CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10

ANEXOSDOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001

Fecha: Agosto 2011 Revisión : 0

Pág.: 1 De: 13

AZULCOCHAMINING S.A.PROYECTO PLANTA AZULCOCHA 500 TPD

ANEXOS

MEMORIA DE CÁLCULOCIMENTACIÓN DE MOLINO DE BOLAS 8x10

EDIFICIO MOLIENDA

PREPARADO PARA:

AZULCOCHAMINING S.A.Av. Jose Pardo 601 OFC. 1301-Miraflores

Teléf. 2024090

PREPARADO POR:

Elaborado por: M. CondeCl. Maipú 340 - Pueblo Libre

Teléf. 332-0744

Lima, Agosto de 2011

MEMORIA DE CÁLCULO CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS

8x10 EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROSCONTRATISTAS S.A.C.

ANEXOSDOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001Fecha: Agosto 2011 Revisión : 0

Pág.: De 2 a 13

BASE DEL MOLINO DE BOLAS 8X10

1.000 BASE PARA MOLINO DE BOLAS 8x10

1.100 ALCANCESLa presente memoria de cálculo describe los criterios considerados en el diseño de lacimentación para el molino de bolas 8x10 a instalar en la zona de Molienda de la PlantaMinera AZULCOCHAEl presente diseño se ha realizado tomando como base dos puntos principales que aseguran la no vibracion de las fundaciones de molinos :1) Hacer que las cimentaciones tengan la suficiente masa (La masa de la cimentación esusualmente hecha dos veces mayor que la masa movil o rotativa del molino)2) Analizar la cimentación como un cuerpo rigido .Estos criterios fueron tomados de un articulo del Eand Insight Magazine , publicado en enero del 2000, el cual pretende mostrar los aspectos considerados al realizar el análisis dinámicode todos las instalaciones de Molienda de la mina Antamina que recien habia sido construida."Antamina Grinding Facility Analysis Mill Foundations" Insight Magazine, Volume 2 Issue1

1.200 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURALa cimentación para el molino será de concreto armado y las dimensiones serán tomadas de los datos del equipo según los planos e informacion proporcionada por COMESA.Colocar Planos mecánicos según proveedorColocar Planos cimentacion según proveedor

1.300 METRADO DE PESOS Y VERIFICACION DE CONSIDICION DE BORDEMetrado de pesos.Estos valores fueron tomados del plano de cargas estaticas proporcionados por COMESA- Peso del equipo incluyendo la carga de las bolas y la pulpa 128000 Kgf- Peso de contraeje = 1500 Kgf- Peso de Reductor = 1800 Kgf- Peso del motor = 4080 Kgf

135380 KgfSe predimensiona la base del molino según esquema mostrado:

CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10 EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


ANEXOSDOCUMENTO:


Pág.: De 2 a 13CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10

EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


Cálculo del Peso de la Cimentación :Área en Planta de la zapata = 52.002Con el área en planta propuesta y asumiendo una hzap = 1.250 mVolumen del concreto en zapata = 65.002 m³Volumen del concreto en contraeje = 4.328 m³Volumen de Pedestal de apoyo de motor = 11.707 m³Volumen de Pedestal 01 de Molino = 9.691 m³Volumen de Pedestal 02 de Molino = 7.280 m³

Volúmen Total Base = 90.729 m³

Peso de cimentación = 217748 Kgf

Calculo de Pesos Rotativos y No rotativos :Los pesos fueron asumidos considerando los espesores de plancha y forro indicados a continuación

