ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROCESOS DE FABRICACIÓN Y MONTAJE DE LA PLUMA DE LA
GRÚA BARCAZA SMITH RICE DEL TERMINAL MARÍTIMO DEL
PUERTO DE BALAO
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO MECÁNICO
JUAN CARLOS CHANGO QUINATOA
[email protected]
LUIS GABRIEL GUANOLUISA DIAZ
[email protected]
DIRECTOR:
ING. CARLOS OSWALDO BALDEÓN VALENCIA MSc.
Quito, Junio 2016
i
DECLARACIÓN
Nosotros, Juan Carlos Chango Quinatoa y Luis Gabriel Guanoluisa Diaz,
declaramos que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido
previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que
hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este
documento.
A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad
intelectual correspondiente a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional,
según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por
la normatividad institucional vigente.
_______________________
_______________________
Juan Carlos Chango Quinatoa
Luis Gabriel Guanoluisa Diaz
ii
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Juan Carlos Chango
Quinatoa y Luis Gabriel Guanoluisa Diaz, bajo mi supervisión.
Ing. Carlos Oswaldo Baldeón Valencia
DIRECTOR DE PROYECTO
iii
AGRADECIMIENTOS
Al Ing. Carlos Baldeón por su acertada guía y apoyo en la realización de este
proyecto.
Al Ing. William Venegas Toro por su paciencia y colaboración.
A nuestros amigos y compañeros que han formado parte importante de nuestra
vida universitaria a los que nunca olvidaremos.
Juan Carlos Chango Quinatoa
Luis Gabriel Guanoluisa Diaz
iv
DEDICATORIA
Primeramente a Dios que fue abriendo puertas y me tenía con salud y vida.
A mi amadísima madre Norma que con su esfuerzo y sacrificio de cada día para
que pueda estudiar lejos de casa y sobretodo su buen ejemplo que me llevaron
por el camino del bien. A mi padre Luis que con sus sabios consejos me hacían
ver la realidad del mundo en que vivimos y a estar preparado para cualquier
situación.
A mi hermana Diana por sus palabras de motivación, a mi hermana Cristina por
su preocupación de que todo marche bien.
A mis abuelitos Manuel y Delia que me acogieron como a un hijo en esta ciudad
procurando que no me falte nada. A mis abuelitos Antonio y Licenia que con sus
oraciones pedían a Dios que me diera fuerza y me protegiera.
A mis panas del Futsal Santiago, Ronny, Yonder, Javier, Christian, Danny, Edgar,
Jorge, Edu, Andrés, Julio, Klever, Carlos Calán, Carlos Álvarez, Juan Carlos,
Kevin, Mauricio con quienes compartí muchos triunfos y derrotas en las canchas.
A mis compañeros de generación Esteban, Jor, David, Jair, Marco, Luis, Carlos,
Jkz, Byron, Santiago Sánchez, Chalo, Francis, con quienes viví momentos
inolvidables dentro y fuera de la Universidad.
A mis queridos amigos Ana, Angela, Gandhy, Rodrigo y Alexandra que siempre
estuvieron en las buenas y malas.
A mis panas Bolo, José, Chimarro, Christian, David, Lucho, Niko, Verito, Gabriela
y Viki con quienes formé una gran amistad.
A toda mi familia que de una u otra manera estuvieron dándome su apoyo en las
buenas y malas.
De manera especial a mis amigos Jamil Obando y Karen Portocarrero que sin
ellos no estuviera donde estoy.
Luis Gabriel Guanoluisa Diaz
v
Este proyecto está dedicado a todas las personas que han estado conmigo
durante todos estos años ayudándome paso a paso a superarme y a no desmayar
en el proceso.
A mis padres Angel y Angelita, que siempre estuvieron tras mío ayudándome y
empujándome para que cada día sea una mejor persona. Por estar siempre
conmigo cuando más les necesito. Además de soportarme y ayudarme con todos
los errores que he tenido.
A mi hermano Santiago que siempre estuvo pendiente de mí, tanto en cosas de la
universidad como en cosas personales.
A mis primos Jony, Pato y Pablito que estuvieron conmigo para todas las
actividades fuera de la universidad.
A mis compañeros de universidad, Franklin, Wilson, Geovanny, Julio, Diego,
Gerardo, Esteban, Alex, Pato, Javier, Edison, Jhosimar, Angel, Daniel y todos los
Carlos, de quienes tuve el apoyo tanto en los estudios como moralmente.
A mis compañeros de futbol tanto de la universidad como del barrio, con los
cuales he vivido varios campeonatos y hemos estado en las buenas y en las
malas.
Juan Carlos Chango Quinatoa
vi
ÍNDICE GENERAL
Tema
pág.
Capítulo 1 ............................................................................................................................1
FUNDAMENTOS TEÓRICOS ...................................................................................................1
1.1
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................1
1.2 DEFINICIONES ..........................................................................................................................1
1.2.1 GRÚA ................................................................................................................................1
1.3 CLASIFICACIÓN DE GRÚAS .......................................................................................................2
1.3.1 SEGÚN SU FORMA DE MONTAJE ......................................................................................2
1.3.2 SEGÚN SU FORMA DE ORIENTACIÓN ...............................................................................2
1.3.3 SEGÚN LA INCLINACIÓN DE LA PLUMA ............................................................................2
1.3.4 SEGÚN SU INSTALACIÓN EN LA OBRA ..............................................................................2
1.3.5 PARA APLICACIONES ESPECIALES .....................................................................................2
1.4 PRINCIPIOS MECÁNICOS ..........................................................................................................3
1.4.1 EL MECANISMO BÁSICO DE ELEVACIÓN ...........................................................................3
1.5 ELEMENTOS PRINCIPALES DE UNA GRÚA ................................................................................4
1.5.1 CABLES..............................................................................................................................4
1.5.2 CERCHAS ...........................................................................................................................5
1.5.2.1 Clasificación de cerchas .............................................................................................5
1.5.2.1.1 Cercha inglesa .....................................................................................................5
1.5.2.1.2 Cercha americana ...............................................................................................5
1.5.3 VIGAS ................................................................................................................................6
1.6 ELEMENTOS MECÁNICOS GENERALES DE UNA GRÚA .............................................................6
1.6.1 GANCHO ...........................................................................................................................6
1.6.2 POLEA ...............................................................................................................................7
1.6.3. POLIPASTO .......................................................................................................................7
1.7 NORMAS DE REFERENCIA ........................................................................................................9
1.8 GRÚA BARCAZA SMITH RICE ..................................................................................................10
1.8.1 DEFINICIONES GENERALES .............................................................................................11
1.8.1.1 Ángulo de la pluma ..................................................................................................11
1.8.1.2 Carga estática ..........................................................................................................11
1.8.1.3 Carga lateral ............................................................................................................12
1.8.1.4 Carga nominal ..........................................................................................................12
1.8.1.5 Coeficiente dinámico ...............................................................................................12
vii
1.8.1.6 Cable de acero .........................................................................................................12
1.8.1.7 Componente crítico .................................................................................................12
1.8.2 DEFINICIONES ESPECÍFICAS ............................................................................................12
1.8.2.1 Grúa flotante ...........................................................................................................12
1.8.2.2 Bases........................................................................................................................13
1.8.2.3 Carga permitida .......................................................................................................13
1.8.2.4 Registro de cargas ...................................................................................................14
1.8.2.5 Parte estructural ......................................................................................................14
1.8.2.6 Operación de la grúa ...............................................................................................15
1.8.3 CARGAS ..........................................................................................................................16
1.8.3.1 Cargas de Viento ......................................................................................................16
1.8.4 ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA GRÚA BARCAZA SMITH RICE .......................................17
1.8.4.1 Aparejo de izaje .......................................................................................................17
1.8.4.2 Armadura de la pluma .............................................................................................18
1.8.4.3 Arnés flotante o estribo ...........................................................................................18
1.8.4.4 Base .........................................................................................................................19
1.8.4.5 Cabina de operación ................................................................................................19
1.8.4.6 Cable de izaje de la pluma .......................................................................................20
1.8.4.7 Cojinete de giro .......................................................................................................20
1.8.4.8 Contrapeso ..............................................................................................................20
1.8.4.9 Eje de rotación .........................................................................................................20
1.8.4.10 Embrague ..............................................................................................................21
1.8.4.11 Empalmes de la pluma de la grúa ..........................................................................21
1.8.4.12 Gancho auxiliar ......................................................................................................21
1.8.4.13 Mecanismo de giro ................................................................................................21
1.8.4.14 Mecanismo de izaje de la carga .............................................................................22
1.8.4.15 Mecanismo de izaje de la pluma ...........................................................................22
1.8.4.16 Pivote de la pluma .................................................................................................22
1.8.4.17 Pluma.....................................................................................................................23
1.8.4.18 Puente o mástil ......................................................................................................24
1.8.5 ZONAS DE LA GRÚA BARCAZA “SMITH RICE” .................................................................24
1.8.5.1 Puente .....................................................................................................................24
1.8.5.2 Primer Cuerpo – E1 .................................................................................................. 25
1.8.5.3 Segundo Cuerpo – E2...............................................................................................25
1.8.5.4. Tercer Cuerpo – E3 ................................................................................................. 25
viii
1.8.5.5 Penol – P ..................................................................................................................25
Capítulo 2 .......................................................................................................................... 27
PROCESOS DE FABRICACIÓN .............................................................................................. 27
2.1 PIN PIVOTE ............................................................................................................................28
2.1.1 ESFUERZO ENTRE EL PIN Y LA PLACA 1 ...........................................................................32
2.1.2 ESFUERZO ENTRE EL PIN Y LA PLACA 2 ...........................................................................32
2.1.2.1 Selección del tipo de rodamiento ............................................................................32
2.1.2.2 Diseño de las partes adyacentes al rodamiento ......................................................34
2.1.3 ESFUERZO CORTANTE .....................................................................................................37
2.1.4 PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL PIN .............................................................................40
2.1.4.1 Refrentado y centrado .............................................................................................40
2.1.4.2 Cilindrado ................................................................................................................40
2.1.4.3 Biselado ...................................................................................................................41
2.1.4.1 Rectificado ...............................................................................................................41
2.2 POLEAS ..................................................................................................................................41
2.2.1 CALCULO DE UNA POLEA SOLDADA ...............................................................................44
2.2.1.1 Garganta ..................................................................................................................46
2.2.2 SELECCIÓN DEL MATERIAL DEL EJE QUE SOSTIENE LA POLEA ........................................47
2.3 ESTRUCTURA DE LA PLUMA ..................................................................................................49
2.3.1 MATERIALES UTILIZADOS ...............................................................................................51
2.3.1.1 ASTM .......................................................................................................................51
2.3.1.1.1 Norma ASTM A-588 ..........................................................................................52
2.3.1.1.2 Acero ASTM A-588 ............................................................................................52
2.3.1.1.3 Propiedades mecánicas del acero A588 ...........................................................53
2.3.2 SELECCIÓN DE PERNOS. ..................................................................................................53
2.3.2.1 Pernos en tensión ....................................................................................................54
2.3.2.2 Pernos en cortante ..................................................................................................55
2.3.2.3 Pernos en tensión y cortante ...................................................................................56
2.3.2.4 Aplastamiento .........................................................................................................57
