INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO

México, D.F. Septiemb re 2013

“ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA GRUA VIAJERA TIPO BIPUENTE”

TESINA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO CIVIL

PRESENTA:

ALEJANDRO REBOLLO PERDOMO

Este trabajo está dedicado a todas aquellas personas que contribuyeron con mi formación y me alentaron para seguir adelante a lo largo de este camino que culmina en la realización de una meta en la vida.

A mi padre

Por todo el esfuerzo y las enseñanzas que me ha dado, los consejos y el apoyo brindado. Que hizo de mí una persona honrada sincera y trabajadora, y siempre estuvo presente cuando más lo necesite que me dio lo mejor del mundo cariño y comprensión.

A su esposa que desde niño se esforzó para que aprendiera, que se preocupó por mi bienestar, me apoyo y me alentó para seguir estudiando.

A la memoria de mi madre

Por darme la vida a la que dedico este trabajo y este título con todo mi amor, que desde donde me ve se sienta orgullosa de mí.

A mis hermanos

A todos mis hermanos que me apoyaron, me dieron consejos cuando creí que mi camino estaba en otro lugar, y gracias a ellos seguí con mis estudios que logre terminar con mucha satisfacción: gracias, Guadalupe, José Luis, Fabiola, Oscar y David.

Al Ingeniero Luis Octavio González Santillán

Y Sergio González Santillán

Que me dieron la oportunidad de trabajar, me alentaron para que terminara con mis estudios apoyándome con el tiempo que necesite para que hoy se pudiera hacer realidad. Y sobre todo su paciencia y sus enseñanzas.

A los maestros de la ESIA ZACATENCO, que me enseñaron y me tuvieron paciencia los años que me tuvieron como estudiante.

Mi más sincero agradecimiento a los maestros que me brindaron su apoyo y su tiempo para la presentación de este trabajo: mi asesora Ing. Liliana Martínez García, miembros del jurado: Ing. Ismael Caballero Guzmán, Ing. Laura González Ayala, Ing. Luis Miguel Vázquez Calderón, Ing. Alfredo Mariano Hernández, Ing. Amador Ocelolt Paredes, Ing. Alberto Vital Rodríguez.

NUNCA DIGAS: “NO PUEDO”

“No puedo” es la peor frase que se ha escrito o hablado, haciendo más daño que la calumnia o las mentiras. Sobre ella muchos espíritus fuertes se han quebrantado y con ella muchos buenos propósitos mueren.

Brota, cada mañana, de los labios de quienes no piensan y nos roban del valor que necesitamos durante el día. Suena en nuestros oídos como una advertencia enviada a tiempo y se ríe cuando tropezamos y caemos por el camino.

“No puedo” es la madre de la iniciativa débil; es quien prohíja al terror y al trabajo a medio hacer.

Debilita los esfuerzos de inteligentes artesanos y hace del que labora un indolente conformista.

Envenena el alma del hombre con visión, aplasta en su infancia muchos planes.

Saluda al trabajo honesto con abierto desprecio y se burla de las esperanzas y lo sueños del hombre.

“No puedo” es una frase que nadie debiera pronunciar sin ruborizarse; el pronunciarla debiera ser motivo de vergüenza.

Diariamente aplasta la ambición y el valor; devasta el propósito del hombre y acorta sus metas. Despréciala con todo tu odio por el error que inculca; rehúsale el alojamiento que busca en tu mente.

Ármate contra ella como contra una criatura de terror y todo lo que soñamos algún día lo obtendremos.

“No puedo” es la frase que, para la ambición, es un enemigo emboscado que busca destruir nuestra voluntad. Su presa es, para siempre, el hombre con una misión y se inclina tan solo ante el valor, la paciencia y la habilidad.

Ódiala, con odio profundo y permanente, porque una vez bienvenida, quebrantará a todo hombre, sin importar la meta que esté buscando. Más bien, sigue intentándolo y respóndele a ese demonio diciéndole: “Sí puedo”.

INDICE

ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA GRÚA VIAJERA TIPO BIPUENTE

