Deberán tener estabilidad por lo que sólo están inclinados 5º con respecto a la vertical. j.- ÁNGULO DE INCLINACIÓN DE LA FAJA Para este caso será de 22º y por lo tanto la inclinación de la celosía tendrá esta dirección hacia arriba.

APOYO POLEA DE COLA

SOPORTE POLEA DE COLA

S1

A

A

1.50

S1

3.00

S2

6.00

3.00

BASTIDOR TRAMO RECTO

S3

3.00

SOPORTE TRAMO RECTO

S4

6.00

3.00

S5

APOYO TRAMO RECTO

2.00

S6

0 6.0

S7

0 6.0

S8

CELOCIA TRAMO INCLINADO

0 6.0

S9

APOYO TRAMO INCLINADO

SOPORTE TRAMO INCLINADO

0 6.0

22°

BASTIDOR TRAMO CURVO

a.- ESQUEMA GENERAL - FAJA TRANSPORTADORA

S10

0 6.0

S11

0 6.0

S12

APOYO SIMPLE EN ESTRUCTURA

0 3.0

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

1.200 GRÁFICOS PREVIOS

22°

R10

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

b.- SOPORTE - POLEA DE COLA

APOYO POLEA DE COLA 250 125

125 200

1.50

100

A

55 55

100 100

200

250 125

C6"X8.2#

W6"X15#

1.00

W6"X15#

125

W6"X15#

W6"X15#

W6"X15#

0.20

100

1.25

A

W6"X15#

APOYO POLEA DE COLA

2 PERNOS ANCLAJE 3/4" NC 12"

SECCION A-A

PL 1/2"

APOYO TRAMO RECTO

c.- SOPORTE - TRAMO RECTO

250 125

1.25

B

B

100

55 55

200

100

125 125

100

C6"X8.2#

250

C6"X8.2#

1.00

0.20

C6"X8.2#

100

C6"X8.2#

C6"X8.2#

APOYO TRAMO RECTO

125 200

2 PERNOS ANCLAJE 5/8" NC 12"

SECCION B-B

PL 1/2"

BASTIDOR TRAMO RECTO - PLANTA

L2X2X1/4

X1 /4 L2 X2

L2X2X1/4

X1 /4 L2 X2

L2X2X1/4

L2 X2

X1 /4

L2X2X1/4

L2 X2

X1 /4

L2X2X1/4

X1 /4 L2 X2

L2X2X1/4

X1 /4 L2 X2

1.05

L2X2X1/4

C6"X8.2#

C6"X8.2# 1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

6.00

d.- SOPORTE - TRAMO CURVO

APOYO TRAMO CURVO 250 125

BASTIDOR TRAMO CURVO - PLANTA

125 200

100

1.00

1.00 3.90

0.90

100

2 PERNOS ANCLAJE 5/8" NC 12"

55 55

100

200

100

250

125

C6"X8.2#

125

C6"X8.2# 1.00

L3X3X1/4

L2 X2 X1 /4

L2X2X1/4

L2 X2 X1 /4

L2X2X1/4

L2 X2 X1 /4

L2X2X1/4

L2 X2 X1 /4

L3X3X1/4

1.05

C6"X8.2#

PL 1/2"

Los bastidores en cualquiera de sus formas (plana y curva) uniformizan las cargas hacia los nudos del reticulado, por lo que el diseño de éstos se analizará como elementos tipo armadura espacial.