2.3.2.5 Bloque de cortante ..................................................................................................57
2.3.2.6 Tipo de uniones empernadas ..................................................................................58
2.3.2.6.1 Uniones por aplastamiento ..............................................................................58
2.3.2.6.2 Uniones por deslizamiento crítico ....................................................................58
2.3.2.7 Ejemplo de diseños de uniones empernadas ..........................................................59
2.3.3 MODELADO DE LA PLUMA .............................................................................................61
ix
2.3.4 CREACIÓN DE PLANOS ....................................................................................................63
2.3.5 PROCESOS DE CORTE ......................................................................................................63
2.3.5.1 Optimización del material .......................................................................................63
2.3.5.1.1 Optimización de cortes rectos ..........................................................................64
2.3.5.1.2 Optimización de cortes en planchas .................................................................66
2.3.6 MARCADO DE PIEZAS .....................................................................................................68
2.3.7 LIBERACIÓN DIMENSIONAL DE LAS PIEZAS .....................................................................68
2.3.8 ARMADO DE LA ESTRUCTURA ........................................................................................69
2.3.9 LIBERACIÓN DIMENSIONAL de LA ESTRUCTURA ............................................................69
2.3.10 PROCESOS DE SOLDADURA ..........................................................................................69
2.3.10.1 Soldadura eléctrica con electrodo revestido SMAW .............................................71
2.3.10.1.1 Equipo.............................................................................................................71
2.3.10.1.2 Electrodo ........................................................................................................72
2.3.10.1.3 Tamaño y calor del electrodo .........................................................................74
2.3.10.1.4 Longitud de arco .............................................................................................74
2.3.10.1.5 Ángulo de electrodo .......................................................................................75
2.3.10.1.6 Manipulación del electrodo ............................................................................76
2.3.10.1.7 Posicionamiento del soldador y la placa .........................................................77
2.3.10.1.8 Juntas de la soldadura ....................................................................................78
2.3.10.2 Especificaciones del metal de aporte ....................................................................80
2.3.10.3 Especificación del procedimiento de soldadura (WELDING PROCEDURE
SPEDIFICATION) WPS ...........................................................................................................81
2.3.10.3.1 Dimensiones de la junta .................................................................................82
2.3.10.3.2 Metal base ......................................................................................................82
2.3.10.3.3 Metal de aporte ..............................................................................................82
2.3.10.3.4 Posición ..........................................................................................................83
2.3.10.3.5 Precalentamiento y Temperatura entre pases ............................................... 83
2.3.10.3.6 Tratamiento Térmico Post-soldadura .............................................................83
2.3.10.3.7 Gases ..............................................................................................................83
2.3.10.3.8 Variables .........................................................................................................83
2.3.11 LIMPIEZA ......................................................................................................................83
2.3.12 INSPECCIÓN DE SOLDADURA ........................................................................................84
2.3.12.1 Inspector de soldadura ..........................................................................................84
2.3.12.2 Ensayos no destructivos ........................................................................................85
2.3.13 RECUBRIMIENTO ..........................................................................................................85
x
2.3.13.1 Corrosión ...............................................................................................................86
2.3.13.1.1 Corrosión seca ................................................................................................86
2.3.13.1.2 Corrosión húmeda ..........................................................................................86
2.3.13.2 Sistemas de protección anticorrosiva ....................................................................87
2.3.13.3 Selección del sistema de pintura ...........................................................................88
2.3.13.3.1 Corrosión del medio ambiente .......................................................................88
2.3.13.3.2 Tipo de superficie a ser protegida ..................................................................89
2.3.13.3.3 Durabilidad requerida para un sistema de pintado ........................................90
2.3.13.3.4 Planificación del proceso de pintado ..............................................................90
2.3.13.4 Preparación de superficie ......................................................................................90
2.3.13.4.1 Sand blasting ..................................................................................................91
2.3.13.5 Selección de recubrimiento ...................................................................................92
Capítulo 3 .......................................................................................................................... 93
PROCESO DE DESMONTAJE ................................................................................................ 93
3.1 INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................93
3.2 HERRAMIENTAS.....................................................................................................................93
3.2.1 EQUIPO OXIACETILÉNICO DE CORTE...............................................................................94
3.2.2 AMOLADORAS. ...............................................................................................................95
3.2.3 SOLDADORA ...................................................................................................................96
3.2.4 TALADRO ........................................................................................................................96
3.3 SUMINISTRO ELÉCTRICO........................................................................................................97
3.4 SOPORTE Y TRASLADO DEL MATERIAL ..................................................................................98
3.5 ELEMENTOS DE SEGURIDAD ..................................................................................................98
3.6 ZONA DE PELIGRO .................................................................................................................99
3.7 DESMONTAJE ......................................................................................................................100
3.7.1 UBICACIÓN DE LA GRÚA BARCAZA SMITH RICE EN EL SITIO DE DESMONTAJE ............101
3.7.2 UBICACIÓN DE LA PLUMA ............................................................................................102
3.7.3 SUJECIÓN DE PLUMA ....................................................................................................102
3.7.4 INICIO DEL DESMONTAJE..............................................................................................103
3.7.5 DESMONTAJE DEL PENOL .............................................................................................104
3.7.6 MOVILIZACIÓN DEL PENOL ...........................................................................................104
3.7.7 SUJECIÓN DEL SEGUNDO Y TERCER CUERPO ................................................................104
3.7.8 DESMONTAJE DEL SEGUNDO Y TERCER CUERPO ......................................................... 105
3.7.9 MOVILIZACIÓN DE LOS CUERPOS .................................................................................106
3.7.10 SUJECIÓN DEL PRIMER CUERPO .................................................................................107
xi
3.7.11 DESMONTAJE DEL PRIMER CUERPO ...........................................................................107
3.7.12 LIMPIEZA ....................................................................................................................108
Capítulo 4 ........................................................................................................................ 109
PROCESO DE MONTAJE .................................................................................................... 109
4.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................109
4.2 HERRAMIENTAS...................................................................................................................109
4.3 ELEMENTOS DE SEGURIDAD ................................................................................................110
4.4 CONTROL DE CALIDAD .........................................................................................................112
4.5 EMBARQUE DE LAS PIEZAS AL LUGAR DEL MONTAJE.......................................................... 112
4.6 RECEPCIÓN Y MANEJO DE LA PLUMA EN OBRA ..................................................................113
4.7 PREPARACIÓN DE PIEZAS EN EL LUGAR DEL MONTAJE ....................................................... 114
4.8 MONTAJE.............................................................................................................................114
4.8.1 IZAJE Y UBICACIÓN DEL PRIMER CUERPO .....................................................................115
4.8.2 UBICACIÓN Y SOLDADURA DE LAS PLACAS...................................................................116
4.8.3 IZAJE Y UBICACIÓN DEL SEGUNDO CUERPO .................................................................117
4.8.4 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN ............................................................ 117
4.8.5 IZAJE Y UBICACIÓN DEL TERCER CUERPO .....................................................................118
4.8.6 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN ............................................................ 119
4.8.7 IZAJE Y UBICACIÓN DEL PENOL .....................................................................................120
4.8.8 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN ............................................................ 120
4.8.9 RETIRO DEL CONTRAPESO ............................................................................................122
4.9 INSPECCIÓN Y LIBERACIÓN ..................................................................................................122
4.10 PINTURA ............................................................................................................................123
4.11 ENTREGA DE LA PLUMA TERMINADA ................................................................................123
4.11.1 MANUAL DEL VENDEDOR (MDV) ................................................................................123
Capítulo 5 ........................................................................................................................ 124
SIMULACIÓN DE LA PLUMA .............................................................................................. 124
5.1 ANSYS 16.1 ..........................................................................................................................124
5.1.1 CARACTERÍSTICAS .........................................................................................................125
5.1.1.1 Integrado ...............................................................................................................125
5.1.1.2 Modular .................................................................................................................125
5.1.1.3 Extensible ..............................................................................................................125
5.1.2 DESVENTAJAS Y LIMITACIONES ....................................................................................125
5.1.3 INTERFAZ ......................................................................................................................126
5.1.3.1 Toolbox ..................................................................................................................126
xii
5.1.3.2 Project Schematic ..................................................................................................127
5.1.4 PRODUCTOS RELACIONADOS A ANSYS .........................................................................128
5.1.5 PROCESO DE REALIZACIÓN DE CÁLCULO ......................................................................129
5.1.5.1 Pre-proceso ...........................................................................................................129
5.1.5.2 Proceso ..................................................................................................................129
5.1.5.3 Post-proceso ..........................................................................................................129
5.2 SIMULACIÓN DE LA ESTRUCTURA .......................................................................................130
5.2.1 ENGINEERING DATA .....................................................................................................130
5.2.2 GEOMETRY ...................................................................................................................131
5.2.3 MODEL..........................................................................................................................133
5.2.4 SETUP ...........................................................................................................................134
5.2.5. SOLUTION ....................................................................................................................134
5.2.6 RESULTS ........................................................................................................................134
Capítulo 6 ........................................................................................................................ 138
COSTOS ........................................................................................................................... 138
6.1 CLASIFICACIÓN DE LOS COSTOS ..........................................................................................138
6.1.1 COSTOS SEGÚN LA FUNCIÓN ........................................................................................138
6.1.2 COSTOS SEGÚN LA ACTIVIDAD .....................................................................................138
6.1.3 COSTOS POR EL TIEMPO ...............................................................................................138
6.1.4 COSTOS POR EL TIEMPO DE CARGA DE INGRESOS .......................................................138
6.1.5 COSTOS SEGÚN EL GRADO DE CONTROL ......................................................................139
6.1.6 COSTOS SEGÚN EL COMPORTAMIENTO .......................................................................139
6.1.7 COSTOS SEGÚN LA TOMA DE DECISIONES ...................................................................139
6.1.8 COSTOS SEGÚN EL COSTO DE SACRIFICIO INCURRIDO .................................................139
