Memoria de Calculo Brazo Andamio

MEMORIA DE CALCULO 2012

MC - 004/2012

VERIFICACIÓN DE BRAZO MOVIL

PARA SOPORTE DE ANDAMIO VOLANTE

INGENIERO CIVIL: JORGE FALCÓN RIVERA

Antofagasta, 05 de Septiembre de2012.


GENERALIDADES

La presente memoria de cálculo, justifica el diseño de un brazo

reticulado, el cual tiene permitido el giro en el sentido horizontal, y

restringido en el sentido vertical. Este mecanismo es utilizado para

soportar un andamio usado para la limpieza de vidrios, el cual se cuelga de

su extremo libre tal como lo semana el diagrama de fuezas en la figura

N°1.

Los aspectos que se evaluarán en este documento apuntan a tres

ítems: La resistencia de los perfiles con que se diseña el brazo,

considerando las deflexiones y tensiones que sufrirá al estar cargado, las

verificaciones de las asas de soporte en donde se cuelga el andamio y la

verificación de los pernos que sujetan el pilar en el cual se monta el brazo.

La diseño del brazo se presenta en la siguiente imagen:

Figura 1: Estructura brazo y ubicación de carga (Po)

Como se indico anteriormente, el brazo tiene libre giro en el sentido

horizontal y restringido en el vertical, dado que el brazo, encaja en la parte

uperior del pilar haciendo calzar geométricamente el pilar dentro del

extremo del brazo, tal como se muestra en la figura N°2:


Figura 2: Funcionamiento brazo de izaje

CARGAS Y CONDICIONES:

Sobrecarga de uso:

Andamio de izaje eléctrico centrado

Peso: 380 kg (incluido operario)

Uso: Limpieza de vidrios.

Brazo principal:

Perfil: OR 50x500x4.

Peso: 5.45 kg/m.

Largo: 1 m.

Condición: Apoyo simple con giro horizontal al extremo.

Pilar de apoyo:

Perfil: Cañ. ASTM Sch40 4”.

Espesor: 6.02 mm.

Largo: 1 m.

Condición: Apoyo empotrado en la base con 6 pernos 5/8”.


VERIFICACIÓN ESTRUCTURAL

Modelamiento:

Figura 3: Modelo computacional.

Estado tensional:

Figura 4: Diagrama de fuerzas.


Calidad de materiales:

PERFIL OR 50x50x4

Calidad: A42-27ES

Tensión de fluencia Fy: 2700 Kg/cm2

Tension de roturaFu: 4200 Kg/cm2

Limite factor demanda/Capacidad.: 1.03

CAÑERIA astm 4” Sch40

Calidad: A53 Gr.B

Tensión de fluencia Fy: 2460 Kg/cm2

Tension de roturaFu: 4218 Kg/cm2

Limite factor demanda/Capacidad.: 1.03

Resultado del análisis:

Figura 5 : Valores factor Demanda/Capacidad.


El factor Demanda/Capacidad es el valor que mide en porcentaje, la

cantidad de resistencia ocupada por el perfil para resistir las solicitaciones

inducidas. Como se puede observar en la FiguraN°5, el mayos valor del

factor es 0.239 para el perfil OR 50x50x4 del brazo y 0.481 Para la Cañeria

de 4” del pilar, es decir 23.9% y 48.1%, valores que proporcionan la

seguridad suficiente para el trabajo del sistema.

VERIFICACIÓN DE ASA DE IZAJE

Material: Acero calidad A42-272H.

Diámetro: 16mm.

Area bruta Ag: 2.01cm2

Area neta Ae: 2.01 cm2

Condición: Empotrado al brazo.

Para la revisión del comportamiento del asa, se considerará la condición

mostrada en la figura N°1, donde Po representa un izaje recto, en donde

se sostiene el andamio. Haciendo un análisis estático, considerando la

carga de 380Kg para el valor de Po:

Considerando la configuración de carga más desfavorable ya descrita, se

tiene que el asa de izaje se sometería a una carga de tracción de 380kg,. El

asa esta compuesta de dos elementos empotrados, a los cuales se les

solicita con la mitad de esta carga, por lo tanto, para verificar la resistencia

a la tracción se considera:

Pu= 190kg

• Fluencia (Øt=0.6):

ugytn PAFP ≥= φ

= 06*4200*2.01

= 3256kg >190kg OK!


• Fractura (Øt=0.75):

ueutn PAFP ≥=φ

= 0.75*4200*2.01

= 6331kg > 190kg OK!

VERIFICACIÓN PERNOS DE ANCLAJE

Considerando pernos de anclaje de expansión mecánica de 5/8”, y

calculando para el par de pernos en la condición mas desfavorable, se

debe cumplir:

1V

V

N

N35

rec

d

35

rec

d ≤

+

Donde:

Nd : Carga de tracción de diseño

Nrec : Carga de tracción recomendable (carga de tracción admisible

x factor)

Vd : Carga cortante de diseño

Vrec : Carga cortante recomendable (carga de tracción admisible x

factor)

En este caso

Nd = 380/6 = 63 kg

Vd = 380/0.2 = 1900 kg

Usando un perno KBIII– 5/8” se tiene:


Nrec : 1002 kg

Vrec : 1845 kg

Luego:

OK→<

≤

+

1918,0

11845

63

1002

950 35

35

CONCLUSIÓN

De acuerdo a las verificaciones realizadas anteriormente, es posible

concluir que el diseño del sistema de pilar y brazo es aceptable para la

función para la cual fue proyectada. Los resultados, tanto el diseño del

conjunto, como la respuesta por separado de los materiales que la

componen, indican que la operatibilidad del mecanismose puede

considerar seguro, siempre y cuando esta sea utilizada con las

precauciones correspondientes, y considerando el uso para el cual fue

proyectado

Jorge Falcón Rivera

Ingeniero civil

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