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

e.- CELOSÍA - TRAMO INCLINADO

2X

X L2

1/

4

2X

X L2

1/

4

X L2

2X

1/

4

L3X3X1/4

/4

X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4

X1

X2 L2

L2X2X1/4

4

L2X2X1/4

1/

L2X2X1/4

X X2 L2

L2X2X1/4

1.05

L3X3X1/4

L3"X3"X1/4#

VISTA EN PLANTA

L3"X3"X1/4# 1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

6.00

VISTA EN LATERAL C

1.00

1.00

L3"X3"X1/4# 1.00

X1

X1

X2

L2

1.00

1.00

L2

/4

X1

X2

L3X3X1/4

L3X3X1/4

X2

L2

/4

L3X3X1/4

1

/4

L2X2X1/4

X X2

L2

L2X2X1/4

X1

X2

L2

/4

L2X2X1/4

X X2

/4

L2X2X1/4

L2

L2X2X1/4

0.70

L3X3X1/4

L3"X3"X1/4#

4 1/

L3X3X1/4

1.00

L3X3X1/4

C

1.00

6.00

ITEM

SOPORTE TRAMO INCLINADO S10-S11

DIMENSIONES

DESIGNACION

W

H

001

S7

1.65

002

S8

2.04

003

S9

2.43

7.91

004

S10

2.83

10.16

005

S11

3.22

12.41

3.42 5.67

1.05

SOPORTE TRAMO INCLINADO S7-S8-S9 1.05

C6"X8.2# C6"X8.2#

/2" X 2 1/2 L2 1

W6"X12#

2"X2 1/2"X 1/4" L2 1/

W6"X12#

4" 1/2 "X1 /

1/2 "X1 /4"

"X2 1/2 L2

"X2 1/2 L2

W6"X12#

4"

W/2

W/2

W/2 W

W

La Torre bidimensional de soporteparticipa conjuntamente con la celosía formando un pórtico tridimensional.

100

100 W6"X12#

40

APOYO DE TORRE BIDIMENSIONAL

40

1.17

/ "X1

W/2

1/2

0.63

"X2

5°

5°

1/2

/4" "X1 1/2

0.63

W6"X12#

5°

H/2

C6"X8.2#

5°

"X2

1/2

C6"X8.2#

5°

L2

L2

H/2

5°

W6"X12#

C6"X8.2#

SOPORTE S6 1.05

4" "X1/

H

W6"X12#

C6"X8.2#

2 1/2

1/4" /2"X

1 2"X2

H

H/2

/2"X

L2 1/

H/2

"X1/ 4

"

L2 1

C6"X8.2#

4 PERNOS ANCLAJE 5/8" NC 12"

40

40

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

2.000 DEFINICIONES GENERALES Y ESQUEMAS PRELIMINARES DE DISEÑO 2.100 ESQUEMA DE CELOSÍA

0.7 m

6m

APOYO FIJO

APOYO MÓVIL

ESQUEMA LATERAL DEL CELOSÍA - 6m

Cuerda Inferior (CI) Cuerda Superior (CS) Diagonal Inferior (DI) Diagonal Lateral (DL) Diagonal Superior (DS) Elemento Transversal Inferior (ETI) Elemento Transversal Superior (ETS) Montante (M)

ELEMENTOS - VISTA ISOMÉTRICA En estas estructuras tipo armadura es conveniente de que los nudos queden liberados de resistir momentos M22 & M33. Esto debido a que la estructura se diseña bajo el principio de elementos resistentes a compresión y a tracción. En la vista frontal se aprecia que la estructura servirá para el mantenimiento del transporte de relaves. Faja Transportadora Elemento Transversal Superior (ETS) Montante (M) ELEMENTOS - VISTA FRONTAL

Soporte C6X8.2 Baranda

2.2000 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS MODELADAS 2.2010 CUERDAS SUPERIORES (CS) 2.2011 Elemento a considerar: 2.2012 Carga Lineal a considerar

L

3

''

X =

3

'' X 4.88 Lb/pie

1/4 ''

=

A = 9.27 7.28023 Kg-f/m

cm2

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

2.2013 Long. Total de las cuerdas 2.2014 Peso Total de las cuerdas

= =

12.00 m 87.36

X = = =

3

X = = =

2

X = = =

2

X = = =

2

X = = =

2

X = = =

2

X = = =

2

Kg-f

2.2020 CUERDAS INFERIORES (CI) 2.2021 2.2022 2.2023 2.2024

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

3

''

'' X 4.88 Lb/pie 12.00 m 87.36

1/4 ''

=

A = 9.27 7.28023 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

P= CANT =

Kg

Kg-f

2.2030 DIAGONALES LATERALES (DL) 2.2031 2.2032 2.2033 2.2034

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 14.65 m 69.55

1/4 ''

= Kg-f

2.2040 DIAGONALES INFERIORES (DI) 2.2041 2.2042 2.2043 2.2044

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 8.70 m 41.31

1/4 ''

= Kg-f

2.2040 DIAGONALES SUPERIORES (DS) 2.2041 2.2042 2.2043 2.2044

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 8.70 m 41.31

1/4 ''