6.1.9 COSTOS SEGÚN EL CAMBIO ORIGINADO POR EL AUMENTO O DISMINUCIÓN DE
ACTIVIDAD. ............................................................................................................................139
6.1.10 COSTOS CON RELACIÓN A LA DISMINUCIÓN DE ACTIVIDADES. .................................139
6.2 COSTOS DIRECTOS ...............................................................................................................140
6.2.1 COSTO DE MANO DE OBRA ..........................................................................................140
6.2.2 COSTO DE EQUIPOS ......................................................................................................140
6.2.3 COSTOS DE MATERIALES ..............................................................................................140
6.3 COSTOS INDIRECTOS ...........................................................................................................141
6.3.1 COSTOS ADMINISTRATIVOS Y FINANCIEROS ................................................................141
6.3.2 COSTOS POR IMPREVISTOS ..........................................................................................141
6.3.4 COSTOS DE TRANSPORTE .............................................................................................141
xiii
6.4 DETALLE DE COSTOS ............................................................................................................142
6.4.1 COSTOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y TOMA DE DATOS .............................................142
6.4.2 COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Y ENSAMBLAJE ................................................................143
6.4.3 DESMONTAJE DE LA PLUMA. ........................................................................................144
6.4.4 MONTAJE DE LA PLUMA ...............................................................................................145
6.4.5 COMPROBACIÓN FUNCIONAL Y DIMENSIONAL ...........................................................146
6.4.6 RECUBRIMIENTO DE LA PLUMA ...................................................................................147
6.4.7 COSTOS TOTALES ..........................................................................................................148
Capítulo 7 . ...................................................................................................................... 149
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................ 149
7.1 CONCLUSIONES ...................................................................................................................149
7.2 RECOMENDACIONES ...........................................................................................................150
BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................. 151
Capítulo 8 Project ............................................................................................................ 168
Contents ......................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Units ..........................................................................................................................................169
Model (A4) ................................................................................................................................169
Geometry ..............................................................................................................................169
Coordinate Systems ...............................................................................................................218
Remote Points .......................................................................................................................219
Connections...........................................................................................................................220
Mesh .....................................................................................................................................223
Named Selections ..................................................................................................................225
Static Structural (A5) .................................................................................................................225
Solution (A6)..........................................................................................................................230
Material Data ............................................................................................................................247
Structural Steel ......................................................................................................................247
xiv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Mecanismo de Izaje ..........................................................................................................3
Figura 1.2 Estructura de un cable ......................................................................................................4
Figura 1.3 Cercha Inglesa ..................................................................................................................5
Figura 1.4 Cercha Americana ............................................................................................................5
Figura 1.5 Viga doblemente apoyada ................................................................................................6
Figura 1.6 Partes de un gancho .........................................................................................................6
Figura 1.7 Representación de una polea ...........................................................................................7
Figura 1.8 Sistema de Polipasto ........................................................................................................8
Figura 1.9 Polipasto con eje común entre poleas del mismo tipo .....................................................8
Figura 1.10 Grúa Barcaza "Smith Rice" En el terminal marítimo del puerto de Balao, ciudad de
Esmeraldas ......................................................................................................................................11
Figura 1.11 Esquema de la grúa flotante .........................................................................................13
Figura 1.12 Ángulo de inclinación de la grúa flotante .....................................................................15
Figura 1.13 Dirección y velocidad del viento predominante en Esmeraldas ................................... 16
Figura 1.14 Aparejo de izaje ............................................................................................................17
Figura 1.15 Armadura de la pluma ..................................................................................................18
Figura 1.16 Arnés flotante o estribo................................................................................................18
Figura 1.17 Base o soporte ..............................................................................................................19
Figura 1.18 Cabina de operación de la grúa ....................................................................................19
Figura 1.19 Cojinete de giro ............................................................................................................20
Figura 1.20 Empalmes de la pluma .................................................................................................21
Figura 1.21 Mecanismo de giro de la superestructura ....................................................................22
Figura 1.22 Pivote de la pluma ........................................................................................................23
Figura 1.23 Pluma de la grúa ...........................................................................................................23
Figura 1.24 Puente o mástil de la grúa ............................................................................................24
Figura 1.25 Zona de la grua Barcaza Smith Rice ..............................................................................25
Figura 2.1 Pin pivote .......................................................................................................................28
Figura 2.2 Modelo de la pluma de la grúa .......................................................................................28
Figura 2.3 Modelo estático con 30 Tn a 22.8 m ..............................................................................29
Figura 2.4 Modelo estático con 12 Tn a 28.6 m. .............................................................................29
Figura 2.5 Pines de los pies de la Pluma ..........................................................................................30
Figura 2.6 Esquema de la acción de las fuerzas sobre el pin ...........................................................31
xv
Figura 2.7 Diagrama de cuerpo libre del pin ...................................................................................31
Figura 2.8 Tipos de rodamientos y cargas que soportan .................................................................33
Figura 2.9 Ajustes principales para rodamientos ............................................................................34
Figura 2.10 Diferencias entre carga circunferencial y carga puntual ..............................................35
Figura 2.11 Tolerancias según cargas para ejes ..............................................................................36
Figura 2.12 Tolerancias según cargas para alojamientos ................................................................36
Figura 2.13 Diagrama de cuerpo libre de la parte mnpq del pin .....................................................37
Figura 2.14 Esfuerzo cortante sobre el área trasversal mn .............................................................38
Figura 2.15 Procesos de fabricación del pin pivote .........................................................................40
Figura 2. 2.16 Polea que soporta 30 Tn ...........................................................................................41
Figura 2.17 Partes principales de una polea....................................................................................42
Figura 2.18 Tipos de polea por fabricación. ....................................................................................42
Figura 2.19 Modelos y variables de poleas de casquillos de bronce ...............................................44
Figura 2.20 Esquema de la acción de las fuerzas sobre la polea. ....................................................45
Figura 2.21 Tipos de garganta de polea ..........................................................................................46
Figura 2.22 Definición de variables .................................................................................................47
Figura 2.23 Esquema de la acción de las fuerzas sobre la polea .....................................................48
Figura 2.24 Procesos de Fabricación ...............................................................................................50
Figura 2.25 Uniones con pernos a) Corte simple b) Doble corte, zona 1 el vastago sin rosca, zona 2
vastagos con rosca en el plano de corte..........................................................................................55
Figura 2.26 Zona de tension ............................................................................................................58
Figura 2.27 Tekla Structure .............................................................................................................62
Figura 2.28 AutoCAD Advance Steel ...............................................................................................62
Figura 2.29 Datos del material a ser cortado ..................................................................................64
Figura 2.30 Datos de los cortes .......................................................................................................65
Figura 2.31 Resultados gráficos de los cortes a realizar ..................................................................65
Figura 2.32 Ingreso de los planos de las piezas ...............................................................................66
Figura 2.33 Dimensiones de la placa a cortar ..................................................................................67
Figura 2.34 Procesos a utilizar.........................................................................................................67
Figura 2.35 Salida a CNC..................................................................................................................68
Figura 2.36 Corte con plasma de plancha de 38 mm ......................................................................68
Figura 2.37 Clasificación de procedimientos de soldadura .............................................................70
Figura 2.38 Soldadura de arco eléctrico con electrodo revestido ...................................................71
Figura 2.39 Equipo de soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido ................................. 72
xvi
Figura 2.40 Electrodo revestido ......................................................................................................72
Figura 2.41 Nomenclatura de electrodos según la AWS .................................................................74
Figura 2.42 Longitud del arco a diferentes alturas ..........................................................................75
Figura 2.43 Ángulo y dirección del electrodo ..................................................................................76
Figura 2.44 Tejido de soldadura ......................................................................................................76
Figura 2.45 Patrones de tejido de la soldadura ...............................................................................77
Figura 2.46 Posiciones del soldador respecto a la placa .................................................................78
Figura 2.47 Juntas de piezas a ser soldadas ....................................................................................78
Figura 2.48 Junta a tope de bordes rectos ......................................................................................79
Figura 2.49 Junta a tope de bordes achaflanados en V ...................................................................79
Figura 2.50 Junta a tope de bordes achaflanados en X ...................................................................79
Figura 2. 2.51 Junta a solape soldada a ambos lados ......................................................................80
Figura 2.52 Juntas en T y en ángulo ................................................................................................80
Figura 2.53 Tipos de corrosion ........................................................................................................87
Figura 3.1 Herramientas Manuales .................................................................................................94
Figura 3.2 Equipo basico de oxiacetilenico......................................................................................95
Figura 3.3 Amoladora ......................................................................................................................96
Figura 3.4 Equipo soldador "SMAW" ..............................................................................................96
Figura 3.5 Taladro ...........................................................................................................................97
Figura 3.6 Generador Eléctrico........................................................................................................97
Figura 3.7 Grua movil Telescopica ..................................................................................................98
Figura 3.8 Elementos de Seguridad Industrial .................................................................................99
Figura 3.9 Cinta de peligro ............................................................................................................100
Figura 3.10 Zonas de la grúa barcaza "Smith Rice" .......................................................................100
Figura 3.11 Dirección de desmontaje ............................................................................................101