Pesos Rotativos

-Cascara del Molino (t=1 1/2") = 24.35 x 300 = 7304 Kgf

-Tapas del Molino (t=2 1/2") = 2.75 (x2) x 500 = 2749 Kgf

-Trunion (t=2 1/2") = 2.88 (x2) x 500 = 2879 Kgf

-Catalina, Pernos y otros = 3000 Kgf

-Forro del cilindro = 19.60 x 390 = 7644 Kgf

-Forro del Tapas = 2.80 (x2) x 390 = 2184 Kgf

-Forro del Trunion = 1.30 (x2) x 390 = 1014 Kgf

-Carga de Bolas = 0.45 x 12.3 6000 = 33129 Kgf

-Carga de Material = 500 x 12.27 = 6135 Kgf

66038 KgfPesos No rotativosChumaceras y otros = 61962 KgfMotor = 4080 KgfEnsamblaje Contraeje = 1500 Kgf

m2

m2 Kg/m2

m2 Kg/m2

m2 Kg/m2

m2 Kg/m2

m2 Kg/m2

m2 Kg/m2

m3 x Kg/m3

(considera 45% capacidad)

Kgf / m3 m3

(considera 0.5 ton x m3)

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


67542 Kgf

Peso de Fundación = 3.30 > 2 => Las dimensiones son adecuadasPeso Rotativo

1.400 MODELAJE SAP V9.- La base fue modelada utilizando un programa computacional SAPV9, para modelar la zapata se utilizaron elementos Tipo Shell, con el ancho del predimensionamiento , a la cual se le colocaron resortes que idealizaran el comportamiento del suelo , tanto en sentido vertical como horizontal-Los pedestales de soporte se modelaron utilizando elementos Tipo Solid.-Las masas tanto del molino como del motor se colocaron en puntos a la altura correspondiente, los cuales se encuentran unidos a la estructuras con elementos frame, con una rigidezalta para evitar deformaciones.

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


1.500 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE BALASTRO Y VERIFICACION POR RESONANCIAPara la determinacion de la constante de los resortes que simulan la interacción Estructura -Terreno se tomo los siguientes datos correspondientes a las propiedades del terreno en estazona.

Relación entre la composición del suelo y la tensión admisible del terreno

Se tiene la capacidad portante "q" como: q = 3.227 Kg/cm2

Modulo de Reacción Vertical: k = 58860Modulo de Reacción Horizontal: k = 25000Coeficiente de Poisson 0.3Modulo de Elasticidad E = 58860Sabemos que:

Modulo de Corte G = 22638

Con estos valores y tomando como referencia "The elastic Half space Theory", para el calculo de una constante de resorte del suelo (k) que considere el efecto dinamico que produciría un equipo trabajando con una frecuencia independiente como es nuestro caso, se calcula la constante para cimentacion rectangular con estas consideraciones de la siguiente manera:

Kx = 438027 KN/m = 15188 = 1.51882

Ky = 481830 KN/m = 16707 = 1.6707

Para el Modo de Vibración Vertical (Direccion Z ) se tiene la siguiente expresión:

KN/m3

KN/m3

m =KN/m2

KN/m2

Para el Modo de Vibración Horizontal (Direccion X) se tiene la siguiente expresión:

KN/m3 Kg/cm3

Para el Modo de Vibración Horizontal (Direccion Y ) se tiene la siguiente expresión:

KN/m3 Kg/cm3

m12

EG

XXXXX LBG12K m

YYYYY LBG12K m

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


Kz = 434197 KN/m = 15055 = 1.50554

Donde: De las propiedades geométricas del bloque de cimentación tenemos:

Lx, By= 5.150 mBx, Ly= 5.600 m

L/B = 0.920 1.0B/L = 1.087 1.1

2.5

Radio Equivalente, para modos de vibración X, Y, Z:

3.030 m

Coeficiente que incluye el efecto de para el modo X,Y:

1.386

Coeficiente que incluye el efecto de para el modo Z:

1.173

Del Modelo SAP, el periodo de la cimentacion es:

0.33 s

0.30 sEn la dirección de la Rotacion del Molino

KN/m3 Kg/cm3

x =y =z =

ro =

xy =

z =

Testructura1 =

Testructura 2=

BL1

GK ZZZ

m

BL

r0

m

0XY r

h255.01

m

0Z r

h16.01

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


Verificación de ResonanciaDebemos asegurar que el periodo de vibracion de la cimentacion, considerando las masas actuantes sea un periodo diferente y/o fuera del rango permitido según el periodo del MolinoEl periodo de la Cimentacion (según Modelo SAP V14)