= Kg-f

2.2050 MONTANTES (M) 2.2051 2.2052 2.2053 2.2054

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 9.80 m 46.53

1/4 ''

= Kg-f

2.2060 TRASNVERSALES INFERIORES (ETI) 2.2061 2.2062 2.2063 2.2064

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 7.35 m 34.90

1/4 ''

= Kg-f

2.2070 TRASNVERSALES SUPERIORES (ETS) 2.2071 2.2072 2.2073 2.2074

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 7.35 m 34.90

1/4 ''

= Kg-f

2.2080 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS MODELADOS CM =

443.22

Kg-f

… (I)

2.3000 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS 2.3010 PLANCHA PERFORADA 2.3011 Elemento a considerar:

PL

1.20 m

CP =

X

2.40 m

98.97

X Kg-f

1/8 ''

35.99 2.75

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

2.3020 FAJA TRANSPORTADORA + CONTENIDO + ACCESORIOS 2.3021 2.3022 2.3023 2.3024

Faja Transportadora + Polines Carga P.E. = Accesorios % Longitud Total L=

P = 45.00 Kg/m P = 210.00 Kg/m P = 38.25 Kg/m

2.10 Tn/m3 15% 6.00 m

CT =

1759.50

Kg-f

2.3030 CONEXIONES EN LOS NUDOS DEL RETICULADO 2.3031 Peso de los elementos Modelados 2.3032 Porcentaje considerado %

P = 443.22 Kg 20% CT =

88.64

Kg-f

2.3040 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS CNM =

1947.12

Kg-f

… (II)

Cantidad de puntos aplicativos de la carga muerta en elementos no modelados: Long. Total = 6.00 m Intervalo = 1.00 m Cantidad = 6.00 Carga muerta aplicada en cada tramo respectivo: p = 324.52 Kg-f Carga muerta aplicada en cada nudo respectivo: p' = 162.26 Kg-f nudos intermedios

p' =

81.13

Kg-f

nudos laterales

2.4000 CARGAS VIVAS ACTUANTES 2.4010 SOBRECARGA HUMANA La sobrecarga humana corresponde a la carga de 100 Kg a cada 2.40m y en ambos lados de la sección. P = 100.00 Kg CVH = Cantidad de puntos aplicativos de la viva humana Long. Total = 52 Intervalo =

500.00

2

Kg-f

Cantidad =

… (III)

26.00

Carga viva aplicada en cada tramo respectivo: p = 300.00 Kg-f Carga viva aplicada en cada nudo respectivo: p' = 150.00 Kg-f nudos intermedios

p' =

75.00

Kg-f

nudos laterales

2.5000 CARGAS DE VIENTO ACTUANTE 2.5010 CARGAS DE VIENTO EN RETICULADO Si bien es cierto que esta estructura no soporta mucho las fuerzas de viento debido a su configuración reticulada, pero, es importante aplicarla aunque sea mínima, esto debido a su longitud. Velocidad de diseño:

Vh = V(h/10)^0.22

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

Donde: Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h V: Velocidad de diseño hasta 10m de altura en Km/h h: Altura sobre el terreno en metros Ph = 0.005CVh^2

Carga Extrior del Viento: Donde:

Ph: Presión o succión del viento a una altura h en Kg/m2 C: Factor de Forma adimensional indicado en la tabla 4 RNE Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h

Sea, la velocidad del viento = Vh = 58.24 Km/h Barlovento C= 0.8 Ph = 13.566 At = 0.1524 WBPy = 2.06746 Carga = 4.13493 Carga aplicada en nudo = 2.07 Kg intermedio

50.00

Kg-f/m2 m Kg/m 1.03 Kg lateral

Km/h

h=

20.00

m

Sotavento C= -0.6 VSPy = -10.175 At = 0.1524 WSPy = -1.5506 Carga = -3.1012 Carga aplicada en nudo = -1.55 Kg intermedio

Kg-f/m2 m Kg/m -0.78 Kg

lateral

2.6000 CARGAS DE SISMO ACTUANTE 2.601 CARGAS DE SISMO ACTUANTES EN LA CELOSÍA a) Cálculo de la Masa Total del Pórtico: La masa total del pórtico L está determinada según las siguientes expresiones:



PTE 9.81

Donde:

PTE  PTEM  PTENM

PTE =

2390

W = 243.663 Kg-f-s²/m b) Cálculo del Periodo Fundamental del Pórtico: Se determinará aplicando una carga lateral al pórtico con el fin de hallar su rigidez lateral, de manera de hallar el periodo fundamental de la estructura

Kg-f

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

Aplicando una fuerza lateral: Dx= 0.0095 m La rigidez lateral será: K= 315789

F=

3000

Kg-f

se obtiene un desplazamiento lateral

El periodo de la estructura en esta dirección será: T= 0.17 s

Kg-f/m

c) Cálculo de la Cortante en la Base del Pórtico: Sabemos: Z= 0.4 (Zona 3)  ZUC XS  U= 1.3 (Categoría B - Edificación importante) P VX   S= 1.2 (Suelo tipo S2) R Y   Ry = 9 (Pórticos Dúctiles con uniones resistentes a momentos. Además:

T C Y  2.5 P  TY

   2.5 

Tp = Ty =

0.6 0.17

Cy =

2.50

Vy =

0.17

(Suelo tipo S2)

P

Considerando la Norma E-030 para edificaciones importantes, se tiene que el "P" debe de ser factorizado como el 100% de la CM y el 50% de la CV. Así:

P  100%CM  50%CV CM = CV =

2390 Kg-f 500 Kg-f

Luego: P=

2640

Kg-f

Luego la fuerza de sismo enla dirección X-X para el pórtico considerado, será: Vx =

458

Kg-f

P=

458

Kg-f

2.602 CARGA DE SISMO APLICADA EN CADA NUDO Para la carga de sismo aplicada, se tiene las siguientes cargas: P=

17.6 Kg

2.600 COMBINACIONES DE CARGA Aplicamos las siguientes combinaciones COMB 1: 1.2DL + 1.6LL COMB 2: 1.2DL + 0.8LL + 1.3 Wy COMB 3: 1.2DL + 0.5LL + 1.0 Qy 2.700 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 2.710 DIMENSIONAMIENTO

L3X3X1/4

/4 X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4 X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4 X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4 X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4 X1 X2 L2

L2X2X1/4

/4 X1 X2 L2

L3X3X1/4

1.05

L3"X3"X1/4#

L3"X3"X1/4# 1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

6.00

C X2

X1

/4

X2

X1

/4

/4

X1

X2

3X1/4

/4

X1

X2

L3X3X1/4

3X1/4

/4

3X1/4

X1

2X1/4

X2

2X1/4

4

2X1/4

1/

2X1/4

X X2

2X1/4

3X1/4

.70

L3"X3"X1/4#

L

2 2X

X1

/4

L

1.00

/4

X1

L

2 2X

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD

L3"X3"X1/4# 1.00

/4

X1

2 2X

L3X3X1/4

4

L2X2X1/4

L

1/

L2X2X1/4

L

2X 2X

L2X2X1/4

L

/4

X1

2 2X

L2X2X1/4

/4

1 2X 2X

L2X2X1/4

L3X3X1/4

1.05

L3"X3"X1/4#

1.00

1.00

1.00

Memoria de Cálculo

1.00

6.00

C

1.00

1.00

/4

X1

X2 L2

X2

L2

L3"X3"X1/4# 1.00

X1

/4

X2

L2

1.00

X1

/4

1.00

/4

X1

X2

L2

1.00

C

L3X3X1/4

/4

L3X3X1/4

L3X3X1/4

X1

L3X3X1/4

X2

L2

L2X2X1/4

4

L2X2X1/4

1/

L2X2X1/4

X X2

L2X2X1/4

L2

L2X2X1/4

L3X3X1/4

0.70

L3"X3"X1/4#

L3X3X1/4

6.00

Se ha tomado las siguientes secciones: Cuerdas Superiores CS Cuerdas Inferiores CI Diagonales Laterales DL Diagonales Inferiores DI Diagonales Superiores DS Montantes M Transversales Inferiores ETI Transversales Superiores ETS

= = = = = = = =

L 3" X 3" X 1/4" L 3" X 3" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4"

2.720 ESTADO DE CARGAS 2.721 CARGA MUERTA Además del peso propio de la estructura, presenta las siguientes solicitaciones como el peso de conexiones, pasarela, faja transportadora, material, etc.