Figura 3.12 Movilización de Barcaza "Smith Rice" ........................................................................102
Figura 3.13 Posición extrema inferior de la pluma ........................................................................102
Figura 3.14 Pórtico móvil ..............................................................................................................103
Figura 3.15 Accesorios, ganchos, cables .......................................................................................103
Figura 3.16 Pluma sin el Penol ......................................................................................................104
Figura 3.17 Segundo y tercer cuerpo ............................................................................................105
Figura 3.18 Juntas empernadas ....................................................................................................106
Figura 3.19 Juntas soldadas ..........................................................................................................106
Figura 3.20 Primer cuerpo.............................................................................................................107
xvii
Figura 3.21 Eje móvil .....................................................................................................................108
Figura 4.1 Escuadra digital y nivel .................................................................................................110
Figura 4.2 Elementos de seguridad industrial ...............................................................................111
Figura 4.3 Inspección visual a los cordones de soldadura .............................................................112
Figura 4.4 Fajas de sujeción de carga ............................................................................................113
Figura 4.5 Izaje de carga ................................................................................................................114
Figura 4.6 Dirección de montaje ...................................................................................................115
Figura 4.7 Primer cuerpo sin placas ..............................................................................................116
Figura 4.8 Montaje placas de 27mm .............................................................................................117
Figura 4.9 Ubicación del segundo cuerpo sin piezas de unión ......................................................117
Figura 4.10 Unión del segundo cuerpo .........................................................................................118
Figura 4.11 Ubicación del tercer cuerpo sin piezas de unión ........................................................119
Figura 4.12 Unión del tercer cuerpo .............................................................................................120
Figura 4.13 Ubicación del tercer cuerpo sin piezas de unión ........................................................120
Figura 4.14 Unión del tercer cuerpo .............................................................................................121
Figura 4.15 Penol con poleas ........................................................................................................121
Figura 4.16 Pluma con gancho y cables .........................................................................................122
Figura 5.1 Programa de Simulación Ansys 16.1 .............................................................................124
Figura 5.2 Toolbox de Ansys 16.1 ..................................................................................................127
Figura 5.3 Esquema del proyecto de Ansys 16.1 ...........................................................................128
Figura 5.4 Plantilla Static Structural ..............................................................................................130
Figura 5.5 Célula de datos de Ingeniería .......................................................................................130
Figura 5.6 Esqueleto de la pluma de la estructura de la grúa .......................................................131
Figura 5.7 Creación de perfiles en L ..............................................................................................132
Figura 5.8 Definición de perfiles por cada zona correspondiente .................................................132
Figura 5.9 Elementos definidos por ANSYS 16.1 ...........................................................................133
Figura 5.10 Elementos alineados y continuos de la estructura .....................................................133
Figura 5.11 Mallado de la pluma ...................................................................................................134
Figura 5.12 Zona crìtica de esfuerzos ............................................................................................135
Figura 5.13 Momento máximo de la estructura............................................................................136
Figura 5.14 Diagrama de momento de del elemento crítico ......................................................... 136
xviii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 Norma ASME referente a grúas _____________________________________________ 9
Tabla 1.2 Norma ISO referente a grúas ______________________________________________ 10
Tabla 1.3 Carga máxima del sistema de izaje principal de la grúa barcaza "Smith Rice" _______ 14
Tabla 1.4 Presion del viento para gruas en servicio ____________________________________ 17
Tabla 1.5 Pesos de la grúa por zonas ________________________________________________ 26
Tabla 2.1 Resultados de la fuerza___________________________________________________ 29
Tabla 2.2 Rodamiento NU326E. ____________________________________________________ 33
Tabla 2.3 Tolerancias para eje y alojamiento _________________________________________ 37
Tabla 2.4 Propiedades mecánicas del acero AISI 1018 __________________________________ 40
Tabla 2.5 Relación de peso entre diferentes tipos de poleas. ____________________________ 43
Tabla 2.6 Dimensiones de polea con casquillo de bronce. _______________________________ 44
Tabla 2.7 Definiciones de perfil de garganta. _________________________________________ 47
Tabla 2.8 Composición química del acero ASTM A588 __________________________________ 52
Tabla 2.9 Propiedades mecánicas del acero ASTM A588 ________________________________ 53
Tabla 2.10 Resistencia de diseño de sujetadores a la tensión ____________________________ 54
Tabla 2.11 Resistencia de diseño de sujetadoresa cortante ______________________________ 56
Tabla 2.12 Esfuerzo limite a tension, para sujetadores en conexiones tipo aplastamiento cuando
hay tension y cortante combinados, MPa ____________________________________________ 56
Tabla 2.13 Minima tension que debe aplicarse a pernos de alta resistencia _________________ 59
Tabla 2.14 Resistencia a la tension de los pernos de uso corriente , kN ___________________ 60
Tabla 2.15 Resistencia al corte de los pernos de uso corriente ___________________________ 61
Tabla 6.1 Costos de análisis estructural y toma de datos _______________________________ 142
Tabla 6.2 Costos de construcción y montaje _________________________________________ 143
Tabla 6.3 Desmontaje de elementos estructurales de la pluma de la grúa _________________ 144
Tabla 6.4 Costo de montaje de la pluma ____________________________________________ 145
Tabla 6.5 Costos de comprobación funcional y dimensional ____________________________ 146
Tabla 6.6 Costos de recubrimiento de la pluma de la grúa ______________________________ 147
Tabla 6.7 Cronograma valorado de actividades ______________________________________ 148
xix
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO 1.- ESPECIFICACIONES DE LA GRÚA BARCAZA _________________________________ 152
ANEXO 2.- LISTA DE MATERIALES__________________________________________________155
ANEXO 3.- RODAMIENTOS CILÍNDRICOS FAG________________________________________156
ANEXO 4.- POLEAS NORMALIZADAS_______________________________________________ 157
ANEXO 5.- NORMAS DIN 15061___________________________________________________ 158
ANEXO 6.- PLANOS DE CONJUNTO Y DE PARTES_____________________________________ 159
ANEXO 7.- OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE CORTE___________________________________160
ANEXO 8.- ESPECIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA ______________________ 161
ANEXO 9.- GUÍA DE REMISIÓN DE TRANSPORTE _____________________________________ 162
ANEXO10.- MANUAL DE SEGURIDAD DE SOLDADURA_________________________________163
ANEXO 11.- REPORTE DE LA SIMULACIÓN EN ANSYS 16.1______________________________165
xx
RESUMEN
Este proyecto consta de un capítulo introductorio donde se detallan los conceptos
básicos y fundamentales que rigen un sistema de izaje, los elementos
constitutivos de una grúa, con sus respectivas clasificaciones y variantes, las
normas que son aplicables tanto para las grúas como para los elementos que la
constituyen. Además, se incluye toda la información concerniente a la grúa
barcaza Smith Rice.
En el segundo capítulo se detalla el análisis de las partes constitutivas de la grúa,
los materiales utilizados y los procesos de fabricación utilizados para la
construcción de la estructura de la grúa (pluma), comenzando por el modelado de
las partes, los procesos de corte, de marcado de piezas, de soldaduras, de
inspección, las juntas utilizadas y el recubrimiento utilizado.
En el tercer capítulo se detallan los procesos y las herramientas utilizadas en el
desmontaje, incluyendo los protocolos de seguridad a seguir.
El capítulo cuarto se detalla el montaje, la grúa armada y de todos los
componentes extras de la grúa.
En el capítulo quinto se realiza la simulación de los elementos constitutivos de la
pluma de la grúa con el fin de evaluar su estabilidad.
En el capítulo sexto se especifican los costos por procesos y el costo total del
proyecto.
xxi
PRESENTACIÓN
La explotación del petróleo en el Ecuador es una de las actividades que generan
un valor considerable de ingresos para la economía del país, sin embargo, ese
valor a decaído en lo últimos tiempos. Este proceso de explotación incluye el
transporte del crudo desde el lugar de extracción hasta los buques designados
para la exportación, este manejo del crudo es realizado por Petroecuador en
conjunto con Oleoducto, dicha actividad esencial de exportación requiere
maquinaria especial que opere en la zona costera y en ciertos casos en mar
abierto. La grúa barcaza Smith Rice es una de las máquinas que juega un rol
importante.
El puerto marítimo de Balao ubicado en la ciudad de Esmeraldas es el punto final
donde llega el crudo antes de su exportación, es aquí donde se realiza la carga de
los oleoductos ecuatorianos mediante las monoboyas de carga del oleoducto. La
grúa barcaza Smith Rice interviene en los procesos de mantenimiento a todo el
sistema de la monoboya, tanto en la parte superficial como en la parte que se
encuentra debajo del nivel del mar entre 11 y 28 metros de profundidad, y de todo
el sistema de tubería bajo mar.
Los años de vida de la grúa y el ambiente en que se desempaña son las
principales causas de una estructura al borde del colapso debido a perdida de
resistencia y a la corrosión de la pluma. Este proyecto tiene la finalidad de
establecer los procesos de fabricación de todas las partes que constituyen la
pluma de la grúa, además el proceso de desmontaje y montaje, alargando unos
cuantos años el uso de la grúa.
1
CAPÍTULO 1
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 INTRODUCCIÓN
Con el pasar del tiempo el hombre fue adquiriendo más experiencias y
conocimientos del mundo que lo rodeaba, su capacidad de diseño y construcción
fue mejorando, por eso se vio en la necesidad de construir un elemento que le
permitiera mover elementos de gran volumen y peso, la grúa fue una de los
primeros elementos de izaje utilizados por el hombre.
Con el desarrollo de la tecnología durante el pasar de los años esta máquina ha
ido mejorándose y perfeccionándose cada vez más, teniéndose maquinarias con
nuevos sistemas y nuevos materiales.
En el presente capítulo se explicará acerca de las generalidades referentes a la
grúa, así como: definiciones, elementos principales, principios de funcionamiento,
tipos y normas referentes a las grúas.
1.2 DEFINICIONES
1.2.1 GRÚA
Una grúa es un mecanismo que se emplea generalmente para elevar máquinas o
materiales de gran tamaño, se conoce como un mecanismo de elevación
equipado con cadenas o cables, una bobinadora (también llamado un tambor de
cuerda de alambre), y las poleas.
Una
grúa
se
utiliza
para
transportar
materiales
tanto
vertical
como
horizontalmente. Uno o más máquinas simples son utilizados por la grúa para
crear ventaja mecánica, generando mayor capacidad individual de manera que se
pueda mover la carga sin ningún problema. (ZIBO YICHI International Trading
Co., Ltd, 2010)
2
1.3 CLASIFICACIÓN DE GRÚAS
Existe una gran cantidad de grúas para diferentes tipos de aplicaciones, en
ambientes específicos y con cargas máximas establecidas, es por eso que se
pueden agrupar a las grúas por diferentes criterios.
1.3.1 SEGÚN SU FORMA DE MONTAJE
-
De montaje por elementos
-
De montaje automatizado (rápido y sin utilización de aparato auxiliar)
1.3.2 SEGÚN SU FORMA DE ORIENTACIÓN
-
Orientables en alto
-
Orientables abajo
1.3.3 SEGÚN LA INCLINACIÓN DE LA PLUMA
-
Pluma horizontal
-
Pluma izable o inclinable
1.3.4 SEGÚN SU INSTALACIÓN EN LA OBRA
-
Trasladables
-
Fijas
-
Trepadoras (Angel, 2006)
1.3.5 PARA APLICACIONES ESPECIALES
-
STS (ShiptoShore)
-
RTG (Rubber Tyred Gantry)
-
VLG (Vessel Lift Gantry)
3
1.4 PRINCIPIOS MECÁNICOS
1.4.1 EL MECANISMO BÁSICO DE ELEVACIÓN
La figura 1.1 muestra un dispositivo de elevación con una carga unida al bloque
de abajo y el bloque a su vez con el apoyo de dos cuerdas, o partes de la línea,
suspendido del bloque superior. Por tanto, cada cuerda tiene que llevar a la mitad
del peso de la carga; esto le da al sistema una ventaja mecánica de 2. Si hubiera
recibido la carga el apoyo de cinco cuerdas, la ventaja mecánica habría sido de
cinco.
La ventaja mecánica se rige por el número de cuerdas que en realidad soporta a
la carga. A medida que se añaden partes de línea, la fuerza necesaria para subir
bajar la carga disminuye, y la carga la velocidad de movimiento disminuye
también.
Figura 1.1 Mecanismo de Izaje
Fuente: (Lawrence & Jay, 2011)
Los bloques contienen poleas, o haces, de modo que la cuerda está en una pieza
continua
desde
el
extremo
unido
al
bloque
superior
al
tambor
de
enrollamiento. Esto permite distribuir a la fuerza uniforme en todas las partes de la
cuerda en un sistema estático. Cuando la distancia entre los bloques superior e
inferior es grande, es necesario incluir el peso de las partes de la línea. La carga
4
en la cuerda también es equivalente a la fuerza que se debe generar en el tambor
de arrollamiento con el fin de sostener la carga.
Los efectos de la fricción entran en juego tan pronto como el sistema se ajusta en
movimiento. Las pérdidas por fricción se producen en los cojinetes del eje de la
polea, y en el propio cable de acero, donde las pérdidas de cuerda resultan
cuando los hilos individuales rocen entre sí durante el paso sobre la polea. Estas
pérdidas inducen pequeñas diferencias en la carga entre cada segmento de la
cuerda (es decir, cada sección de la cuerda de la polea de la polea).
La tensión en la cuerda en el tambor de arrollamiento es diferente cuando la carga
se eleva y cuando se baja. Las pérdidas por fricción son responsables de esta
diferencia (Lawrence & Jay, 2011)
1.5 ELEMENTOS PRINCIPALES DE UNA GRÚA
1.5.1 CABLES
En el sistema de la grúa se utiliza de preferencia los cables metálicos. Los cables
metálicos son elementos constituidos por alambres agrupados y que forman
cordones, estos se enrollan a la vez en un alma, constituyendo así un conjunto
capaz de resistir esfuerzos de tracción y tensión.
Figura 1.2 Estructura de un cable
Fuente: (Lawrence & Jay, 2011)
5
1.5.2 CERCHAS
Las cerchas son un tipo de estructura que se forma por la unión de elementos
rectos que trabajan esencialmente a esfuerzos axiales para formar una geometría
adecuada, de manera que sea estable a cargas aplicadas en los nudos en que se
unen. Son muy versátiles ya que su peso es reducido y soportan cargas
transversales (Jaramillo, 2004).