Introducción…..……………………………………………………………………………1

Objetivos……………………………………………………………………….……..……2

Justificación…………………………………………………………………………..……2

Capítulo I

GENERALIDADES

I.-Generalidades………………………………………………………………..……….…4

I.1 Antecedentes históricos…………………………………………...……………….....4

I.2 Tipos y clasificación de la grúa……………………………………………….……...5

I.3 Clasificación por la clase de servicio………………………………….….………....8

I.3.1 Clase A. Servicio detenido o infrecuente………………………….....…...8

I.3.2 Clase B. Servicio liviano……………………………………………..……..8

I.3.3 Clase C. Servicio moderado…………………………………………..……8

I.3.4 Clase D. Servicio pesado……………………………………………..…….8

I.3.5 Clase E. Servicio severo………………………………………………..…..9

I.3.6 Clase F. Servicio severo continúo…………………………………………9

Capítulo II

PUENTE GRÚA

II.- Puente grúa………………………………………………………………………..…11

II.1 Parte estructural………………………………………………………………..……12

Capitulo III

MEMORIA DE CÁLCULO

CÁLCULO DEL PUENTE

III.- Diseño mecánico…………………………………………………………………….16

III.1 Coeficientes dinámicos………………………………………………………….…16

III.2 Velocidades de elevación……………………………………………………...…..16

III.3 Polipasto……………………………………………………………………………..16

III.3.1 Croquis del polipasto……………………………………………………..16

III.3.2 Ficha técnica del polipasto………………………………………………17

III.4 Cálculo de esfuerzos debido a cargas verticales móviles……………………..18

III.5 Cálculo de fuerzas y momentos en el puente…………….……………………..18

III.6 Cálculo de momento cuando el carro está más próximo al apoyo……………20

III.7 Cálculo de esfuerzos debido a cargas verticales estáticas…………………….21

III.7.1 Momento flexionante debido al peso propio x=12.30m…..…………..22

III.7.2 Momento flexionante debido al peso propio x=1.00m………………..22

III.7.3 Cortante por carga distribuida…………………………………………..23

III.8 Resumen de esfuerzos debido a cargas verticales……………………………..23

III.9 Cálculo de esfuerzos debido al frenado del puente…………………………….24

III.10 Diseño de la viga cajón……………………….………………………………….24

III.10.1 Características del acero A-36…………………….…………………..24

III.10.2 Sección cajón propuesta………………………….……………………25

III.10.3 Proporciones del cajón…………………………………………………25

III.10.4 Diafragmas……………………………………………………………….26

III.10.5 Sección propuesta………………………………………………………26

III.10.6 Cálculo de la inercia…………………………………………………….27

III.10.7 Cálculo de esfuerzos (flexión)……………………………….….….….27

III.10.8 Cálculo de esfuerzos (cortantes)…………………………….…….….28

III.10.9 Revisión de pandeo en el alma……………………………….….……28

III.10.10 Revisión de pandeo en los patines…………………………..………28

III.10.11 Esfuerzos cortantes en las secciones de la viga…….…………….28

III.11 Revisión contra la teoría de falla de Von Misses……………………....……...29

III.12 Comprobación del pandeo lateral……………………………………………….29

III.13 Diseño de las secciones extremas………………………………………………30

III.13.1 Calculo de esfuerzos debido a cargas verticales……………………30

III.13.2 Diagramas de cortantes y flexionantes……………………………….30

III.13.3 Sección propuesta………………………………………………………………32

III.13.4 Revisión de la teoría de falla de Von Misses………………………………...33

III.13.5 Calculo de la flecha……………………………………………………………..34

III.13.5.1 Cálculo de la carga de servicio equivalente……………………….34

III.13.6 Cálculo de la soldadura………………………………………………………...35

III.13.7 Trabe puente ensamblada……………………………………………………..36

Capitulo IV

MEMORIA DE CÁLCULO

CÁLCULO DE LA TRABE CARRIL

IV. Cálculo de la trabe carril……………………………………………………….……38

IV.1 Diseño mecánico……………………………………………………………...……38

IV.2 Coeficientes dinámicos…………………………………………………………….38

IV.3 Cabezal……………………………………………………………………………...39

I.3.1 Ficha técnica del cabezal………………………………………………….40

IV.4 Factores dinámicos………………………………………………………………...41

IV.5 Análisis estático…………………………………………………..........................43

IV.5.1 Peso propio de la viga…………………………………………………...44

IV.5.2 Cargas (dinámicas + estáticas)………………………………….……...45

IV.5.3 Esfuerzos verticales….…………………………………………………..46

IV.5.4 Esfuerzos horizontales…………………………………………………..46

IV.5.5 Cálculo de la flecha………………………………………………………46

Capítulo V

MEMORIA DE CÁLCULO

CÁLCULO DE LA COLUMNA

V.1 Cálculo de la columna……………………………………………………………...48

V.2 Sección de la columna……………………………………………………………..49

V.3 Revisión de la columna a flexo compresión……………………………………..50

Capítulo VI

ANÁLISIS DE RESULTADOS

VI.1 Análisis esperados…………………………………………………………………52

VI.2 Análisis obtenidos……………………………………………………………….…52

VI.3 Análisis de resultados en trabe puente………………………………………….53

VI.3.1 Resultados por tensión máxima………………………………………..53

VI.3.2 Resultados por deformación máxima………………………………….54

VI.4 Análisis de resultados en trabe carril…………………………………………….55

VI.4.1 Resultados por tensión máxima………………………………………..55

VI.4.2 Resultados por deformación máxima………………………………….56

Conclusiones……………………………………………………………………………..57

Bibliografía………………………………………………………………………………..58

INDICE DE PLANOS

Plano 01 Puente grúa……………………………………………………………………59

Plano 02 Sección puente………………………………………………………………..60

Plano 03 Sección puente………………………………………………………………..61

1

INTRODUCCIÓN

En el presente proyecto que lleva por título análisis y diseño de una grúa viajera tipo bipuente con capacidad de 30 toneladas. Se desarrolla la ingeniería básica para el cálculo y diseño de la grúa, mediante diagramas de cuerpo libre, ecuaciones de equilibrio, cálculos de esfuerzo y deformación, se fueron definiendo las geometrías y dimensiones de los componentes del puente, trabe carril etc. proponiendo secciones y comprobando mediante las fórmulas de proporciones del cajón, establecidas por la CMAA, revisando en cada elemento los valores permisibles los cuales al no rebasar estos valores se tomaron como correctos para la definición de la sección de nuestros elementos, ( Manual de Construcción en Acero sección 1.5.1.2 Diseño por Cortante, sección 1.5.1.3.4 Diseño por Compresión, sección 1.5.1.4 Diseño por flexión).

Este procedimiento se llevó a cabo de acuerdo a las normas (CMAA, Crane Manufacurers Association of América, Normas Técnicas complementarias Para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas art. 7.3 Deflexiones, Vibraciones y Desplazamientos Laterales, AISC, Manual de Construcción En Acero) y a factores de seguridad que son indicados por los manuales de diseño, y que restringen los esfuerzos admisibles así como la deformación admisible. Cada uno de los elementos diseñados fue revisado asegurando que estos no fallaran.

Algunos de los elementos que no requieren ser diseñados tales como polipastos, rodamientos riel etc. Ya que se puede disponer de ellos en el mercado como un producto ya terminado, el proveedor deberá de proporcionar la ficha técnica.

La memoria de cálculo que en este trabajo se presenta, se comprueba con la ayuda del software SolidWorks en el cual se realizaron simulaciones de las condiciones de carga a las que los elementos de la grúa estarán sometidos con ayuda del método de elementos finitos. Las simulaciones que se realizaran con los software se ejemplificaran de manera resumida se presentaran de manera comparativa con los resultados obtenidos.

2

OBJETIVO

Objetivo general:

Analizar, diseñar y definir a detalle los elementos más importantes de una grúa viajera tipo bipuente, para que pueda ser aplicada en la industria de forma eficiente y segura.

Se plantearon todas aquellas cargas que influyen para el cálculo de la grúa viajera. Considerando las condiciones así como los factores que sugiere la CMMA (Crane Manufacturers Associatión Of América " CMAA”).

Con nuestra capacidad de carga que se nos estipulo en el proyecto, se eligió un polipasto, el cual teniendo la ficha técnica, se obtuvo el peso del mismo, así con los factores que se establecen para el cálculo de las grúas viajeras se obtuvo el peso que estaría actuando en el puente. Y con este peso se comenzó a diseñar las partes de la grúa tipo bipuente. Teniendo al final las secciones diseñadas capaces de soportar la carga requerida de proyecto.

JUSTIFICACIÓN

En general podemos decir que la justificación de este proyecto es que, se debe desarrollar la ingeniería básica para el manejo de materiales pesados, ya que es necesario contar con equipos que permitan el transporte de diversos componentes de la forma más rápida eficiente y segura, es por ello que se analiza y diseña una grúa viajera tipo bipuente.

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CAPÍTULO I GENERALIDADES

4

I. GENERALIDADES

Una grúa es una maquina formada por un conjunto de mecanismos combinados entre sí en forma armónica que recibe energía y la transforma en trabajo. Significa que puede recibir energía eléctrica, en el caso de las grúas eléctricas, o energía mecánica, por medio de la fuerza humana en caso de grúas manuales y es capaz de transformar la energía recibida en diferentes tipos de trabajos tales como subir, bajar, o rotar o simplemente desplazar cargas diversas.