Testructura = 0.3 s (k dinamico)

Según informaciónw 20.50 rev/minutow 2.15

El periodo del Molino es T = = 2.93 s

Para evitar la resonancia se debe cumplir que

Testructura < 0,8 Tmolino ó Testructura > 1,25 Tmolino => OK

ResonanciaTestructura=0.30

0.8Tmolino = 2.341 s 1.25Tmolino = 3.65854 s

Por lo tanto con esta geometria no existiran problemas de resonancia

1.600 METRADO DE CARGASCARGAS MUERTAS Estas cargas fueron proporcionadas (Cargas Estaticas)Peso de Molino = 61364 KgPeso de Motor = 4080 KgPeso de Catalina = 2200 KgPeso del Reductor = 1380 Kg

CARGAS DINAMICASEstas cargas fueron proporcionadas por COMESA (Cargas Dinámicas)

CARGAS DE SISMOPara el Cálculo de la fuerza Sismica se utilizo el Reglamento Nacional de Construcciones

De acuerdo a los criterios de diseño del presente proyecto tenemos:

Z = 0.4 (Zona 3)U = 1.3 (Categoría B - Edificación importante)S = 1.2 (Suelo tipo S2)R = 2.9 (Others Self Supporting Structures)

2π/w

WR

ZUCSV

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


Además:Tp = 0.6 (Suelo tipo S2)Tx = 0.60

Cx = 2.50

Vx = 0.54 W

Por tanto la fuerza sismica será : V = 0.54 W (Fuerza simica horizontal)

Donde:

VERIFICACIÓN DE LA CIMENTACIÓN POR ESTABILIDADLa Estabilidad de la cimentacion se verificara analizando la resistencia al volteo del bloque de cimentación en las direcciones principales. Los pesos de la cimentacion y pedestales se ubican en el centro de gravedad de estos mismos, mientras que la fuerzas desestabilizantes se ubican en su altura actuante.

Verificación por Volteo Se tiene el siguiente gráfico con los brazos respectivos, según el caso

BRAZOS PARA EL CALCULO DE MOMENTOS EN LOS PEDESTALES

BRAZOS PARA EL CALCULO DE MOMENTOS EN LOS PEDESTALES

Momentos Estabilizantes en X-XEn el Sentido Longitudinal de la Cimentacion (Con respecto al Eje X)

Cargas de Gravedad Fuerza x Brazo = MomentoZapata = 156005 Kgf x 4.801 m = 748980 Kgf-mPedestal del Contraeje = 10388 Kgf x 5.538 m = 57528 Kgf-mPedestal Motor = 28096 Kgf x 7.590 m = 213249 Kgf-mPedestal 01 Molino = 23259 Kgf x 1.469 m = 34168 Kgf-mPedestal 02 Molino = 17473 Kgf x 6.308 m = 110218 Kgf-mMolino en Chumacera = 128000 Kgf x 3.945 m = 504960 Kgf-mCatalina = 800 Kgf x 5.538 m = 4430 Kgf-mReductor = 300 Kgf x 5.538 m = 1661 Kgf-mMotor = 1110 Kgf x 7.590 m = 8425 Kgf-m

Momento Estabilizante Total = 1683621 Kgf-m

Momentos Estabilizantes en Y-Y

Para el caso de la fuerza sísmica vertical se considerta un coeficiente sísmico de 0.1

W: Es el peso al cual se aplica el coeficiente sísmico en el respectivo punto de aplicación.