1.5.2.1 Clasificación de cerchas
1.5.2.1.1 Cercha inglesa
La principal característica es la triangulación en la que los montantes son
verticales, las diagonales son inclinadas de tal forma que su punto más alto se
halle del lado de la cumbrera. El tirante es horizontal o recogido.
Figura 1.3 Cercha Inglesa
Fuente: (Metálico, 2011)
1.5.2.1.2 Cercha americana
Este tipo de cerchas tienen una configuración diferente con respecto a las
inglesas, en las cuales es el punto más bajo el que está más cercano a la
cumbrera (Gustin, 1980, pág. 160).
Figura 1.4 Cercha Americana
Fuente: (Metálico, 2011)
6
1.5.3 VIGAS
Las vigas son elementos estructurales, generalmente barras prismáticas que
ofrecen gran resistencia a la flexión, originadas por cargas aplicadas, estas
cargas se aplican de manera perpendicular sobre el eje de las barras.
Figura 1.5 Viga doblemente apoyada
Fuente: (Cabrera, 2011)
1.6 ELEMENTOS MECÁNICOS GENERALES DE UNA GRÚA
1.6.1 GANCHO
Es un elemento mecánico que permite el acoplamiento entre el sistema de izaje y
la carga. Las formas, dimensiones y el material están en función del trabajo que
van a realizar, los mismos se encuentran en normas preestablecidas. La sección
del gancho generalmente es trapezoidal o rectangular, excepto en la zona del
pico, donde siempre es redonda (Estrucplan, 2006).
Figura 1.6 Partes de un gancho
Fuente: (Estrucplan, 2006)
7
1.6.2 POLEA
Es un elemento que constituye un sistema de elevación, el objetivo es modificar la
dirección del cable o a su vez cumplir la función de acoplamiento entre aparato y
carga como un componente de aparejo. Existen de diferentes materiales, tales
como: acero y en plástico, dependiendo de la función a cumplir se escoge un
determinado tipo de material (Microlog, s.f.).
Figura 1.7 Representación de una polea
Fuente: (Microlog, s.f.)
1.6.3. POLIPASTO
Es un sistema interconectado de poleas fijas y móviles que utilizan una cuerda
para el levantamiento de objetos, la ventaja de este tipo de elementos es una
ganancia mecánica del sistema pero a la vez disminuyendo su desplazamiento.
La polea fija permite direccionar la fuerza de aplicación para elevar los objetos, la
polea móvil es la encargada de conceder ganancia mecánica, y la cuerda tiene la
función de transmitir las fuerzas entre los elementos y debe poseer las
características necesarias para el sistema de potencia empleado.
La ganancia depende de la configuración de las poleas fijas y móviles del sistema
8
Figura 1.8 Sistema de Polipasto
Fuente: (Xaviarnau, 2013)
Sin embargo, una de las principales desventajas que se presenta en este tipo de
sistema es el desplazamiento deficiente entre la primera polea móvil y fija, es por
eso que se coloca tanto las poleas fijas como las móviles en ejes comunes
(Cejarosu, 2005).
Figura 1.9 Polipasto con eje común entre poleas del mismo tipo
Fuente: (Xaviarnau, 2013)
9
1.7 NORMAS DE REFERENCIA
Existen un sin número de normas que se pueden aplicar a las grúas, entre ellas
tenemos las siguientes (Lawrence & Jay, 2011, págs. 629-631).
Tabla 1.1 Norma ASME referente a grúas
ASME
NORMA
EQUIPO
B30.2
Puente Grúa de Trolley y viga desplazada
B30.3
Torres Grúa
B30.4
Grúas de pedestal
B30.5
Grúas móviles
B30.8
Grúas y brazos flotantes
B30.10 Ganchos
B30.18 Puente grúa apiladora
B30.20 Accesorios de Izaje debajo del gancho
B30.22 Grúas de brazo articulado
B30.25 Manipulación de Chatarra y Materiales
Fuente: (Lawrence & Jay, 2011, pág. 629)
10
Tabla 1.2 Norma ISO referente a grúas
ISO
NORMA
EQUIPO
4301-1 Grúas y aparatos de elevación
4302
Grúas- evaluación de cargas de viento
4304
Distintas grúas móviles y flotantes-Requerimientos generales de estabilidad
8686-1 Grúas- Diseño para cargas principales y cargas combinadas
9927-1 Grúas- Inspecciones
10972-1 Grúas- Requerimientos para mecanismos
10973
Grúas- Manual de piezas de repuesto
13202
Grúas- Medición de parámetros de velocidad y tiempo
Fuente: (Lawrence & Jay, 2011, pág. 631)
1.8 GRÚA BARCAZA SMITH RICE
La grúa barcaza “Smith Rice” consiste en una grúa flotante colocada en una barca
grande, y es utilizada por la Gerencia de Oleoducto de la empresa de petróleo
Petroecuador en maniobras de mantenimiento y reparaciones de los equipos del
oleoducto marítimo del llenado del crudo a embarcaciones que exportan el mismo,
instalados mar adentro entre los 11 y 18 metros de profundidad.
Se encuentra ubicada en las costas del puerto marítimo de la provincia de
Esmeraldas, realizando las operaciones de forma programada semanalmente o
en casos de emergencias para cambios de cualquier pieza o en caso de
presentarse cualquier eventualidad. Por el propio hecho de ser una barcaza su
movilización es realizada por tres embarcaciones, las cuales se conectan dos en
la parte frontal mediante cuerdas y nudos especiales y una en la parte posterior
de forma directa.
Entre las principales funciones que desempeña la grúa barcaza se pueden citar
las siguientes:
·
Cambio y reparación de mangueras
·
Control de derrames de crudo en el mar
·
Movilización de remolcadores y embarcaciones rápidas
11
·
Maniobras de simulacro de eventualidades
·
Mantenimiento de monoboyas
·
Transporte de equipos y materiales mar adentro.
Figura 1.10 Grúa Barcaza "Smith Rice" En el terminal marítimo del puerto de
Balao, ciudad de Esmeraldas
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
1.8.1 DEFINICIONES GENERALES
1.8.1.1 Ángulo de la pluma
Es el ángulo que se forma entre la pluma y la horizontal en un plano vertical a la
línea de tierra, dicho de otra manera consiste en la apertura entre el eje
longitudinal de la base de la pluma y el nivel de la barcaza. Según los datos
recogidos de trabajadores, la grúa puede operar en un rango de 10º y 80º.
1.8.1.2 Carga estática
Es la carga que es capaz de ser levantada por la grúa sin que exista algún tipo de
movimiento relativo entre la grúa y la carga antes del izaje.
12
1.8.1.3 Carga lateral
Es la carga aplicada a la grúa y que forma un ángulo con el plano vertical de
referencia, un ejemplo práctico es la carga de viento, la cual siempre actúa de
forma lateral a la pluma.
1.8.1.4 Carga nominal
Es la carga máxima que puede levantar la grúa y para la cual es diseñada,
generalmente este dato viene de fábrica detallada en la placa de especificaciones
de la misma.
1.8.1.5 Coeficiente dinámico
Es un factor que se utiliza para obtener la carga de diseño, este factor depende
de varios factores como: el levantamiento de la carga de servicio, las
aceleraciones y desaceleraciones en el movimiento de elevación
1.8.1.6 Cable de acero
Es un elemento flexible, usualmente compuesto por un corazón (multifilar),
alrededor del cual se enredan helicoidalmente con un cierto número de cables
unifilares
1.8.1.7 Componente crítico
Es el elemento que puede incurrir en una falla estructural de la grúa, ya sea por
una sobrecarga o por condiciones inseguras de funcionamiento.
1.8.2 DEFINICIONES ESPECÍFICAS
1.8.2.1 Grúa flotante
Según la ASME la define como “una superestructura giratoria, con una planta de
potencia y una pluma montada sobre una barcaza, su función es el manejo de
cargas a diferentes radios.”
13
Figura 1.11 Esquema de la grúa flotante
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
La norma que se aplica para este tipo de grúas es la norma ASME B30.8 (Grúas y
torres flotantes), donde se detalla toda la información concerniente al
mantenimiento, pruebas necesarias a realizar para establecer su operatividad,
construcción e instalación, la operación y seguridad que se deben de tener en
cuenta antes, durante y después de realizar las operaciones con la grúa.
1.8.2.2 Bases
La tasa de carga de una grúa depende directamente de su capacidad estructural,
la capacidad del cable, la capacidad del levantamiento y de la estabilidad de la
barcaza o plataforma a la cual la grúa está montada.
1.8.2.3 Carga permitida
Es la carga a la que se somete la pluma de la grúa en función de las condiciones
de trabajo, son datos que vienen directamente de fábrica o pueden determinarse
por un profesional calificado, estos valores dependen de la desviación del ángulo
entre la vertical y el nivel del mar según sea la instalación.
La grúa barcaza Smith Rice esta provista de dos sistemas de izaje de carga de 12
[Tn] llamado secundario y otro de 30[Tn] llamado principal, el mismo que sufre
una variabilidad de su capacidad en función del ángulo de operación.
14
Tabla 1.3 Carga máxima del sistema de izaje principal de la grúa barcaza
"Smith Rice"
Radio
[m]
22,8
22,45
21,42
19,74
17,46
14,65
11,4
7,79
3,95
Ángulo
[grados]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Carga Máxima
[Tn]
11,58
12,64
13,98
15,32
16,89
18,2
21,08
25,12
30,15
Fuente: Propia
1.8.2.4 Registro de cargas
Es una tabla que incluye letras y figuras de cada grúa reparada, esta debe ser
visible para el operador mientras opera la grúa desde la torre de control, dicho
registro debe contener los siguientes datos.
·
El rango de cargas permitidas con sus respectivos radios de operación.
·
La condición de desviación del ángulo en el cual el cuadro de tasas de
carga está basado.
·
Todas las precauciones y recomendaciones a seguir para evitar cualquier
peligro, las limitaciones del equipo, los procedimientos de operación,
factores de estabilidad, condiciones climáticas, toda esta información debe
ser mostrada en el cuadro de cargo o en el manual de operación.
1.8.2.5 Parte estructural
·
Debe ser capaz de resistir la carga establecida en todos los componentes
bajo condiciones normales de operación cuando las cargas instaladas no
excedan las recomendadas por el fabricante. Los esfuerzos creados por
aquellas cargas no deben exceder las limitaciones especificadas en el
código y normas que gobiernan el diseño de grúas.
15
·
Las barcazas deben ser capaces de resistir la operación de cargas
impuestas bajo condiciones especificadas por el fabricante de la grúa. Los
esfuerzos creados por esas cargas no deben exceder las limitaciones
especificadas en el código o norma que gobierna el diseño de barcazas.
·
Las soldaduras de la parte estructural deben cumplir lo citado por la AWS y
establecido en ANSI/AWS D1.1 o ANSI/AWS D14.3 como aplicable.