Las grúas pueden utilizarse en almacenes y en diversas líneas de producción como puede ser industrias de acero, cementeras, azucareras, automotriz, minera, petrolera etc. Así como en plantas termoeléctricas, muelles y todos aquellos lugares donde se requiere manejar volúmenes de gran peso, haciendo el traslado con rapidez, eficiencia y seguridad.

I.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS

La grúa es la "evolución" del puntal de carga que, desde la antigüedad, se ha venido utilizando para realizar diversas tareas. Aunque sus fundamentos fueron propuestos por Blaise Pascal en pleno Barroco, fue patentada por Luz Nadina. Existen documentos antiguos donde se evidencia el uso de máquinas semejantes a grúas por los Sumerios y Caldeos, transmitiendo estos conocimientos a los Egipcios.

Los primeros vestigios del uso de las grúas aparece en la Antigua Grecia alrededor del s. VI. Se trata de marcas de pinzas de hierro en los bloques de piedra de los templos. Se evidencia en estas marcas su propósito para la elevación ya que están realizadas en el centro de gravedad o en pares equidistantes de un punto sobre el centro de gravedad de los bloques.

El apogeo de la grúa en épocas antiguas llegó antes del Imperio Romano, cuando se incrementó el trabajo de construcción en edificios que alcanzaron dimensiones enormes. Los romanos adoptaron la grúa griega y la desarrollaron.

La grúa romana más simple, el Trispastos, consistió en una horca de una sola viga, un torno, una cuerda, y un bloque que contenía tres poleas. Teniendo así una ventaja mecánica de 3:1, se ha calculado que un solo hombre que trabajaba con el torno podría levantar 150 kilogramos (3 poleas x 50 kg = 150), si se asume que 50 kilogramos representan el esfuerzo máximo que un hombre puede ejercer sobre un período más largo.

5

En 1980 se desarrollan las primeras grúas operadas eléctricamente, lo hicieron con tres motores, un motor independiente para el movimiento del carro, otro para el puente y el último para el sistema de levantamiento, logrando en un principio, conseguir bajas velocidades y capacidades muy limitadas.

En 1970 la CMMA (Crane Manufactures Association of America) Asociación Americana Manufacturera de Grúas, introdujo la especificación número 70 en la que se mencionaban los estándares de diseño para propósitos generales de la grúa viajera de doble puente y de la grúa portal. Estas grúas son útiles en almacenes y líneas de producción con operaciones de maquinado, ensamble, empaque, embarques y en general en cualquier industria donde se requiera movimientos de materiales o equipos.

I.2 TIPOS Y CLASIFICACIÓN DE LAS GRÚAS

• Manuales: estas grúas se diseñaron y construyeron para trabajar con capacidades bajas, máximo de 10 toneladas. Y en donde todos y cada uno de los movimientos de las grúas son operados en forma manual.

• Figura 1.1. se muestra una grúa manual con una capacidad de carga de 2 toneladas.

Fig. 1.1 Grúa manual.

6

• Eléctricas: se distinguen dos tipos de grúas operadas eléctricamente, las que se accionan desde el piso por medio de estaciones de botones, y las que son directamente accionadas desde la cabina.

Las grúas eléctricas operadas desde el piso por medio de botoneras, se construye con una capacidad máxima de 15 toneladas. Las velocidades del puente son lentas, su velocidad máxima permisible es de 45 m/min.

Figura 1.2. Grúa eléctrica

BOTONERAS

Fig. 1.2

7

• Mixtas: son aquellas grúas en donde una parte de sus movimientos son de operación manual y otra parte opera eléctricamente por medio de botoneras desde el piso, figura 1.3.

BOTONERAS

Fig.1.3. Grúa mixta.

TRABE PUENTE

POLIPASTO

TRABE CARRIL

CABEZAL

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I.3 CLASIFICACIÓN DE LAS GRUAS POR LA CLASE DE SERVICIO

• Clase A ( servicio detenido o infrecuente) • Clase B ( servicio liviano ) • Clase C ( servicio moderado ) • Clase D ( servicio pesado ) • Clase E ( servicio severo ) • Clase F ( servicio severo continuo )

I.3.1 Clase A. Servicio detenido o infrecuente

Esta clase de servicio cubre las grúas que pueden ser usadas en instalaciones tales como centrales eléctricas, servicios públicos, salas de turbinas, salas de motores y estaciones transformadoras, donde se requiere de una manipulación precisa del equipo a bajas velocidades con largos períodos de ocio entre los levantes. Las cargas a capacidad pueden ser manipuladas por la instalación inicial del equipo y para el mantenimiento infrecuente.

I.3.2 Clase B. Servicio liviano

Este servicio cubre las grúas que pueden ser usadas en talleres de reparación, operaciones de montaje liviano, servicio de edificios, bodegaje liviano, etc., donde los requerimientos de servicio son livianos y la velocidad es lenta. Las cargas pueden variar desde sin carga a cargas nominales totales ocasionales, con dos a cinco levantes por hora, promediando 10 pies por levante.

I.3.3 Clase C. Servicio moderado

Este servicio cubre las grúas que pueden ser usadas en talleres de tornos o salas de máquinas de molinos de papel, etc., donde los requerimientos de servicio son moderados. En este tipo de servicio la grúa puede manipular cargas que promedien un 50% de la capacidad nominal con 5 a 10 levantes por hora, promediando 15 pies, sin exceder el 50% del levante a capacidad nominal.

I.3.4 Clase D. Servicio pesado

Este servicio cubre las grúas que pueden ser usadas en talleres de máquinas pesadas, fundiciones, plantas de fabricación, bodegas de acero, patios de contenedores, molinos de madera, etc., y operaciones estándares de trabajo con canasta e imán donde se requiere una producción de trabajo pesado. En este tipo de servicio, las cargas que se aproximan al 50% de la capacidad nominal serán manipuladas en forma constante durante el período de trabajo.

9

Altas velocidades son deseables para este tipo de servicio con 10 a 20 levantes por hora, promediando 15 pies, sin exceder el 65% de los levantes a capacidad nominal.

I.3.5 Clase E. Servicio severo

Este tipo de servicio requiere de una grúa capaz de manipular cargas que se aproximan a la capacidad nominal a través de toda su vida. Las aplicaciones pueden incluir grúas con imán, canasta o una combinación de imán/canasta, para patios de deshechos, molinos de cemento, molinos de madera, plantas fertilizantes, manipulación de contenedores, etc., con veinte o más levantes por hora a o alrededor de la capacidad nominal.