2.722 CARGA VIVA Básicamente se refiere a la sobrecarga peatonal. En la figura se puede apreciar la forma de la sección trasnversal que tiene un peralte de 1.20m. El bastidor está conformado por ángulos estructurales, tal como se muestra.

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

2.723 CARGA DEBIDA AL VIENTO

2.724 CARGA DEBIDA AL SISMO

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2.730 DISEÑO - SAP2000 2.731 CARACTERÍSTICAS & PROPIEDADES DE DISEÑO

2.740 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE ACUERDO AL CRITERIO DE DISEÑO PLANTEADO 2.741 CUERDA INFERIOR (CI)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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2.742 CUERDA SUPERIOR (CS)

2.743 DIAGONAL INFERIOR (DI)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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2.744 DIAGONAL LATERAL (DL)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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2.745 DIAGONAL SUPERIOR (DS)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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2.746 MONTANTE (M)

2.747 TRANSVERSAL INFERIOR (ETI)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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2.748 TRANSVERSAL SUPERIOR (TRS)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

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3.700 RESUMEN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Cuerdas Superiores Cuerdas Inferiores Diagonales Laterales Diagonales Inferiores Diagonales Superiores Montantes Transversales Inferiores Transversales Superiores

CS CI DL DI DS M ETI ETS

= = = = = = = =

L 3" X 3" X 1/4" L 3" X 3" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4"

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

3.000 DISEÑO DEL BASTIDOR TRAMO RECTO 3.010 GRÁFICOS PREVIOS

1.05 m

3m

APOYO FIJO

APOYO MÓVIL

ESQUEMA EN PLANTA DEL BASTIDOR - 3m

Viga Principal (VP)

Elementos de Interconexión (EI)

Diagonales (D)

ELEMENTOS - VISTA ISOMÉTRICA En estas estructuras tipo armadura es conveniente de que los nudos queden liberados de resistir momentos M22 & M33. Esto debido a que la estructura se diseña bajo el principio de elementos resistentes a compresión y a tracción. En la vista frontal se aprecia que la estructura servirá para el mantenimiento del transporte de relaves. Faja Transportadora Canal C6X8.2 Columnas C6X8.2 ELEMENTOS - SECCIÓN TRANSVERSAL

3.020 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS MODELADAS 3.020 COLUMNAS PRINCIPALES (CP) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

C

6 ''

X = = =

8#

8.20 Lb/pie 36.12 m 441.70

= Kg-f

12.2286 Kg-f/m

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3.020 ELEMENTOS DE INTERCONEXIÓN (EI) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

X = = =

2

'' X 3.18 Lb/pie 4.00 m 18.99

X = = =

2

1/4 ''

=

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

A = 6.05 4.74797 Kg-f/m

cm2

P= CANT =

Kg

Kg-f

3.020 DIAGONALES (D) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2

''

'' X 3.18 Lb/pie 4.35 m 20.65

1/4 ''

= Kg-f

3.020 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS MODELADOS CM =

481.34

Kg-f

… (I)

3.030 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS 3.030 PLANCHA PERFORADA Elemento a considerar:

PL

1.20 m

CP =

X

2.40 m

296.92

X

1/8 ''

35.99 8.25

Kg-f

3.030 FAJA TRANSPORTADORA + CONTENIDO + ACCESORIOS a.b.c.d.-

Faja Transportadora (30") + Polines Carga de Relaves P.E. = Accesorios % Longitud Total L=

P = 45.00 Kg/m P = 148.00 Kg/m P = 28.95 Kg/m

1.48 Tn/m3 15% 3.00 m

CT =

665.85

Kg-f

3.030 CONEXIONES EN LOS NUDOS DEL RETICULADO a.- Peso de los elementos Modelados b.- Porcentaje considerado %

P = 481.34 Kg 20% CT =

96.27

Kg-f

3.030 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS CNM =

1059.04

Kg-f

… (II)

Cantidad de puntos aplicativos de la carga muerta en elementos no modelados: Long. Total = 3.00 m Intervalo = 1.50 m Cantidad = 2.00