1.8.2.6 Operación de la grúa
El sistema de izaje es un sistema complejo que consta de la grúa montada sobre
la barcaza, y que debe realizarse por una persona calificada para determinar la
desviación del ángulo de la barcaza, de manera que la ejecución de la misma no
exceda los siguientes casos.
Figura 1.12 Ángulo de inclinación de la grúa flotante
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
·
Grúas de 25 Tn de capacidad o menos, la desviación máxima debe ser de
5 grados.
·
Para grúas sobre las 25 Tn, la desviación máxima permitida debe ser de 7
grados; sin embargo 5 grados es lo recomendado por la norma ASME B
30.8
16
1.8.3 CARGAS
Es importante determinar las cargas a las que estará sometida la grúa en parada
y en condiciones de trabajo, determinando las condiciones críticas de manera que
se pueda diseñar la grúa para cualquier caso eventual, de manera que esta no
falle.
1.8.3.1 Cargas de Viento
La carga de viento influye en el diseño de la estructura, ya que influye en la
capacidad de carga de la grúa, cuando se presenta una carga excesiva de viento
se convierte en un limitante en la maniobrabilidad y estabilidad de la grúa, por ello
a mayor carga de viento es mayor la probabilidad que falle la misma.
Para el cálculo de la carga de viento se puede utilizar la siguiente fórmula:
= !"
Dónde:
F: Carga de viento expresada en N
q: Presión ejercida por el viento sobre la superficie de la grúa expresada en N/m2
A: Área lateral de la grúa que soporta la fuerza del viento expresado en m2
En el caso particular estudiado se puede utilizar una presión de viento de
500N/m2, este valor se especifica en la norma ASME B30.8. Sin embargo este
valor resulta despreciable en comparación con la carga de operación.
Figura 1.13 Dirección y velocidad del viento predominante en Esmeraldas
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
17
Tabla 1.4 Presion del viento para gruas en servicio
Presión de viento Velocidad del viento
Tipo de aplicación
en servicio
en servicio
[N/m^2]
[N/m^2]
125
14
250
20
500
28
Cargas protegidas contra el
viento o diseñadas para uso
exclusivo en viento suave
Todas las grúas normales
instaladas en campos abiertos
con vientos moderados
Aplicaciones con trabajo
continuo en vientos fuertes
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
1.8.4 ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA GRÚA BARCAZA SMITH RICE
1.8.4.1 Aparejo de izaje
Consiste en un dispositivo compuesto por un gancho principal y un polipasto, que
es encargado de elevar la carga a la altura requerida.
Figura 1.14 Aparejo de izaje
Fuente: Propia
18
1.8.4.2 Armadura de la pluma
Son todos los miembros de la armazón estructural de perfil en “L” que soportan la
pluma tipo celosía.
Figura 1.15 Armadura de la pluma
Fuente: Propia
1.8.4.3 Arnés flotante o estribo
Es un marco equipado con poleas y conectado a la pluma por cables fijos llamado
generalmente pendientes
Figura 1.16 Arnés flotante o estribo
Fuente: Propia
19
1.8.4.4 Base
Es la parte donde se asienta toda la parte de mando y maquinaria que controla la
grúa.
Figura 1.17 Base o soporte
Fuente: Propia
1.8.4.5 Cabina de operación
Es el lugar donde se encuentran los controles necesarios para operar la grúa,
este lugar es destinado únicamente para un operador calificado.
Figura 1.18 Cabina de operación de la grúa
Fuente: Propia
20
1.8.4.6 Cable de izaje de la pluma
Es un cable de acero que está conectado al sistema de izaje y a los tambores y
permiten cambiar el posicionamiento de la pluma a diferentes ángulos.
1.8.4.7 Cojinete de giro
Es un cojinete que puede soportar cargas radiales, axiales y momentos,
encargado de direccionar la posición de la grúa.
Figura 1.19 Cojinete de giro
Fuente: Propia
1.8.4.8 Contrapeso
El contrapeso es una de las partes más importantes del sistema de la grúa, ya
que ayuda a equilibrar el peso de la carga, de esta manera se reduce el esfuerzo
realizado por el motor, ya que llevaría solo una parte del peso y el de la carga,
este va situado de manera general en la parte trasera de la superestructura
(Romero, 2014).
En este proyecto se considerará el contrapeso es de 55 Tn.
1.8.4.9 Eje de rotación
Es el eje vertical respecto al cual gira la superestructura de la grúa.
21
1.8.4.10 Embrague
Es una parte del sistema de potencia, que permite realizar la transmisión de
potencia según las exigencias de trabajo.
1.8.4.11 Empalmes de la pluma de la grúa
Son las conexiones que permiten unir las diferentes secciones de la grúa de
manera que sea continua, además sirve de refuerzo entre las partes enlazadas.
Figura 1.20 Empalmes de la pluma
Fuente: Propia
1.8.4.12 Gancho auxiliar
Es un gancho dispuesto libremente, que ayuda a la sujeción del objeto a izar, es
maniobrable por el operador ya que no presenta demasiada rigidez al momento
de moverlo, una vez ya sujetado con la carga funciona igual que el sistema
principal.
1.8.4.13 Mecanismo de giro
Consiste de una rueda dentada de gran diámetro, con engranes en la parte
interna y externa, que permite el acople entre las partes, permitiendo así el
movimiento rotacional de la superestructura
22
Figura 1.21 Mecanismo de giro de la superestructura
Fuente: Propia
1.8.4.14 Mecanismo de izaje de la carga
El mecanismo de izaje de carga consiste en un motor de combustión interna, así
como de un motor eléctrico, son los encargados de dotar de potencia al sistema,
cada uno de ellos se conecta a su respectivo sistema de transmisión.
1.8.4.15 Mecanismo de izaje de la pluma
El mecanismo de izaje es el encargado de controlar el ángulo de la pluma así
como la rotación respecto al eje vertical, los dispositivos que se relacionan de
manera directa con el sistema de izaje de la pluma son los tambores y el cable de
acero.
1.8.4.16 Pivote de la pluma
Es el pin de la pluma, donde la pluma rota respecto a la superestructura.
23
Figura 1.22 Pivote de la pluma
Fuente: Propia
1.8.4.17 Pluma
Es la estructura principal tipo celosía, que gira respecto a un eje dispuesto en la
base, cambiando de esa manera su altura de elevación, su ángulo y su radio.
Figura 1.23 Pluma de la grúa
Fuente: Propia
24
1.8.4.18 Puente o mástil
El puente o mástil es un bastidor que se extiende por encima de la
superestructura en la cual pasan los cables soporte de la pluma.
Figura 1.24 Puente o mástil de la grúa
Fuente: Propia
1.8.5 ZONAS DE LA GRÚA BARCAZA “SMITH RICE”
Todo el sistema de la grúa barcaza Smith Rice es un sistema complejo
conjuntamente interrelacionado e interconectado, para ello se ha dividido a toda la
grúa en 5 zonas con el fin de detallar cada una de forma más profunda, para
realizar un estudio específico en cada zona se implementará un código en las
mismas, de manera que sean rápidamente identificables.
Se especifican los pesos de cada grupo de elementos, los mismos que se
calculan multiplicando la longitud de cada elemento por el área de cada perfil,
además tomando en cuenta la densidad del material, las áreas de cada perfil se
especifica en el manual de la AISC, las cuales se adjuntan en el anexo 2.
1.8.5.1 Puente
Los elementos que forman parte del puente presentan un buen estado, es por eso
que se conservará esta estructura.
25
1.8.5.2 Primer Cuerpo – E1
El primer cuerpo constituye la parte más robusta de la pluma, tiene mayor longitud
en comparación del segundo cuerpo y tercer cuerpo, ocupa una mayor área, lo
perfiles son más largos y con mayor área, en esta parte se incluye parte inicial
donde se encuentra el refuerzo y donde pivotea la pluma.
1.8.5.3 Segundo Cuerpo – E2
El segundo cuerpo, va a continuación del primero, y esta interconectado entre el
primer cuerpo y tercer cuerpo, es una transición entre ambas partes, y es donde
se acoplan las partes con juntas empernadas.
1.8.5.4. Tercer Cuerpo – E3
El tercer cuerpo es la antepenúltima parte de la pluma, y es la que sostiene al
penol.
1.8.5.5 Penol – P
El penol es la parte extrema de la grúa, aquí se disponen los ganchos que
permitirán el levantamiento de la carga, en esta parte se conectan también los
cables del sistema de izaje
Figura 1.25 Zona de la grua Barcaza Smith Rice
Fuente: Propia
26
Tabla 1.5 Pesos de la grúa por zonas
Peso
Zona
Aproximado
[Kg]
Primer cuerpo
3201,9
Segundo cuerpo
993,2
Tercer cuerpo
1218,9
Penol
1888,9
TOTAL
Fuente: Propia
7302,9
27
CAPÍTULO 2
PROCESOS DE FABRICACIÓN
Los procesos de fabricación consisten en todas las operaciones realizadas dentro
de las fábricas para transformar la materia prima en un producto terminado o
elaborado, que sea apto para desempeñar funciones específicas en un sistema
determinado. Para obtener el producto final completamente elaborado es
necesario realizar una o más operaciones que se deben planificar de forma
ordenada y anticipada, con el fin de ahorrar tiempo y dinero al momento de
ejecutar un proyecto.
Normalmente la fabricación de estructuras metálicas se las realiza en plantas que
cuentan con instalaciones y equipos adecuados, que permitan la cómoda y fácil
aplicación de los procesos para así garantizar la mayor confianza en el proceso.
El personal que interviene en la fabricación de estructuras metálicas debe estar
sometido a constante vigilancia, capacitación y evaluación de desempeño para
garantizar una buena calidad de trabajo.
Gracias a los grandes avances de la tecnología, se han desarrollado maquinas,
equipos y programas de computadora que nos permite garantizar, que el
adecuado uso de estos nos dé como resultado un producto de muy alta calidad.
Para la fabricación de la Pluma de la Barcaza Smith Rice se divide el análisis de
la estructura en: la pluma tipo celosía, pin y poleas.
28
2.1 PIN PIVOTE
Se analiza a que esfuerzos está sometido el pin de conexión para posteriormente
comprobar que el material recomendado por los distribuidores soporte dichos
esfuerzos.
Figura 2.1 Pin pivote
Fuente: Propia
El estudio del pin se va a basar en el análisis estático del sistema estructural
realizado en la tesis anterior (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007), en la cual
se calculan las diferentes fuerzas que actúan sobre el pin.
Figura 2.2 Modelo de la pluma de la grúa
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
Dependiendo de la carga que se va a utilizar, la grúa opera de dos formas
diferentes.
29
Cuando la capacidad máxima es de 30 Tn a 22.8 m.
Figura 2.3 Modelo estático con 30 Tn a 22.8 m
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
Cuando la capacidad máxima es de 12 Tn a 28.6 m.
Figura 2.4 Modelo estático con 12 Tn a 28.6 m.
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
Tabla 2.1 Resultados de la fuerza
0°
V2 [Tn]
H2 [Tn]
R2 [Tn]
30 Tn a 22.8 m
2.26
105.8
105.82
12 Tn a 28.6 m
-0.79
60.09
60.1
Fuente: (Recalde Benitez & Paredes Tobar, 2007)
De acuerdo con el análisis realizado en la tesis de Repotenciación de la grúa
Smith Rice, la posición en la que la grúa está sometida a mayor esfuerzo es
cuando se encuentra a 0° con una carga de 30 Tn.