I.3.6 Clase F. Servicio severo continúo

Este tipo de grúa requiere de una grúa capaz de manipular cargas que se aproximan a la capacidad nominal en forma continúa bajo severas condiciones de servicio a lo largo de toda su vida. Las aplicaciones pueden incluir grúas de especialidad diseñadas para el cliente, esenciales para efectuar las tareas de trabajo crítico que afectan la instalación de producción completa. Estas grúas pueden proveer la más alta confiabilidad con atención especial para facilitar las características de mantenimiento.

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CAPÍTULO II PUENTE GRÚA

11

II. PUENTE GRUA

Un puente-grúa, es un tipo de grúa que se utiliza en fábricas e industrias, para izar y desplazar cargas pesadas, permitiendo que se puedan movilizar piezas de gran porte en forma horizontal y vertical. Un puente-grúa se compone de un par de rieles paralelos ubicados a gran altura sobre los laterales del edificio con un puente metálico (viga) desplazable que cubre el espacio entre ellas. El gancho, el dispositivo de izaje de la grúa, se desplaza junto con el puente sobre el cual se encuentra; el gancho a su vez se encuentra alojado sobre otro riel que le permite moverse para ubicarse en posiciones entre los dos rieles principales.

Beneficios de usar este tipo de grúas:

• Capacidad para el movimiento de grandes cargas, por su construcción. • Capacidad de mayor movilidad • Aprovechamiento de la superficie

Figura 2.1 Grúa tipo monopuente.

CABEZAL

BOTONERA

TRABE PUENTE

12

Figura 2.2 Grúa tipo bipuente.

II.1 PARTE ESTRUCTURAL

Puente: Parte estructural de la grúa formada por trabes de acero, generalmente se utiliza acero A-36, elaborado a base de placas, es de los más grandes elementos y más pesados en la grúa.

El puente se desplaza por medio de rieles a lo largo de la nave en sentido perpendicular a las trabes carril.

Figura 2.3 Puente Grúa.

TRABE PUENTE

CABEZAL

POLIPASTO

13

Carro: Es la estructura que soporta y aloja los componentes que forman el sistema de elevación para grúas equipadas con malacate abierto o bien para soportar el polipasto para las grúas equipadas con este tipo de componente.

Se puede construir como una unidad o bien en secciones dependiendo básicamente de su peso y dimensiones. Su forma, dimensiones y peso son variables, ya que se diseñan y construyen acorde a las necesidades de cada grúa, las cuales varían según su capacidad de carga y tipo de servicio.

Figura 2.4 Bastidor con polipasto eléctrico.

Cabezales: Estructuras metálicas cuya función es soportar y mantener unidas las trabes del puente de la grúa, además de alojar las ruedas motrices y conducidas del puente. La construcción de los cabezales pueden ser formados por una sola unidad para soportar el número de trabes que posea el puente o bien en pequeñas e independientes para cada trabe del puente.

Figura 2.5 Cabezal.

14

Trabe carril: Estructura cuya función es soportar las trabes puente de la grúa, y por las cuales se efectúa el desplazamiento y guía de las mismas. Las trabes carril pueden ser diseñadas por perfiles IPR, según se requieran las dimensiones.

Figura 2.6 Trabe Carril

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CAPÍTULO III MEMORÁ DE CÁLCULO

CÁLCULO DEL PUENTE

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III.- DISEÑO MECÁNICO (Datos de diseño)

Capacidad……………… 30 toneladas

Claro……………………..25 metros

Tipo de servicio…………” C “

Izaje………………………8 metros

III.1 Coeficientes dinámicos

Coeficiente dinámico de elevación………..1.25

Coeficiente dinámico de ponderación

Acciones permanentes……………………..1.33

Coeficiente dinámico de ponderación

Acciones variables……………………….....1.50

III.2 Velocidades de operación

Gancho…………………………………..6 m/ min

Carro…………………………………….20 m/ min

III.3 Polipasto

III.3.1 Croquis del polipasto

17

III.3.2 Ficha técnica del polipasto

18

III.4 CÁLCULO DE ESFUERZO DEBIDO A CARGAS VERTICALES

Figura 3.4 distribución de cargas en el puente

Las ruedas del polipasto transmiten a cada una de las vigas principales del puente dos cargas móviles ponderadas teniendo el siguiente valor:

P= 30,000 kg (1.25) (1.5) + 3200 kg (1.33) = 15126.50 kg

4

III.5 CÁLCULO DE FUERZAS Y MOMENTOS EN EL PUENTE

Considerando una cuarta parte de la distancia entre ruedas del polipasto coincidente con el centro del puente (Crane Manufacturers Associatión Of América " CMAA”).

Figura 3.5.1 Diagrama de fuerzas actuantes

19

Figura 3.5.2 Diagrama de cortante

Figura 3.5.3 Diagrama de momento

∑MA=0

– (15126.50*12.30)-(15126.50*13.10)+ 25RB=0

Rb= (15126.50*12.30)+(15126.50*13.10) = 15368.52 Kg 25

∑MB=0

– (15126.50*11.90)-(15126.50*12.7)+ 25RA=0

Ra= (15126.50*11.90)+(15126.50*12.7) = 14884.48 kg 25

20

III.6 CÁLCULO DE MOMENTO CUANDO EL CARRO ESTA LO MÁS PROXIMO AL APOYO.

Figura 3.6.1 Diagrama de fuerza actuante a 1 metro.

Figura 3.6.2 Diagrama de cortante

Figura 3.6.3 Diagrama de momento

21

∑MA=0

– (15126.50*12.30)-(15126.50*13.10)+ 25RA=0

Rb= (15126.50*1.0)+(15126.50*1.80) = 1694.168 kg 25 ∑MB=0

– (15126.50*24.0)-(15126.50*23.20)+ 25RA=0

RA= (15126.50*24.0)+(15126.50*23.20) = 28558.83 kg 25

III.7 CÁLCULO DE ESFUERZOS DEBIDO A CARGAS VERTICALES ESTÁTICAS

La carga estática es el peso propio del puente

= 11000 kg

W 11000*1.33 = 585.20 kg/m

25

Figura 3.7.1 Diagrama de fuerzas debido al peso propio

Figura 3.7.2 Diagrama de cortante

22

Figura 3.7.3 Diagrama de momento

III.7.1 MOMENTO FLEXIONANTE DEBIDO AL PESO PROPIO DE LA SECCIÓN EN: X = 12.30 m.

M (X=12.30) = wx (L-X) = 585.2 kg/m = (12.3) (25-12.3)

2

2

M máx.= 45707.05 kg-m.