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Carga muerta aplicada en cada tramo respectivo: p = 529.52 Kg-f Carga muerta aplicada en cada nudo respectivo: p' = 264.76 Kg-f nudos intermedios

p' = 132.38 Kg-f

nudos laterales

3.040 CARGAS VIVAS ACTUANTES 3.040 SOBRECARGA HUMANA La sobrecarga humana corresponde a la carga de 100 Kg a cada 2.40m y en ambos lados de la sección. P = 100.00 Kg CVH = Cantidad de puntos aplicativos de la viva humana Long. Total = 52 Intervalo =

250.00

2

Kg-f

Cantidad =

… (III)

26.00

Carga viva aplicada en cada tramo respectivo: p = 300.00 Kg-f Carga viva aplicada en cada nudo respectivo: p' = 150.00 Kg-f nudos intermedios

p' =

75.00

Kg-f

nudos laterales

3.050 CARGAS DE VIENTO ACTUANTE 3.050 CARGAS DE VIENTO EN RETICULADO Y TUBERIA Si bien es cierto que esta estructura no soporta mucho las fuerzas de viento debido a su configuración reticulada, pero, es importante aplicarla aunque sea mínima, esto debido a su longitud. Velocidad de diseño: Vh = V(h/10)^0.22 Donde: Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h V: Velocidad de diseño hasta 10m de altura en Km/h h: Altura sobre el terreno en metros Carga Extrior del Viento: Ph = 0.005CVh^2 Donde: Ph: Presión o succión del viento a una altura h en Kg/m2 C: Factor de Forma adimensional indicado en la tabla 4 RNE Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h

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Sea, la velocidad del viento = Vh = 58.24 Km/h Barlovento C= 0.8 Ph = 13.566 At = 0.1524 WBPy = 2.06746 Carga = 4.13493 Carga aplicada en nudo = 2.07 Kg intermedio

50.00

Km/h

h=

20.00

m

Sotavento C= -0.6 VSPy = -10.175 At = 0.1524 WSPy = -1.5506 Carga = -3.1012 Carga aplicada en nudo = -1.55 Kg intermedio

Kg-f/m2 m Kg/m 1.03 Kg lateral

Kg-f/m2 m Kg/m -0.78 Kg

lateral

3.060 CARGAS DE SISMO ACTUANTE 3.060 CARGAS DE SISMO ACTUANTES EN LA CELOSÍA a) Cálculo de la Masa Total del Pórtico: La masa total del pórtico L está determinada según las siguientes expresiones:



PTE 9.81

PTE  PTEM  PTENM

Donde:

PTE =

1540

Kg-f

W = 157.021 Kg-f-s²/m b) Cálculo del Periodo Fundamental del Pórtico: Se determinará aplicando una carga lateral al pórtico con el fin de hallar su rigidez lateral, de manera de hallar el periodo fundamental de la estructura Aplicando una fuerza lateral: Dx= 0.0095 m La rigidez lateral será: K= 315789

F=

3000

Kg-f

se obtiene un desplazamiento lateral

El periodo de la estructura en esta dirección será: T= 0.14 s

Kg-f/m

c) Cálculo de la Cortante en la Base del Pórtico: Sabemos: Z= 0.4 (Zona 3)  ZUC XS  U= 1.3 (Categoría B - Edificación importante) P VX   S= 1.2 (Suelo tipo S2) R Y   Ry = 9 (Pórticos Dúctiles con uniones resistentes a momentos. Además:

T C Y  2.5 P  TY

   2.5 

Tp = Ty =

0.6 0.14

Cy =

2.50

Vy =

0.17

(Suelo tipo S2)

P

Considerando la Norma E-030 para edificaciones importantes, se tiene que el "P" debe de ser factorizado como el 100% de la CM y el 50% de la CV. Así:

P  100%CM  50%CV CM = CV =

1540 Kg-f 250 Kg-f

Luego: P=

1665

Kg-f

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

Luego la fuerza de sismo enla dirección X-X para el pórtico considerado, será: Vx =

