MINERA LAS BAMBAS S.A.C
IMCO SERVICIOS S.A.C
IMC-OTI1800350-MC-003
MEMORIA DE CÁLCULO
DISEÑO DE PORTICO PARA ALINEAMIENTO DE TUBERIA Ø30"STD
Rev. B
APROBADO POR:
Jefe de Disciplina
Arnoldo Taco
Jefe de Proyecto
Sandro Pinto
Cliente
MINERA LAS BAMBAS S.A.C
Revisión
A
B
Hecho Por
J. Zegarra
J. Zegarra
COMENTARIOS DEL CLIENTE
Descripción
Emitido para revision interna
Emitido para aprobación del cliente.
Fecha
18/12/2018
19/12/2018
Revisado
A. Taco
A. Taco
Aprobado
A. Taco
A. Taco
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DISEÑO DE PORTICO PARA ALINEAMIENTO DE TUBERIA Ø30"STD
Fecha:
Rev. B
1
GENERAL
1.1
ALCANCE
En minera las Bambas S.A.C se requiere el uso de porticos para la reubicación de tuberia de Ø30" STD.
1.2
OBJETIVOS
1.- El objetivo del presente es verificar que el pórtico (caballete) soporte la carga de diseño de 2.1 ton que es el peso de la
tuberia de Ø30" STD.
2.- Analizar la oreja de izaje en donde se ubicará la carga puntual (peso de tuberia) y hallar el factor de seguridad adecuado.
2
NORMAS Y CODIGOS
Las normas tomadas en cuenta para los cálculos estructurales de la presente memoria de calculo son:
− AISC-LRFD 93
− Reglamento Nacional de Estructuras (RNE)
● Norma E.020 Cargas
● Norma E.090 Estructuras Metálicas.
● ASME.
● AWS.
2.1
ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO
2.1.1
SOBRE LOS MATERIALES
ꟷ
ꟷ
ꟷ
ꟷ
2.1.2
Perfil estructural tubos Ø 3" STD y tubo Ø 4" SCH80 y tubo deslizante Ø 5" SCH 80 de material API 5L.
Planchas estructurales ASTM A36.
Conexiones Soldadas: Electrodos E-7018.
Conexiones Empernadas: Pernos Estructurales A-325.
DEFINIENDO CARGAS
Se ha considerado las siguientes cargas de diseño:
ꟷ Carga muerta (DEAD): Considera todos los pesos propios de la estructura.
TOTAL = 276 Kg.
Está carga es asignada automáticamente por el programa de cálculo SAP 2000 V.20
ꟷ Carga Viva (LIVE): Cosidera el peso que se pretende transportar.
La carga a izar (peso de la tuberia de 12 m) es:
L = 2 121 Kg.
Sin embargo el pórtico de alineamiento solo soportará un porcentaje de este peso aun así se ensayara con el peso total
de la tuberia
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3
DISEÑO DEL PORTICO DE ALINEAMIENTO
Para el diseño de este componente nos apoyaremos en el programa SAP2000 V20
Figura N°1. Diagrama de portico de alineamiento.
Figura N°2. Vista frontal y lateral de soporte tipo caballete.
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3.1
ASIGNACION DE CARGA VIVA (LIVE)
Se muestra la carga asignada de 2 121 Kg (viva) en el centro de la viga TUBO Ø4" SCH 80:
Dicha carga será aplicada en 1 punto (ver figura 3).
Figura N°3. Esqueleto estructural de caballete SAP2000 V.20.
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3.2
ANÁLISIS Y VERIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA
Análisis de ratios máximos en la estructura: Para este caso, el ratio es de 0.68 para su combinación mas crítica ver figura 04
Figura N°4. Ratios en elementos estructurales caballete SAP2000 V.20.
Figura N°5. Análisis de ratios SAP2000 V.20.
El ratio maximo es de 0.681 y se ubica en viga tubo Ø4" SCH80.
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3.3
DEFLEXIÓN MÁXIMA
La deflexión máxima es de 12.2 mm
Figura N°6. Diagrama de deflexion en tubo Ø4" SCH80 SAP2000 V.20.
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3.4
DISEÑO DE LA OREJA DE IZAJE
Material base Acero A-36
Sut
Sy:
E:
58 Ksi
36 Ksi
29000.5 Ksi
Resistencia última a la tensión
Resistecia a la fluencia
Módulo de elasticidad.
La geometria de la oreja de izaje es la siguiente ver figura 7:
Figura N°7. Dimensiones principales de la oreja en unidades (mm)
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4
SIMULACIÓN DEL MODELO EN AUTODESK INVENTOR 2018
4.1
ESFUERZO MAXIMO DE VON MISSES
A continuación figura 8 se observa las escala de esfuerzos de von misses siendo la maxima de 42.89 Mpa = 6.2 Ksi
y la ubicación del esfuerzo máximo como se observa ocurre en los lados laterales del agujero de la oreja de izaje.
Figura N°8. Escala de esfuerzo de Von Misses en oreja de izaje.
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4.2
DEFORMACIÓN
A continuación en figura 9 se muestra la escala de deformación siendo la máxima en la parte superior de la oreja y es 0.01mm
Figura N°9. Escala de deformación en oreja de izaje.
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4.3
FACTOR DE SEGURIDAD
A continuación en figura 10 se observa la escala de factor de seguridad y se puede ver que el factor mínimo se ubica en los lados
laterales del agujero con un valor de 5.8.
Figura N°10. Escala de factor de seguridad.
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5
CONCLUSIÓN
−
El analisis del pórtico caballete se cálculo un ratio maximo de 0.681 eso indica que que la estructura soportará la carga
de diseño de 2.1 toneladas y el analisis de la oreja con esta carga el factor de seguridad minimo es de 5.79.
−
El análisis de la oreja de izaje con carga 2.1 ton se obtiene un factor se seguridad de 5.79.
−
Se concluye que la estructura y la oreja para el izaje de la tuberia Ø30" trabaja adecuadamente bajo las normas peruanas.
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