III.7.2 MOMENTO FLEXIONANTE DEBIDO AL PESO PROPIO DE LA SECCIÓN

EN: X= 1.00 m.

M (X= 1.00)

M = 7022.40 kg-m

En la sección X= 12.30, donde se produce el momento flexionante máximo y para la posición de las cargas que provocan dicho momento máximo será:

V (x=12.30) = Ra = 14884.55 kg

El esfuerzo cortante máximo sobre la viga, se producirá en secciones a la izquierda de la posición más próxima al apoyo que la rueda del polipasto pueda alcanzar X = 1.

V (x=1.00) = Ra = 28558.98 kg

= wx (L-X) = 585.2 kg/m = ( 1.00 ) ( 25-1.00)

2

2

23

III.7.3 CORTANTE POR CARGA DISTRIBUIDA (SELFT WEIGHT) PESO PROPIO

Debido a la carga uniforme-mente distribuida para una sección a una distancia " x " del apoyo el cortante es igual:

Vx = WL - ( q * x ) 2

Para x = 12.30 y x = 1.00

V (12.30) = 585.20 * 25 - (585.20 *12.30) = 117.04 kg 2

V ( 1.00) = 585.20* 25 - (585.20 *1.00 ) = 6729.80 kg 2

III.8 RESUMEN DE ESFUERZOS DEBIDO A CARGAS VERTICALES

Sección (x = 1 m)

M 1x = 28558.98 +7022.40 =

35581.38 Kg.m V 1x = 28558.98 g + 6729.8kg = 35288.78 kg

Sección (x = 12.30 m)

M 2x = 183548.92+45707.046 = 229255.97 Kg.m V 2x = 14884.55 + 117.04= 15001.59 kg

24

III.9 CÁLCULO DE ESFUERZOS DEBIDO AL FRENADO DEL PUENTE

Cuando se produce el frenado longitudinal del puente aparecen unas fuerzas de inercia que podemos considerar iguales a la séptima parte de las cargas verticales.

Sección x=1

M1y= 1/7 (35581.38)= 5083.054 kg.m

V1y= 1/7 (35288.78)= 5041.254 kg

Sección x=12.30

M2y= 1/7 (229255.97)= 32750.852 kg.m

V2y= 1/7 (15001.59)= 2143.084 kg

III.10 DISEÑO DE LA VIGA CAJÓN

Proponemos una sección en cajón tal que sus almas sean capaces de soportar por si solas, las fuerzas tangenciales debidas a los esfuerzos cortantes. Se calculara, el esfuerzo de comparación originado solamente por los momentos flectores sin tener en cuenta el efecto de los cortantes.

Una vez que se defina la sección se comprobara que esta es capaz de soportar todos los esfuerzos.

III.10.1 CARACTERISTICAS DEL ACERO A-36

σ adm = 1518 kg/cm² (Manual IMCA, art. 1.5.1.4.1 Diseño por flexión)

τ adm = 1012 kg/cm² (Manual IMCA, art. 1.5.1.2 Diseño por cortante)

σz = M2X + M2 Y ≤ σ adm SX

SY

E= 2.1 kg/cm²

σ adm= 0.6 FY * 2530 kg/cm²

τ adm= 0.4 FY * 2530 kg/cm²

σ τ = 1237 kg/cm² cuando b/bf ≤ 38

σ c = 1237 √((38/𝑏/𝑏𝑓)³ cuando b/bf ≥38

25

III.10.2 SECCIÓN CAJON PROPUESTA

a = Distancia longitudinal entre 2 diafragmas o atiesadores transversales

(cm).

l = Claro del puente (cm).

b = Distancia entre las placas del alma de la trabe (cm).

tf = Espesor de los patines de la trabe.

σc = Máximo esfuerzo a la compresión (kg/cm²).

σt = Máximo esfuerzo a la tensión (kg/cm²).

h = Peralte del alma de la trabe (cm).

As = Área de la sección transversal de un atiesador (cm²).

K = Relación σc/σt.

tw = Espesor de la placa del alma.

III.10.3 PROPORCIONES DEL CAJÓN (Manual CMAA, sección 3.5 Design limitations)

l/h = no deberá ser mayor a 25.

l/b = no deberá ser mayor de 60.

b/tf = no deberá ser mayor de 60.

25 > 19.82 ok

d = 2500 = 52.676 60 > 52.68

ok

b 47.46

b = 47.46 = 24.848 < 60 ok tf 1.9

b = 47.46 = 24.848 < 60 ok tf 1.9

L= l = 2500 = 19.813 h 126.18

26

III.10.4 DIAFRAGMAS

Sección PL ½’’ 47 X 42 cm.

1 h 1 126.18 = 42.06 CM

3

3

Distancia entre diafragmas 100 cm.

III.10.5 SECCIÓN PROPUESTA

Figura 3.8.1 Sección del puente

27

III.10.5 CÁLCULO DEL CENTROIDE DEL CAJON

Y= E Ay = (1.9*60*0.9)+(2*1*116.1*60)+(60*1.9*119.0) = 35622.021 E A (1.9*60)+(2*1*111.18)+(60*1.9) 549.6972

Y= 65.00 cm.

III.10.6 CÁLCULO DE LA INERCIA

Inercia en “x “

Ix= (60*1.91³/12)+(60*1.91)*(64.05²)+(2(1.27*126.18³/12))+ (2)(1.27*126.18)(0²)+(60*1.91³/12)+(60*1.91)(64.05²)=

Ix= 1365423.675 cm⁴

Sx= 1365423.675 = 21070.38147 cm³ 65.00

Inercia en “y”

Iy= (1.91*60³/12)+(1.91*60³/12))+(2(116.18*1.27³/12))+ (2) (116.18*1.27) (24.37²)=

Iy= 259145.371 cm⁴

Sy= 259145.371 = 8638.179034 cm³ 30.00

III.10.7 CÁLCULO DE ESFUERZOS (FLEXIÓN)

σz ≤ σ adm

σz= M 2x + M 2y Sx Sy

σz= 22925596.6 + 3275085.229 = 1467.19 kg/cm² 21070.38147 8638.179034

1497.19 kg/cm² ≤ 2530 kg/cm²

28

F.S.= 1518 = 1.03 1467.19

III.10.8 CÁLCULO DE ESFUERZOS (CORTANTES)