289

Kg-f

P=

289

Kg-f

3.060 CARGA DE SISMO APLICADA EN CADA NUDO Para la carga de sismo aplicada, se tiene las siguientes cargas: P=

36.1 Kg

3.070 COMBINACIONES DE CARGA Aplicamos las siguientes combinaciones COMB 1: 1.2DL + 1.6LL COMB 2: 1.2DL + 0.8LL + 1.3 Wy COMB 3: 1.2DL + 0.5LL + 1.0 Qy 3.080 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 3.090 DIMENSIONAMIENTO PLANO XZ

3.00 m PLANO YZ

1.05 m PLANO XY

1.05 m

Se ha tomado las siguientes secciones: Viga Principal VP = Elementos de Intercon. EI = Diagonales D =

W6X8.2 L 2" X 2" X 1/4" L 2" X 2" X 1/4"

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

3.1000 DISEÑO - SAP2000 3.1001 CARACTERÍSTICAS & PROPIEDADES DE DISEÑO

3.1002 DISEÑO - SAP 2000

Como se puede ver en el gráfico los elementos estructurales planteados cumplen con las solicitaciones dadas

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4.000 DISEÑO DE LA TORRE DE SOPORTE ESTRUCTURAL BIDIMENSIONAL Se analizará una estructura típica de 10m de altura, la cual se idealizará soportando cargas verticales y horizontales en el plano "XZ". 4.100 GRÁFICOS PREVIOS

Elemento de Interconexión (EI)

Columnas Principales (CP)

Arriostres (AR)

ELEMENTOS

Faja Transportadora

Bastidor

Canal Soporte C6X8.2

Baranda

Torre de Soporte

ELEMENTOS - VISTA FRONTAL 4.200 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS MODELADOS 4.201 COLUMNAS PRINCIPALES (CP) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

W

6 ''

X = = =

12 #

12.00 Lb/pie 24.00 m 429.49

= Kg-f

17.8955 Kg-f/m

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4.202 ELEMENTOS DE INTERCONEXIÓN SUPERIOR(EIS) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

C

6 ''

X = = =

8.2 #

X = = =

8.2 #

X = = =

2 1/2''

8.20 Lb/pie 1.05 m 12.84

=

12.2286 Kg-f/m

Kg-f

4.203 ELEMENTOS DE INTERCONEXIÓN INFERIOR (EII) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

C

6 ''

8.20 Lb/pie 2.10 m 25.68

=

12.2286 Kg-f/m

Kg-f

4.204 ARRIOSTRES (AR) a.b.c.d.-

Elemento a considerar: Carga Lineal a considerar Long. Total de las cuerdas Peso Total de las cuerdas

L

2 1/2''

X 4.03 Lb/pie 25.41 m 152.84

1/4 ''

= Kg-f

4.205 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS MODELADOS CM =

620.85

Kg-f

… (I)

A = 7.66 6.0141 Kg-f/m

cm2

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4.300 CARGAS MUERTAS DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS 4.301 CARGA MUERTA (DL) - EN CELOSÍA

Estas cargas externas (96.26 Kg y 192.53 Kg) fueron calculadas anterioremente. Además de estas Cargas se ha solicitado cargas de 2000 Kg como se muestra, debido al efecto de la otra celosía contigua. Estas cargas hacen el efecto Momento Myy en las Torres de Soporte. 4.400 CARGA VIVA (LL) - EN CELOSÍA

Estas cargas externas (75.00 Kg y 150.00 Kg) fueron calculadas anteriormente. Además de estas Cargas se ha solicitado cargas de 500 Kg como se muestra, debido al efecto de la otra celosía contigua que también tiene carga viva. Estas cargas hacen el efecto Momento Myy en las Torres de Soporte.

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

4.500 CARGA DE VIENTO (WX) - EN CELOSÍA

Se han adicionado cargas de viento en la dirección X-X. Estas cargas hacen el efecto Momento Myy en las Torres de Soporte. 4.510 CARGA DE VIENTO (WY) - EN CELOSÍA Para este caso sólo se analizará en el eje X, debido a que la estructura bidimensional se encuentra en el plano XZ. 4.520 FUERZA SÍSMICA (QX) - EN CELOSÍA Se han adicionado cargas de sismo en la dirección X-X. Estas cargas externas (45.20 Kg) fueron calculadas anterioremente. 4.600 ACCESORIOS EN TORRES DE SOPORTE a.- Peso Torre Soporte b.- Accesorios Torre Soporte