30
Para el análisis tenemos que utilizar las mayores fuerzas que actúan sobre los
pasadores, V2 y H2 o su resultante R2
#$ = 105.82 [&'] = 1037.74 [()]
Como se tiene que la grúa se apoya sobre dos pies, que contiene cada uno un
pin, entonces la fuerza resultante R2 se divide para 2.
*=
#$
= 52.91 [&'] = 518.87 [kN]
2
Figura 2.5 Pines de los pies de la Pluma
Fuente: Propia
Cada pie de la pluma se apoya en dos partes del pin, por lo que la fuerza P se
divide para dos.
*
= 26.455 [&'] = 259.435 [kN]
2
31
Figura 2.6 Esquema de la acción de las fuerzas sobre el pin
Fuente: Propia
Figura 2.7 Diagrama de cuerpo libre del pin
Fuente: Propia
Para la distribución de los esfuerzos de carga se supone que se encuentra
distribuido uniformemente. Con base a esta hipótesis se puede calcular un
esfuerzo de carga promedio entre el pin y las placas.
+, =
Donde:
,
",
Ecuación 2.1
32
+, .- Esfuerzo de carga promedio
, .-
Fuerza total de carga
", .- Área proyectada sobre la cual actúa la fuerza. Es un rectángulo cuya altura
es el espesor de las placas y el ancho es el espesor del pin.
2.1.1 ESFUERZO ENTRE EL PIN Y LA PLACA 1
Se va a analizar una de las dos placas 1. Por lo cual la fuerza a utilizar es la mitad
de la fuerza P, el espesor de la placa medida es de 27 mm y el diámetro del pin
de 130 mm, estas medidas son tomadas de la pluma actual.
+- =
259.435 ()
27// : 130//
+- = 73.91 [;*<]
2.1.2 ESFUERZO ENTRE EL PIN Y LA PLACA 2
En busca de un mejor rendimiento de la grúa y para evitar el desgaste del material
por rozamiento directo es recomendable el uso de diferentes instrumentos que
ayuden a mejorar la movilidad. Para esta junta se utilizara rodamientos.
Por el uso de rodamientos el contacto entre la placa 2 y el pin no es directo. El
contacto real es entre el pin y el rodamiento.
Para la selección de un rodamiento se debe tomar en consideración los factores
de influencia. Luego según el requerimiento se elige el tipo, la dimensión y el
tamaño de los rodamientos.
El rodamiento va colocado en la parte central que conecta al pin con la placa 2 y
está sometido a la fuerza P como se puede ver en la fig. 2.5.
* = 52.91 [&'] = 518.87 [kN]
2.1.2.1 Selección del tipo de rodamiento
El rodamiento va a estar sometido principalmente a la carga radial P se debe
escoger un rodamiento que soporte esta carga.
33
Para este análisis se utiliza las dimensiones de la pluma actual. El diámetro del
pin que es de 130 mm y la fuerza que soporta es P.
Figura 2.8 Tipos de rodamientos y cargas que soportan
Fuente: (FAG, 2000)
La mejor opción es los rodamientos de rodillos cilíndricos NU.
Se utiliza un rodamiento de rodillos cilíndricos NU que soporte como mínimo la
carga estática P, que tenga el diámetro interior de 130 mm y que entre en un
ancho de placa de 90 mm.
Utilizando los datos anteriores, se encuentra en el catálogo de rodamientos
cilíndricos de FAG en el ANEXO 3, la mejor opción es un rodamiento NU326E.
Tabla 2.2 Rodamiento NU326E
Diámetro interior
Diámetro exterior
Ancho
Carga estática
130mm
230mm
64mm
735kN
Fuente: (FAG, 2000)
34
2.1.2.2 Diseño de las partes adyacentes al rodamiento
Para el diseño de las partes adyacentes se debe seguir los siguientes criterios:
·
Los aros de los rodamientos deben asentarse bien a lo largo de toda su
periferia para aprovechar totalmente la capacidad de carga.
·
Debido a la variación longitudinal del eje y alojamiento producido por la
dilatación térmica causado por el uso excesivo, uno de los aros del
rodamiento debe adaptarse a estas variaciones. Aunque para los
rodamientos cilíndricos NU este desplazamiento tiene lugar dentro del
rodamiento.
Los principales ajustes para los ejes y alojamientos se presentan a continuación.
Figura 2.9 Ajustes principales para rodamientos
Fuente: (FAG, 2000)
Para poder escoger que tipo de ajuste es el más adecuado para el eje y el
alojamiento se tiene que saber a qué tipo de carga está sometido tanto el aro
interior como el aro exterior.
35
Figura 2.10 Diferencias entre carga circunferencial y carga puntual
Fuente: (FAG, 2000)
La pluma está diseñada para moverse con el eje, consecuentemente el aro
interior gira en sentido de la carga mientras que el aro exterior permanece inmóvil.
Debido a esto el aro interior está sometido a carga puntual mientras que el aro
exterior está sometido a carga circunferencial.
A continuación se verá recomendaciones de tolerancia para ejes y alojamientos
dependiendo de la carga que soporta.
36
Figura 2.11 Tolerancias según cargas para ejes
Fuente: (FAG, 2000)
Figura 2.12 Tolerancias según cargas para alojamientos
Fuente: (FAG, 2000)
37
Tabla 2.3 Tolerancias para eje y alojamiento
Tolerancia
Eje
g5
Alojamiento
P7
Fuente: (FAG, 2000)
Para este análisis de esfuerzo se utiliza el diámetro del pin que es de 130mm, la
fuerza que soporta y el ancho del rodamiento.
+- =
518.87 ()
64// : 130//
+- = 65.97 [;*<]
2.1.3 ESFUERZO CORTANTE
Por la acción de la fuerza P las placas tienden a cortar o cizallar el pin, y los
esfuerzos cortantes resisten esta tendencia.
Figura 2.13 Diagrama de cuerpo libre de la parte mnpq del pin
Fuente: Propia
En el diagrama de cuerpo libre de la parte mnpq se obtiene que sobre la
superficie del corte del pin actúan fuerzas de corte V. Debido a estas fuerzas V el
pin se encuentra a doble cortante.
38
Las fuerzas cortantes V son el resultado de los esfuerzos cortantes distribuidos
sobre el área transversal del pin.
>=
* 52.91
=
2
2
> = 26.455 [&'] = 259.435 [kN]
El esfuerzo cortante es la fuerza cortante sobre el área de la sección trasversal en
la que actúa dicha fuerza.
?=
>
"
Ecuación 2.2
Donde:
?: Esfuerzo cortante
V: Fuerza total de corte
A: Área de la sección transversal sobre la cual actúa la fuerza V.
Figura 2.14 Esfuerzo cortante sobre el área trasversal mn
Fuente: Propia
?=
>
259.435 ()
=
$
@(130//)$
@A
4
4
? = 19.547 [;*<]
Para la mayoría de los aceros el esfuerzo de fluencia en cortante es 0.5 a 0.7
veces el esfuerzo de fluencia en tensión.
? = 0.5 +
19.547 [;*<] = 0.5 +
39
+ = 39.094 [;*<]
El esfuerzo admisible a la tensión a la que trabaja el pin es de 39.094 [MPa]
cuando la grúa se encuentra con la mayor carga.
Para garantizar que el pin no falle se utiliza un factor de seguridad que varía
desde un valor un poco mayor a 1.0 hasta 10. El factor de seguridad es la relación
entre el esfuerzo de fluencia del material y el esfuerzo admisible. Utilizamos el
acero más común en el mercado para el cálculo del factor de seguridad.
'=
+D
>1
+EFG
Ecuación 2.3
Donde:
': Factor de seguridad.
+D : Esfuerzo de fluencia del material.
+EFG : Esfuerzo de fluencia Admisible
El acero que se recomienda para ejes o pines es el acero de transmisión AISI
1018 que tiene un esfuerzo de fluencia de 235 Mpa (Tabla 2.4).
'=
235
>1
39.094
' = 6.01 > 1
'≈6
Tenemos un factor de seguridad de 6, que es bien justificado tomando en cuenta
varios factores como: la junta es principal y soporta toda la pluma, probabilidad de
sobrecarga accidental, variabilidad en la calidad del acero de construcción, y la
más importante es que está sometido a un medio ambiente agresivo en donde el
material reduce sus dimensiones debido a corrosión u otros efectos causados por
el ambiente húmedo y salino.
Se ha comprobado que el acero recomendado a utilizar para el pin es un AISI
1018 que tiene las siguientes propiedades.
40
Tabla 2.4 Propiedades mecánicas del acero AISI 1018
AISI 1018
Esfuerzo de
Esfuerzo ltimo a
fluencia
la tracción
[235 MPa]
[450 MPa]
Dureza
60 HRC
Fuente: (DIPAC, 2014)
2.1.4 PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL PIN
Figura 2.15 Procesos de fabricación del pin pivote
Fuente: Propia
2.1.4.1 Refrentado y centrado
Se debe centrar el eje antes de realizar el Refrentado que también es conocido
como fronteado y es la operación mediante la cual se mecaniza el extremo del
eje, en el plano perpendicular al eje de giro.
Para esta operación se recomienda colocar la herramienta en un ángulo de 60°
aproximadamente respecto al porta herramientas.
2.1.4.2 Cilindrado
Operación en la cual se reduce el diámetro del eje. La diferencia entre el
cilindrado de desbaste y de semi-acabado es la velocidad de avance de la
41
herramienta con la que se trabaja, siendo la de desbaste la que avanza a mayor
velocidad.
Para el cilindrado es necesario que la herramienta forme un ángulo de 90°
respecto al carro transversal. Este carro se desplaza en paralelo a la pieza.
2.1.4.3 Biselado
El bisel es la eliminación de los bordes o esquinas que se lo realiza con un corte
inclinado u oblicuo, para dar un efecto de suavización de las esquinas.
2.1.4.1 Rectificado
Esta operación de mecanizado se la lleva a cabo con una herramienta abrasiva
llamada Muela en la maquina rectificadora. Es mayormente utilizada en la etapa
final de fabricación, para mejorar la tolerancia dimensional y el acabado
superficial.
2.2 POLEAS
El análisis se realiza a la polea que soporta la mayor carga que es de 30Tn.
Figura 2. 2.16 Polea que soporta 30 Tn
Fuente: Propia
La polea cumple el objetivo de cambiar la dirección de la fuerza soportada por el
cable. Existen dos tipos de poleas las de radios o las de alma central. Sus partes
principales se muestran en la siguiente figura.
42
Figura 2.17 Partes principales de una polea
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
En la actualidad las poleas de acero pueden realizarse partiendo de: fundiciones,
aceros soldados, aceros laminados.
Figura 2.18 Tipos de polea por fabricación.
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
Las poleas de fundición son las más fáciles de fabricar, se las realiza en un solo
molde y por lo general las poleas de menor diámetro tienen alma llena y las de
43
mayor diámetro tienen entre cuatro y seis radios, la desventaja es que no resisten
bien el desgaste.