2 * tw * h V1 x = 2*1.2*110 ≥ 35288.78 kg = τadm 1012.00 kg/cm²

279.40 cm² ≥ 34.87 cm² pasa ok

2 * b * tf V1 y = 2*48*1.91 ≥ 5041.25 kg = τadm 1012.00 kg/cm²

183.36 cm² ≥ 4.98 cm² pasa ok

III.10.9 REVISIÓN DE PANDEO EN EL ALMA

2 * tw * h V1 x = 2*1.2*110 ≥ 35288.78 kg = τadm 1012.00 kg/cm²

0.0201 ≥ 0.014 ok

III.10.10 REVISIÓN DE PANDEO EN LOS PATINES

tf* (t) ≥ 0.014 1.91 ≥ 0.014 0.0398 ≥ 0.014 ok

b

48

tf* (t) ≥ 0.014 1.91 ≥ 0.014 0.0398 ≥ 0.014 ok

b

48

III.10.11 ESFUERZOS CORTANTES EN LAS SECCIONES DE LA VIGA

τ yz= V 2x = 15001.59 = 50.84 kg/cm² 2*tw*h 2*1.2*116.18

τ xz= V 2y = 2143.08 = 11.69 kg/cm² 2*b*tf 2*47.4*1.91

29

III.11 REVISIÓN CONTRA LA TEORIA DE LA FALLA DE VON MISSES

σco= �𝜎²𝑧 + 3𝜏²𝑦𝑧 + 3𝜏𝑥𝑧

σc0= √(1500.51)² + 3 (51.83²)+ 3 (11.92)² = 1469.97 kg/cm²

σco < σ adm

1469.97 kg/cm² < 1518 kg/cm² pasa ok

III.12 COMPROBACIÓN DEL PANDEO LATERAL

Se debe cumplir Mmáx < Mcrit

𝑴 𝒄𝒓𝒊𝒕 = 𝝅𝑳𝑲 �

𝑬𝑮 ∗ 𝑰𝒚 𝑰𝒕 =𝟎.𝟒𝟏𝑳𝑲(𝒎)

�𝑰𝒚(𝒄𝒎𝟒) ∗ 𝑰𝒕 (𝒄𝒎𝟒)

Iy= 259145.3710 cm⁴

L= 25 m

It= 4 * A² * tw 4 * P

A= b (h+tw)= 47.46*(126.18+1.27)= 5322.312 cm³

p= 2*b+2(h*tw)= 2.47.46+2*(126.18+1.27)= 415.417 cm³

tw =1.27 cm

Por lo tanto:

It= 4 * 4904.712² *1.27 = 86600.40167 cm⁴ 390.0172

M crit = 0.41

= 2456.83 t-m

25 Mmax < Mcrit

Este momento crítico de pandeo lateral resulta muy superior al momento flector aplicado sobre la viga. No hay peligro de pandeo lateral.

30

III.13 DISEÑO DE LAS SECCIONES EXTREMAS

Estas secciones del puente grúa se diseñan para que sean capaces de soportar los esfuerzos máximos en x = 0.5 metros, para la posición más desfavorable de las cargas móviles.

Figura 3.8.2 Diagrama de fuerzas cercanas al apoyo

III.13.1 CÁLCULO DE ESFUERZOS DEBIDO A CRAGAS VERTICALES

∑ MA = 0 (15126.50*1)+ (15126.50*1.8)+ (14630 * 12.5)-25 RB = 0

RB= 9009.17 kg

∑ MB = 0 (15126.50*23.2)+ (15126.50*24)+ (14630 * 12.5)-25 RA = 0

RA= 35738.83 kg

III.13.2 DIAGRAMAS DE CORTANTES Y FLEXIONANTES

Estos diagramas son una combinación de cargas móviles y estáticas y estas serán la séptima parte de los correspondientes originadas por las cargas móviles y podemos determinar los esfuerzos debido al frenado en x= 0.5 m.

31

Figura 3.8.3 Diagrama de fuerzas actuantes

Figura 3.8.4 Diagrama de cortante

Figura 3.8.5 Diagrama de momento

32

M (x=0.5)= 28310.58 kg.m

My= 28310.58 KG.M = 4044.37 kg-m 7

V (x=0.5)= 51535.09 kg.m

My= 51535.09 KG.M = 7362.16 kg-m 7

III.13.3 SECCIÓN PROPUESTA

Figura 3.8.6 Sección del puente (extremo)

33

En el diseño mantendremos los valores de "tw", " tf ", “ b" y "d" ya calculados correspondientes a las secciones centrales.

2 * tw* h ≥ Vx τ adm

2*tw*h = 2*1.27*36.18 = 91.897 cm²

Vx = 51535.09 KG.M = 50.924 cm² τadm 1012 KG/CM²

91.897 ≥ 50.92 pasa ok

El esfuerzo de Von Misses originado por la combinación de esfuerzos verticales y de frenaje debe ser inferior al esfuerzo de fluencia.

σz= M x + M y Sx Sy

σz= 2831058 + 404436.86 = 481.94 kg/cm² 7380.704 4111.660

481.94 kg/cm² ≤ 2530 kg/cm²

III.13.4 REVISIÓN DE LA TEORIA DE FALLA DE VON MISSES

σco=

τyz= V x = 42761.23 = 465.32 kg/cm² 2*tw*h 2*1.2*36.18

τ yz= V 2y = 5105.55 = 27.84 kg/cm² 2*b*tf 2*47.4*1.91

34

σco= √ (409.48)² + 3 (443.99²)+ 3 (26.32)² = 940.29 kg/cm²

σco < σ adm

940.29 kg/cm² < 1518 kg/cm² pasa ok

III.13.5 CÁLCULO DE LA FLECHA

Desplazamiento máximo permisible

PERMITIDA= L = 2500 cm = 4.17 cm 600 600

P = 30,000 kg + 3200 kg = 8300.00 kg 4

W= 9960 = 398.40 kg-m 25

III.13.5.1 CÁLCULO DE LA CARGA DE SERVICIO EQUIVALENTE

W =

Para C2 y C1 (constantes), tomamos valores máximos para protección de 1.59

Wequiv= 398.40*1.59+ 8300 1.59 = 633.46 + 332 = 25

Wequiv= 965.46 kg.m

FLECHA=

(5) (9.655)(2500)⁴ = 1.51 cm

384* (2.1x10⁶)(1575663.8)

1.51 cm ≤ 4.17 cm pasa por flecha

35

III.13.6 CÁLCULO DE LA SOLDADURA

Perfil grande (Ver figura 10.5 sección puente)

� =���������. �����.�� ��

�������.� �⁴= 181.60 kg/cm²

� =��

�=

����/ �

���.����/ �²= 3.717 cm

q= t/sen45 ° = 5.25 cm = 2 1/8’’

Perfil chico (Ver figura 13.3 sección puente extremo)

� =���������. �����.�� ��

������.��� �⁴= 689.292 kg/cm²

� =��

�=

����/ �

���.����/ �²= 0.97 cm

q= t/sen45 ° = 1.38 cm = 3/4’’

36

III.13.7 TRABE PUENTE ENSAMBLADA

Utilizando el programa Solid Works modelamos la trabe puente completa de acuerdo a las secciones antes calculadas logrando tener el modelo siguiente al cual se le agregaron las cargas que actúan en el mismo.