WTS = %

Con incremento del 50% por seguridad

931.27 Kg 15%

CT =

139.69

Kg-f

4.601 CONEXIONES EN LOS NUDOS DEL RETICULADO a.- Peso Torre Soporte b.- Porcentaje considerado

WTS =

%

Con incremento del 50% por seguridad

931.27 Kg

20% CT =

186.25

Kg-f

4.602 CARGA MUERTA DE LOS ELEMENTOS NO MODELADOS CNM = a.- Número de Nudos b.- Carga por Nudo

n= C=

325.94

Kg-f

… (II)

16 20.37 Kg Incremento + 10Kg por nudo

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

4.700 CARGAS VIVAS ACTUANTES 4.701 SOBRECARGA HUMANA La sobrecarga humana corresponde a la carga de: a.- Carga por Nudo

C=

CVH =

200.00 Kg

por Torre de Soporte

12.50 Kg

200.00

Kg-f

… (III)

4.800 CARGAS DE VIENTO ACTUANTE 4.801 CARGAS DE VIENTO EN RETICULADO Si bien es cierto que esta estructura no soporta mucho las fuerzas de viento debido a su configuración reticulada, pero, es importante aplicarla aunque sea mínima, esto debido a su longitud. Velocidad de diseño:

Vh = V(h/10)^0.22

Donde: Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h V: Velocidad de diseño hasta 10m de altura en Km/h h: Altura sobre el terreno en metros Carga Exterior del Viento:

Ph = 0.005CVh^2

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

Donde: Ph: Presión o succión del viento a una altura h en Kg/m2 C: Factor de Forma adimensional indicado en la tabla 4 RNE Vh: Velocidad de diseño en la altura h en Km/h

Sea, la velocidad del viento = Vh =

54.67

50.00

Km/h

h=

15.00

m

Km/h Barlovento C= 0.8 Ph = 11.9531 Kg-f/m2 At = 0.3048 m WBPy = 3.6433 Kg/m Carga = 7.2866

Sotavento C= -0.6 VSPy = -8.9648 Kg-f/m2 At = 0.3048 m WSPy = -2.7325 Kg/m Carga = -5.465

En ambas Direcciones, tanto en el Eje X como en el Eje Y.

BARLOVENTO X-X

SOTAVENTO X-X

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

BARLOVENTO Y-Y & SOTAVENTO Y-Y

4.9000 CARGAS DE SISMO ACTUANTE 4.901 CARGAS DE SISMO ACTUANTES EN CADA TORRE DE SOPORTE Estos efectos ya fueron analizados en MC: 1801-05-05-100-MC-001. 5.000 COMBINACIONES DE CARGA Aplicamos las siguientes combinaciones COMB 1: 1.2DL + 1.6LL COMB 2: 1.2DL + 0.8LL + 1.3 Wx COMB 3: 1.2DL + 0.8LL + 1.3 Wy COMB 4: 1.2DL + 0.5LL + 1.0 Qx COMB 5: 1.2DL + 0.5LL + 1.0 Qy 6.000 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Se ha tomado las siguientes secciones: Columnas Principales CP Elem. Intercon. Superior EIS Elem. Intercon. Inferior EII Arriostres AR

= = = =

6.0100 DISEÑO - SAP2000 6.0101 CARACTERÍSTICAS & PROPIEDADES DE DISEÑO

W6"X12# C6"X8.2# C6"X8.2# L 2 1/2" X 2 1/2" X 1/4"

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

CORRIDA FINAL DEL PROGRAMA SAP-2000 Como se puede observar en esta última corrida se cumple con las condiciones de diseño. 6.020 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE ACUERDO AL CRITERIO PLANTEADO 6.021 COLUMNA PRINCIPAL (CP)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

6.022 ELEMENTOS DE INTERCONEXIÓN

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

Ampliación de la Planta Beneficio Chumpe de 2500 a 3500 TMD Memoria de Cálculo

6.023 ARRIOSTRES (AR)

Todas las dimensiones están en metros y Kilogramos fuerza.

7.0000 RESUMEN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Columnas Principales Elem. Intercon. Superior Elem. Intercon. Inferior Arriostres

CP EIS EII AR

W6"X12# C6"X8.2# C6"X8.2# L 2 1/2" X 2 1/2" X 1/4"