5.2C

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


En el Sentido Transversal de la Cimentacion (Con respecto al Eje Y)

Cargas de Gravedad Fuerza x Brazo = MomentoZapata = 156005 Kgf x 3.142 m = 490168 Kgf-mPedestal del Contraeje = 10388 Kgf x 4.700 m = 48823 Kgf-mPedestal Motor = 28096 Kgf x 5.005 m = 140621 Kgf-mPedestal 01 Molino = 23259 Kgf x 2.600 m = 60474 Kgf-mPedestal 02 Molino = 17473 Kgf x 2.462 m = 43018 Kgf-mMolino en Chumacera 1 = 64600 Kgf x 2.600 m = 167960 Kgf-mCatalina = 800 Kgf x 4.571 m = 3657 Kgf-mReductor = 300 Kgf x 5.131 m = 1539 Kgf-mMotor = 1110 Kgf x 5.131 m = 5695 Kgf-mMolino en Chumacera 2 = 63400 Kgf x 2.601 m = 164903 Kgf-m

Momento Estabilizante Total = 1126859 Kgf-m

Momentos de Volteo (+Z)En el sentido perpendicular al plano XY

Cargas de Gravedad Fuerza x Brazo = MomentoZapata = 83920 Kgf x 0.625 m = 52450 Kgf-mPedestal del Contraeje = 5588 Kgf x 2.700 m = 15088 Kgf-mPedestal Motor = 15114 Kgf x 2.425 m = 36643 Kgf-mPedestal 01 Molino = 12512 Kgf x 2.552 m = 31930 Kgf-mPedestal 02 Molino = 9399 Kgf x 2.503 m = 23530 Kgf-mMolino en Chumacera 1 = 68855 Kgf x 4.855 m = 334292 Kgf-mCatalina = 430 Kgf x 4.437 m = 1909 Kgf-mReductor = 161 Kgf x 4.437 m = 716 Kgf-mMotor = 597 Kgf x 4.437 m = 2649 Kgf-m

Momento de Volteo Total = 499208 Kgf-m

Factores de Seguridad contra el volteo en ambas direcciones

Dichos factores de seguridad garantizan que la estructura se inestabilice con el vuelco.

FSVx = 3.37 > 1.5OK

FSVy = 2.26 > 1.5OK

1.700 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

1.710 Diseño de Pedestales de Descanso de MolinoCálculo de fuerzas actuantes:

- Cargas muertas (D) :Peso Propio = 23259 KgfPeso Molino = 64600 Kgf

- Cargas Dinamicas(L) :Fuerza dinámica horizontal = 40 KgfFuerza dinámica vertical = 17900 Kgf

- Cargas de sismo (S) :Debido a peso del pedestal

)Z(teoMomentoVol

XXTotalabilizanteMomentoEstFSVX

)Z(teoMomentoVol

YYTotalabilizanteMomentoEstFSVY

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


Fuerza sísmica horizontal = 12512 Kgf ( Aplicada a media altura del pedestal)Debido al Peso del molinoFuerza sísmica horizontal = 34750 KgfFuerza sísmica vertical = 6460 Kgf (Considerando un coeficiente sísmico de

0.1).

Distribución de Fuerzas en el Pedestal:

Donde:P.P. = 23259 Kgf

P.M. = 64600 Kgf

F.D.V. = 17900 Kgf

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


F.S.V. = 6460 Kgf

F.D.H. = 40 Kgf

F.S.Hm. = 34750 Kgf

F.S.Hp. = 12512 Kgf

Combinacion de CargaSe tiene la siguiente carga mayorada como:

Donde: 87859 Kgf17900 Kgf 40 Kgf6460 Kgf 47262 Kgf

Pu = 138659.2 Kgf Vu = 47312 Kgf

1.711 Diseño por Flexión

Donde:h = 2.9 m

En el sentido 01:En el sentido más débil

Mu= 119034 Kgf-m

Características Geométricas y Físicas:b= 304.5 cm a = 89.8 cm f'c = 210 Kg/cm2d= 86 cm fy = 4200 Kg/cm2

Se tiene las siguientes expresiones:

Ku = 0.028w = 0.03

0.0010.002

As = 62.70 cm²Por lo tanto usar: (As min) => 14 Ø 3/4'' Asr = 39.90

0.019050En el sentido 02:En el otro sentido

Mu= 119034 Kgf-m

Características Geométricas y Físicas:b= 89.8 cm a = 304.5 cmd= 300.5 cm

Ku= 0.008w= 0.008

0.00040.0024

As= 64.76 cm²

necesario colocar el minimo, alternativamente el refuerzo debera ser por lo menos un tercio