Figura 3.9 Trabe puente

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CAPÍTULO IV MEMORÁ DE CÁLCULO

CÁLCULO DE LA TRABE CARRIL

38

IV. CÁLCULO DE LA TRABE CARRIL

IV.1.- DISEÑO MECÁNICO (Datos de diseño)

Carga ……………… 35.73883 toneladas

Claro………………..……8 metros

IV.2 Coeficientes dinámicos

Coeficiente dinámico de elevación………..1.25

Coeficiente dinámico de ponderación

Acciones permanentes……………………..1.33

Coeficiente dinámico de ponderación

Acciones variables……………………….....1.50

39

IV.3 CABEZAL

Figura 4.3.1 Cabezal

Figura 4.3.2 Sección del cabezal

40

IV.3.1 FICHA TÉCNICA DEL CABEZAL

41

IV.4 FACTORES DINÁMICOS

Figura 4.4.1 Diagrama de fuerzas actuantes en la trabe carril

P= Carga a levantar*(F.E)*(F.C.P) + ( peso cabezal *F.C.V)

N° de ruedas

P = (71477.66 kg*1.5)+(1115 * 1.33) = 54349.72 kg 2

Calculo de fuerza cortante y momento

∑ Fy = - P (3.35) - P (5.95) + RB (8.00)= 0

∑ MA = - P (3.35) - P (5.95) + RB (8.00)= 0

RB = 54273.25*( 3.35)+ 54273.25 * (5.95) = 63181.55 kg 8

RA = 54349.72+54349.72-63181.55= 45517.89 kg

42

Figura 4.4.2 Diagrama de cortante

Figura 4.4.3 Diagrama de momento

Resumen de fuerzas máximas:

M máx.= 152480 kg.m

V cortante = 45517.89 kg

43

IV.5 ANÁLISIS ESTÁTICO

Se propone un perfil IR, del manual IMCA (Instituto Mexicano De Construcción En Acero).

Perfil propuesto:

IR 686 x 240.1 mm x kg/m

W 27 X 161

d = 70.10 cm Ix= 261392 cm⁴

Sx= 7456 cm³ Iy= 20687 cm⁴

Sy= 1162 cm³ Zx= 8390 cm³

A= 306 cm² Zy= 1786 cm³

tf= 2.74 cm Qx= 16780 cm³

tw = 1.68 cm Qy= 35725 cm³

bf = 35.60 cm

Figura 4.5.1 Trabe carril con carga muerta

44

IV.5.1 PESO PROPIO DE LA VIGA

Carga = 1.33*(240.10) = 319.33 kg/m

Figura 4.5.2 Diagrama de carga debido al peso propio

Figura 4.5.3 Diagrama de cortante

Figura 4.5.4 Diagrama de momento

45

Resumen de fuerzas máximas:

M max (x=3.35)= 2299.98 kg.m

V cortante (x=3.35)= 207.56 kg

IV.5.2 CARGAS (DINÁMICAS + ESTÁTICAS)

Cargas verticales:

M= 152480 kg.m + 2299.98 kg.m = 1577998 kg.cm

V= 45517.89 kg + 207.56 kg = 45725.45kg

Cargas horizontales:

M = 15477998 kg-cm = 2211142.57 kg-cm 7

V = 45725.45 kg = 6532.21 kg

7

IV.5.3 ESFUERZOS VERTICALES

σx= M y = 15477998 kg.cm = 2075.91kg/cm² Sx 7456 cm³

τ xy= vyQx = 45613.69* 16780 = 1393.05kg/cm² Ix tw 261392*1.68

46

IV.5.3 ESFUERZOS HORIZONTALES

σx= M x = 2211143 kg.cm = 1902.88kg/cm² Sy 1162 cm³

τ xy= vxQy = 6532.21*33560 = 205.82 kg/cm² Iy 2tf 20687*(2*2.74)

El esfuerzo de Von Mises originado por la combinación de esfuerzos verticales y de frenaje debe ser inferior al esfuerzo de fluencia.

σz= M x + M y Sx Sy

1514.20 kg/cm² ≤ 2530 kg/cm² ok pasa

REVISIÓN DE LA TEORIA DE FALLA

σco=

σco < σ adm

1518.52 kg/cm² < 1518 kg/cm² pasa ok

III.13.5 CÁLCULO DE LA FLECHA

Desplazamiento máximo permisible en trabes carril

PERMITIDA= L = 800 cm = 1.33cm 450 600

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CAPÍTULO V MEMORÁ DE CÁLCULO

CÁLCULO DE LA COLUMNA

48

V.1 CÁLCULO DE LA COLUMNA

Datos de proyecto:

p= 47183.05 kg

E= 2.1 x 10⁶ kg/cm²

L= 800 cm

P= p + (wl/2)

P= 47183.05 + (313* 8)/2= 48435.05 kg

Figura 5.1 Fuerza ejercida sobre la columna

49

Cc =�2𝜋𝐸𝜎𝑦

= 126.1

Le = k* (L real) 2* (800 cm) = 1600 cm

Le = 1600 = 242.42 r 6.6

Si: columnas cortas

Le > Cc r

σ adm (axial)= 12π² E = 12 π² x 2.1 x10⁶

kg/cm² = 184 kg/cm² 23 (Le/r)² 23 (242.42)²

σ adm (flexión)= 1518 kg/cm²

M= F x d

M= 48435.05* (20 cm) = 968701 kg.cm

V.2 SECCIÓN DE LA COLUMNA (Manual IMCA, Sección 1.6 Esfuerzos Combinados, 1.6.1 Flexocompresión)

IR 838 X 299.3 kg/m

W 33 X201 inxlb/ft

C= 42.75 cm tw= 1.82 cm

I= 478665 cm⁴ tf= 2.92 cm

P= 48435.05 kg

A= 381.3 cm²

d= 85.5 cm

bf= 40.0 cm

50

Figura 5.2 Perfil W 838 x 299.3 kg/mm

V.3 REVISIÓN DE LA COLUMNA A FLEXOCOMPRESIÓN

Mc

P

I + A < 1 σ adm (flexion)

σ adm (axial)

968701(42.75)

48435.05 478665 + 381.3 cm² < 1

1518 kg/cm²

184 kg/cm²

0.057+ 0.69 < 1

0.747 < 1 ok es correcta la sección

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CAPÍTULO VI ANÁLISIS DE RESULTADOS

52

VI.1 ANÁLISIS ESPERADOS

Con ayuda del programa solid Works se modelaron los elementos, y los resultados que de este estudio se obtengan, serán comparados con los cálculos teóricos realizados esperando obtener datos similares o que presenten una diferencia de valores que no rebasen el 15% en los resultados. Tratando de simular cómo será el comportamiento de nuestra grúa viajera lo más real posible y poder decir si nuestro diseño es el óptimo.

