MEMORIA DE CÁLCULO Nº

CAMILLA DE RESCATE

Rev: 1 Nombre Firma Fecha

Calculado por: Victor Moreira

Revisado por: Humberto Bravo

Aprobada por: Jorge Donoso

1. ANTECEDENTES GENERALES

La siguiente memoria de cálculo presenta la verificación estructural de la camilla de rescate mostrada a continuación:

1.1 ANTECEDENTES DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL

En la memoria de cálculo adjunta, las verificaciones estructurales se han realizado según lo establecido en el manual LRFD 1993 de AISC reconocido como norma de diseño para estructuras de acero en nuestro país por el Instituto Chileno del Acero (ICHA). El Análisis y la verificación de la estructura es realizada con ayuda del programa computacional Sap2000 V.12.

2. ESTADOS DE CARGA

Para realizar el análisis del modelo estructural de la camilla de rescate, fueron considerados los siguientes estados de carga, según ICHA 2000:

Cargas permanentes (D):

Corresponden a las cargas que actuarán permanentemente sobre la estructura.

Peso propio estructura:

Corresponde al peso propio de todos los perfiles que componen la estructura, con un peso total de 50 kgf.

Sobrecargas de uso (SC):

Corresponde a la carga que ejerce el peso de 1 personas sobre la estructura. Se considera un peso por persona de 100 kgf. Por motivos de seguridad y por tratarse de una estructura de rescate, esta sobrecarga es aumentada con un factor amplificador 5.

SC = 80*5 =400 kgf

3. COMBINACIONES DE CARGA

De acuerdo a lo indicado en el Manual ICHA 2000, las combinaciones de carga a utilizar para este análisis son:

1.4 D

1,2 D + 1,6 SC

4. MODELACION DE LA ESTRUCTURA:

La modelación de la estructura en el software Sap2000 es mostrada en la siguiente figura:

Figura 1 Modelo estructura camilla de rescate

50

780

50

330

600

170

400

En el modelo se consideran sólo los elementos estructurales de la camilla de rescate. Para modelar la solicitación producto del izamiento de la estructura con una persona acostada dentro, se considera un angulo de 30º con respecto a la vertical, para las cargas de 100 kgf c/u, aplicadas en las orejas de izamiento. Como muestra el modelo, se consideran apoyos fijos en la base de la camilla.

5. VERIFICACIÓN DE RESISTENCIA ESTRUCTURAL

La verificación de la resistencia de los distintos elementos estructurales es calculada con

ayuda del programa computacional Sap 2000 V.12.

La siguiente tabla muestra los factores de reducción de la capacidad de carga de las

diferentes solicitaciones aplicados por el software y que son correspondientes con los factores

del manual de diseño ICHA 2000.

Figura 2 Factores de reducción resistencia aplicados por Sap 2000

El factor de ocupación del perfil calculado de acuerdo a ICHA 2000 (igual al AISC-

1993) para perfiles simétricos sometidos a la acción simultánea de flexión y tracción está dado por:

Para el corte el factor de ocupacion se determina de auerdo a :

;

Donde: Pu = resistencia a la tracción requerida. Pn = resistencia nominal a la tracción Mu = resistencia a la flexión requerida Mn = resistencia nominal a la flexión φ=φt = factor de resistencia a la tracción. (φt = 0,90 ó 0,75). X=2, y =3 = subíndices que relacionan los símbolos Mu y Mn con el eje fuerte y el eje débil φb = factor de resistencia a la flexión = 0,90

A continuación se presenta un informe de esfuerzos internos y resistencia, del elemento

con una mayor solicitación en combinación carga axial-momento, correspondiente al perfil

tubular cuadrado 50x50x4 de uno de los puntales diagonales del modelo (Figura 3- 1) .

Figura 3 Perfiles más solicitados modelo estructural camilla

1

2

Del informe anterior podemos ver que el perfil más solicitado por concepto de la combinación carga axial y momento, resiste los esfuerzos solicitantes con un porcentaje de ocupación del 21% de su capacidad.

A continuación se presenta un informe de esfuerzos internos y resistencia, del elemento con una mayor solicitación de corte, correspondiente al perfil tubular cuadrado 50x50x4 de un perfil diagonal de la base del modelo (Figura 3-2).

(1.2D+1.6SC)

Del informe anterior podemos ver que el perfil más solicitado por concepto de corte, resiste los esfuerzos solicitantes con un porcentaje de ocupación del 2.8% de su capacidad.

(1.2D+1.6SC)

6. VERIFICACIÓN OREJAS DE IZAJE

Se verifican las orejas de izamiento conforme a las disposiciones del manual de diseño ICHA 2000 en su punto 7.3 de acuerdo a la siguiente geometría:

La solicitación última de cada oreja está dada por:

Pu=1.6*500/4=200 kgf

a. Tracción en el área neta efectiva: φt = 0,75 Pn = 2t bef Fu ; Con bef = 1.5cm y Fu= 4077 kgf/cm2

φt Pn= 7339 kgf >Pu OK! b. Cizalle en el área efectiva: φsf = 0,75 Pn = 0,6 Asf Fu; Con Asf = 3.6 cm2 y Fu=4077 kgf/cm2

φsf Pn= 6604 kgf >Pu OK!

c. Aplastamiento en el área proyectada:

φ = 0,75. Rn = 1,8 FyApb ; Con Fy= 2530 kg/cm2 y Apb=2.08 cm2

φ Rn = 7104 kgf > Pu OK! d. Fluencia en la sección bruta: φt = 0,90 Pn = FyAg ; Con Fy=2530 kg/cm2 y Ag = 2.3 cm2 φt Pn = 5237 kgf > Pu OK!

7. VERIFICACIÓN SOLDADURA

Se verifica la soldadura en la unión entre las orejas de izamientos y el perfil tubular.

La resistencia de diseño de las soldaduras deberá ser el valor menor entre Φ FBMABM y ΦFwAw, en donde:

FBM = Resistencia nominal del acero base.

Fw = Resistencia nominal del acero de electrodo.

ABM = Sección del acero base.

Aw = Sección efectiva de la soldadura.

φ = Factor de resistencia.

Los valores de Φ, FBM y Fw y sus limitaciones están dados en la tabla 13.2.5 (nomenclatura ICHA 2000). La resistencia Fw se da en función de la resistencia especificada del electrodo, o número de clasificación FEXX, de acuerdo al listado siguiente:

Por lo tanto considerando un fundente E7018

[ ]

==⇒2

4895480cm

KgMpaFEXX

Luego, se tiene que:

Aw=1.68 cm2

Así, la resistencia de la soldadura al corte será:

Vw= 0,75*Fw*A w=3700 kgf

Vw>Vu=200 kgf OK!

Del estudio se concluye:

Todos los perfiles que conforman la estructura resistente de la camilla mostrada son capaces de resistir los esfuerzos a los que serán sometidos habitualmente. El análisis realizado se fundamenta en las disposiciones del manual LRFD 93 del "American Institute of Steel and Construction" (AISC). Tanto las orejas de izaje, como la soldadura entre estas y los perfiles resisten los esfuerzos solicitantes.

Se debe tener presente que la siguiente memoria es válida sólo para las condiciones establecidas en la misma. El ángulo de inclinación del elemento de izaje (eslinga o estrobo) debe ser como máximo de 30º con respecto de la vertical.