DV =LV = LH =QV = QH =

r =rmin =

r=rmin=

Según E-060, si se requiere, en casos donde As min sea mucho mayor que el actuante no es

QLD25.1COMB

2hp

FSHphpFSHmFDHMU

ww 59.01bd'ØfM 2CU

2C

UU

d100b

'f9.0

MK

59.02

K59.0411 UU

w

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


mayor que el requerido por el Analisis (Cap 11, 5)Utilizamos: 5 Ø 3/4''

As= 21.59 cm²b= 89.8 cmd= 300.5 cm

0.0008w= 0.016

242900 Kgf-m > 130%Mu = 154745 Kgf-m

Por lo tanto usar: (As min) => 5 Ø 3/4'' Asr = 14.25

1.712 Diseño por corteVu= 47312 Kgf

b= 304.5 cmd= 86 cm

Sabemos:

Vc= 200660 Kgf > Vu = 47312 Kgf => OKEl concreto toma el corte ultimo actuante.

1.713 Diseño por Flexocompresiónb= 90 cmh= 304.5 cm

4271841 KgPu= 138659 Kg

0.032 > 0.02

Como pedestal:Sabemos que:

As min= 136.72Se tiene: nº = 34

r=

fMny=

fPn =

fPn/Pu = => Analizar pedestal en flexocompresión

cm2

bd'f53.0V CC

bh005.0Asmin

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


De los cálculos anteriores se tiene: (As min) => 34 Ø 3/4''(As min) = 96.9078 => NO

1.720 Diseño de la zapataVerificacion de PresionesPara esta verificación, se utilizo SAP V14, se utilizaron elementos sólidos para modelar los pedestales de apoyo y para modelar la zapata elementos SHELL, a los cuales se colocaron resortes para simular la reaccion del terreno con los siguientes coeficientes de Balasto:

1.721 Coeficiente de Balasto del Terreno Verticalk= 6 Kgf/cm3

Ashell prom = 2500 cm2kresorte= 1500000 Kgf/m en cada resorte del modelo

1.722 Coeficiente de Balasto del Terreno Horizontal (Direccion X)k= 6 Kgf/cm3


1.723 Coeficiente de Balasto del Terreno Horizontal (Direccion Y)k= 6 Kgf/cm3


D+LF = 5026 Kg

Area = 2500 cm22.01 Kg/cm2 < 3.00 Kg/cm2

D+L+QX/1.25F = 5243 Kg

Area = 2500 cm22.10 Kg/cm2 < 3.60 Kg/cm2

D+L+QY/1.25F = 6861 Kg

Area = 2500 cm22.74 Kg/cm2 < 3.6 Kg/cm2

1.724 Diseño por FlexionSegún el ACI 318 en lo referido a estructuras de concreto de grandes dimensiones y peralte

Considerando un ancho unitario, es decir: b = 1.00 m Ø = 3/4 pulge = 0.30 m As = 9.501 cm²

Verificaremos este refuerzo para los momentos producidos en la zapata, según el modelo en SAPV14 , en los elementos SHELL.

(As min) => Ø 3/4'' @ 0.30 mEn dos capas

h = 1.25 mAs = 9.50 cm² f'c = 210 Kg/cm2

Para b= 1.0 m fy = 4200 Kg/cm20.00076

w = 0.0152d = 117 cm²

38976 Kgf-m > Mu max Ok!

Mxx Y

sterreno sadmisible

sterreno sadmisiblex1.2

sterreno sadmisiblex1.2

Recomienda un refuerzo minimo f 3/4"@ 0,30

r =

fMn=

ANEXOSDOCUMENTO:



EDIFICIO MOLIENDA

SIC SA

C


X20548 Kgf-m

Myy

22487 Kgf-m

Mu+ Max=

Mu+ Max=

CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10

Documents

Transcript of CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10