Figura 6.1 Ensamble de trabes puente y cabezal

VI.2 ANÁLISIS OBTENIDOS

Con el modelaje hecho en el programa solid Works pudimos realizar la simulación de los elementos tales como las trabes puente, ensambladas con el cabezal así como el estudio de la trabe carril.

Se agregaron todas aquellas fuerzas que intervienen en la grúa viajera para simular los esfuerzos que se pueden presentar en el funcionamiento de la grúa para poder visualizar como se va a comportar la misma cuando esta esté realizando el trabajo.

Dicho estudio nos muestra cómo actúan las fuerzas originadas por el peso y todos los factores que intervienen en el desarrollo del trabajo real de la grúa viajera. Así como la deformación máxima que se presenta en los elementos cuyo diseño es capaz de resistir satisfactoriamente todos los esfuerzos que se presentan en los elementos de la grúa.

53

VI.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN TRABE PUENTE

VI.3.1 RESULTADOS POR TENSIÓN MÁXIMA

6.3.1 Estudio de Tensiones de Von Mises

6.3.1.2 Tensiones máximas en el punto más crítico de la trabe puente

54

En el estudio de tensiones de Von Mises realizados para la trabe puente tanto teóricos como los obtenidos del programa solid Works se obtuvieron los siguientes resultados:

Tensiones de Von Mises:

Mediante cálculo teórico: 1469.97 kg/cm² = 144, 155,548 N/m²

Mediante cálculo en solid Works: =63, 243,092 N/m²

Comparamos los esfuerzos y observamos que el esfuerzo mediante el diseño a través del programa solid Works igual a 63, 243,092 N/m² en la parte más desfavorable de nuestra trabe puente que es al centro de la misma es menor al cálculo teórico máximo de 144, 155,548 N/m², en términos generales se puede concluir que el diseño de la trabe puente es correcto.

La variación de los resultados es debida a que el programa evalúa todas las posibles condiciones en que la carga va a influir en el comportamiento del elemento en este caso la trabe puente, entonces este resultado es menor que el que se obtuvo mediante el desarrollo de las formulas, concluyendo que según el comportamiento obtenido con ayuda del programa solid Works nuestro elemento soporta las tensiones que se van a ejercer.

VI.3.2 RESULTADOS POR DEFORMACION MÁXIMA

6.3.2. Deformación máxima

55

Deformación máxima:

Mediante cálculo teórico: = 15.1 mm

Mediante cálculo en solid Works = 15.08 mm

En el cálculo de la deformación máxima que se presenta en el eje vertical de la trabe puente tanto teórico como el obtenido en el programa solid Works se puede observar que es igual el valor de la deformación en el punto que es el más desfavorable en el cual se apoyan y descargan las fuerzas las ruedas de nuestro polipasto, nuestro diseño es correcto.

VI.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN TRABE CARRIL

VI.4.1 RESULTADOS POR TENSIÓN MÁXIMA

Figura 6.4.1 Estudio de tensión

Tensiones de Von Mises:

Mediante cálculo teórico: = 203, 578,266 N/m²

Mediante cálculo en solid Works: =199, 500,000 N/m²

Los resultados mostrados varían debido a que con el análisis realizado con el programa solid Works se obtienen resultados un poco más precisos q los realizados mediante el uso de fórmulas y lineamientos que se establecen para el diseño de estos elementos (CMAA). Este programa (solid Works) nos permite elaborar todos los componentes que conforma la grúa viajera (puente grúa,

56

cabezal, trabe carril) ensamblándolos para efectuar una simulación de la posible manera en que estos se van a comportar cuando estén fabricados, montados y listos para su uso.

VI.4.2 RESULTADOS POR DEFORMACIÓN MÁXIMA

Figura 6.4.2 Deformación máxima

Deformación máxima:

Mediante cálculo teórico: = 13.3 mm

Mediante cálculo en solid Works = 7.87 mm

Los resultados muestran una variación, que aunque son pequeñas se debe a que el software(solid Works) utiliza un método basado en el elemento finito que es diferente al que se utilizó en el cálculo teórico, se concluye que los datos así como el diseño de la grúa viajera son correctos.

57

CONCLUSIONES

Con el diseño de la grúa viajera y todos los trabajos terminados, se concluye que todas y cada una de las partes diseñadas que componen a la grúa, cumplen con los requerimientos para los cuales fue formulado este trabajo, y que han sido diseñadas bajo las normas de diseño como son CMAA CMMA (Crane Manufactures Association of América) Y AISC (American Institute of Steel Construction).

Las propuestas y refuerzos que se aplicaron cumplieron con los requerimientos de diseño que especifican las normas, procurando que no estuvieran muy por encima del límite que se requería.

En el diseño se aplicó el criterio del diseñador, lo cual permite desarrollar habilidades para realizar de manera eficiente posteriores trabajos similares al diseño de este tipo de elementos.

Se pudo comprobar mediante la ayuda de los software que el análisis de nuestros elementos diseñados fue satisfactorio ya que todos ellos coincidieron con los obtenidos mediante métodos teóricos, el uso del software hizo más real el fenómeno que se presenta debido a los esfuerzos y deformaciones presentes en los elementos.

Los resultados tienen una pequeña variación debido a que el software es una herramienta que trabaja por medio del elemento finito.

58

BIBLIOGRAFÍA

(GDF, 2004) Reglamento De Construcciones Para El Distrito Federal.

Normas Técnicas Complementarias Para Diseño Y Construcción De Estructuras Metálicas Gobierno Del Distrito Federal

México, 2004

(Tabla 7.2 Desplazamientos verticales máximos permisibles en elementos estructurales, III.13.5 Cálculo de la flecha)

(IMCA) Manual De Construcción En Acero

Diseño por esfuerzos permisibles

Edición, editorial Limusa

México D.F.

( 1.5 Diseño de elementos por esfuerzos permisibles, 1.6 Diseño de elementos por esfuerzos combinados)

(CMAA) Crane Manufacturers Association of America

Specification #70

(AISC) Manual De Construcción En Acero

American Institute of Steel Construction

8° edition.

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente-gr%C3%BAa

http://es.scribd.com/doc/98094266/CMAA-78-Spanish

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