En el proceso de fabricación de las poleas soldadas, los radios son pletinas o
varillas y en caso de existir alma esta se compone de una o dos placa, que se
encuentran en función de los esfuerzos existentes. La llanta es un angular o
pletina perfilada y plegada en forma semicircular. El cubo se lo realiza por
operaciones de torneado.
Para el proceso de fabricación de poleas laminadas es necesario una maquinaria
especial. Se la realiza con una placa de forma circular que es trabajada en frio o
en caliente en su línea exterior hasta conformar el perfil de garganta de la polea.
El cubo se lo realiza igualmente que en la polea soldada y se la une por medio de
soldadura.
Las poleas fundidas no tienen mucha resistencia al desgaste, y en caso de
servicio duro se debe utilizar poleas de acero moldeado, cuyo valor en muy
elevado. En la actualidad se emplean con mayor frecuencia las poleas soldadas
que son menos pesadas, de menos costo que las de acero moldeado. La ligereza
de las poleas soldadas es ventajoso en las plumas de las grúas.
A continuación se muestra una tabla que refleja la diferencia de peso entre las
poleas de fundición y las construidas mediante soldadura.
Tabla 2.5 Relación de peso entre diferentes tipos de poleas
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
Uno de los principales requisitos para una polea en una grúa es que no tenga
mucho peso por lo que la mejor opción es la polea soldada.
44
2.2.1 CALCULO DE UNA POLEA SOLDADA
El acoplamiento entre polea y eje se lo realiza mediante casquillos de bronce o
rodamientos. Por facilidad de diseño la mejor opción es la polea con casquillos de
bronce.
Figura 2.19 Modelos y variables de poleas de casquillos de bronce
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
De los datos tomados de la polea actual de la pluma Smith Rice se tiene que el
diámetro primitivo de la polea es de 600mm. Nos aproximamos a la polea más
cercana que se encuentra en la tabla del Anexo 4, donde los datos de las
dimensiones principales son.
Tabla 2.6 Dimensiones de polea con casquillo de bronce.
D1
Ø de cable
r
d2
b
d3
d4
d5
l1
Peso en Kg
630
29
16
710
70
110
125
165
160
65
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
45
La polea seleccionada para la fabricación es el modelo B, en el cual los radios son
pletinas de acero.
Desarrollando el cubo de la polea se calcula que se puede dejar ocho radios a 45°
de separación con una sección rectangular de 60mm x 30mm.
Figura 2.20 Esquema de la acción de las fuerzas sobre la polea.
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
Cada radio está solicitado a compresión por una fuerza P. Realizando los
respectivos cálculos, la resultante de la componente radial P es:
* = 2J sin
K
2
* = 2(30) sin
45
2
* = 22.96 [&'] = 225.16 [()]
La tensión en los brazos será:
+=
Donde:
A.- Sección del brazo
2J sin
"
K
2L
Ecuación 2.4
46
w.- Factor de pandeo. 0.5
+=
225.16 [()]
∗ 0.5
1800 //$
+ = 62.5 [MPa]
Se utilizará el acero ASTM A 588 que por sus propiedades de resistencia al
desgaste y gran resistencia a esfuerzos. En el análisis de la estructura de la
pluma se amplía las propiedades de este acero.
2.2.1.1 Garganta
El material de la garganta de la polea es un factor determinante para el tiempo de
vida del cable. Por lo cual a veces, con el fin de aumentar el tiempo de vida del
cable, se forra la garganta de la polea con otro material, por ejemplo aluminio,
goma, plástico o grasa para evitar el desgaste.
Figura 2.21 Tipos de garganta de polea
Fuente: (Miravete, Larrodé, Castejón, & Cuartero, 1998)
Según la norma DIN 15020 se toma en cuenta en la construcción una desviación
máxima admisible del cable con respecto al sentido de la garganta de 4°.
47
Figura 2.22 Definición de variables
Fuente: (DIN, 1977)
En la norma DIN 15061 Anexo 5, se definen los perfiles de garganta. La opción
tomada es un perfil laminado y soldado a tope.
Tabla 2.7 Definiciones de perfil de garganta
m
r1
16
Precisión
H
i
+0.8
40
59
Diámetro nominal
del cable d1
8
110
Fuente: (DIN, 1977)
Se utilizara un acero ASTM A588 para la garganta y los radios de la polea a ser
fabricada. El cubo será de un eje de acero AISI 1018.
2.2.2 SELECCIÓN DEL MATERIAL DEL EJE QUE SOSTIENE LA POLEA
Para escoger el material adecuado para el eje que sostiene la polea se analiza a
que esfuerzos está sometido el eje. Para lo cual se va a suponer que el cable
realiza una fuerza puntual sobre la polea.
48
Figura 2.23 Esquema de la acción de las fuerzas sobre la polea
Fuente: Propia
Se realiza las sumatorias de fuerza tanto para el eje X como para el eje Y.
∑
∑
D
R
=
=
D
R
− 30 cos(18.5) = 0
R
= 28.39 [&']
+ 30 sen(18.5) − 30 = 0
D
= 20.49 [&']
#=U
$
R
+
$
D
# = 35 [&'] = 343.23 [()]
Por la acción de la fuerza R las placas tienden a cortar o cizallar el eje, y los
esfuerzos cortantes resisten esta tendencia.
El eje se encuentra a doble cortante debido a la fuerza V esto se puede ver en la
figura 2.7 en donde el diagrama es el mismo aplicada la fuerza R.
>=
* 225.16
=
2
2
> = 171.615 [kN]
Para el cálculo del esfuerzo se utiliza la ecuación 2.2.
49
?=
>
171.615 ()
=
$
@(110//)$
@A
4
4
? = 18.1 [;*<]
Se sabe que en los aceros estructurales el esfuerzo de fluencia en cortante es 0.5
a 0.6 veces el esfuerzo de fluencia en tensión.
? = 0.5 +
18.1 [;*<] = 0.5 +
+ = 36.2 [;*<]
El esfuerzo admisible a la tensión a la que trabaja el eje es de 36.2 [MPa] cuando
la grúa se encuentra con la mayor carga.
Para garantizar que el eje no falle se utiliza un factor de seguridad que varía
desde un valor un poco mayor a 1.0 hasta 10.
El acero que se recomienda para ejes o pines es el acero de transmisión AISI
1018 que tiene un esfuerzo de fluencia de 235 MPa.
'=
235
>1
36.2
' = 6.5 > 1
'≈7
El acero a utilizar para el eje que sostiene la polea es un acero de transmisión
AISI 1018.
2.3 ESTRUCTURA DE LA PLUMA
Para la fabricación de la estructura de la Pluma se sigue las siguientes
operaciones: Determinación de materiales a utilizar, Modelado de la Pluma,
Creación de los planos, Procesos de corte, Marcado de pieza, Liberación
dimensional de cada pieza, Armado de la estructura, Liberación dimensional de
las estructuras, Soldadura, Pre-Montaje de las estructuras, Limpieza, Inspección
de las soldaduras, Pintado.
50
Figura 2.24 Procesos de Fabricación
Fuente: Propia
51
2.3.1 MATERIALES UTILIZADOS
El material más utilizado en la construcción de la pluma de la grúa es el acero
ASTM A-36, debido a sus buenas propiedades de tensión y bajos costos, además
por su excelente soldabilidad y su buena tenacidad.
Sin embargo comparando las propiedades del acero ASTM A-36 con el acero
ASTM A-588 el segundo presenta mejores propiedades de resistencia a la
fluencia y a la rotura, además está considerado entre las aplicaciones específicas
para usarlo en ambientes libres y salubres.
Se tienen diferentes elementos elaborados de fábrica como ganchos, poleas,
polipastos, cables, pernos, tuercas, cadenas, entre otros que tienen sus
especificaciones de fábrica, y semielaborados o materia prima como perfiles,
placas, entre otros.
En este trabajo se detallarán los procesos de fabricación concernientes a la
conversión de la materia prima con respecto a la obtención de la pluma de la
grúa.
2.3.1.1 ASTM
La ASTM o Sociedad Americana de Ensayos y Materiales en español, es la
institución que se encarga de normalizar las especificaciones de aceros usados
en diseños específicos, teniéndose una extensión para los remaches, tornillos de
alta resistencia, conectores de cortante para sistemas de piso compuestos aceroconcreto, metales de aportación y fundentes para soldadura.
La ASTM toma el término de “acero estructural” para referirse a todos los
elementos que forman parte de la estructura, y que son indispensables para el
soporte de las cargas de diseño.
Los aceros estructurales laminados en caliente, se producen en forma de placas,
barras y perfiles de diversas formas, las normas aprobadas por la ASTM para
placas y perfiles laminados en caliente son: A36, A529, A572, A242, A588, A709,
A514, A852, A913 Y A992.
52
2.3.1.1.1 Norma ASTM A-588
Es una norma que se aplica a perfiles estructurales de aceros laminados en
caliente que están disponibles en el mercado. Entre sus principales características
tiene un esfuerzo a la fluencia de 50 [ksi] y un esfuerzo mínimo a la ruptura en
tensión de 70 [ksi], tiene buena soldabilidad.
En sus inicios fue creado para la fabricación de estructuras remachadas,
atornilladas y soldadas, pero con el pasar de los años fue evolucionando e
innovándose, de manera que las conexiones soldadas reemplazaron a las
remachadas (Ahmsa, 2013).
2.3.1.1.2 Acero ASTM A-588
Este tipo de aceros se utiliza en la fabricación de puentes y edificios en los que la
disminución del peso o mayor durabilidad son importantes. La resistencia a la
corrosión atmosférica de este acero en la mayoría de los ambientes es
sustancialmente mejor que la de los aceros al carbono estructurales con o sin
adición de cobre. Cuando es debidamente expuesto a la atmósfera, este acero es
adecuado para muchas aplicaciones.
Tabla 2.8 Composición química del acero ASTM A588
Composición química del acero A588
Grado A
Grado B
Grado C
Grado K
0,19
0,2
0,15
0,17
0,18-1,25
0,75-1,35
0,80-1,35
0,50-1,20
Fósforo máx
0,04
0,04
0,04
0,04
Azufre máx
0,05
0,05
0,05
0,05
0,30-0,65
0,15-0,50
0,15-0,40
0,25-0,50
0,4
0,5
0,25-0,50
0,4
0,40-0,65
0,40-0,70
0,30-0,50
0,40-0,70
----
----
----
0,1
Cobre
0,25-0,40
0,20-0,40
0,20-0,50
0,30-0,50
Vanadio
0,02-0,10
0,01-0,10
0,01-0,10
----
Columbio
----
----
----
0,005-0,05
Carbono máx
Manganeso máx
Silicio
Níquel máx
Cromo
Molibdeno máx
Fuente: (ASTM, 2016)
53
Para cada reducción de 0,01% por debajo del máximo especificado de carbono,
un aumento del 0,06% de manganeso por encima de la cantidad máxima prevista
será permitido hasta el máximo de 1,35%.
2.3.1.1.3 Propiedades mecánicas del acero A588
Tabla 2.9 Propiedades mecánicas del acero ASTM A588
Para espesores
Para espesores
Para espesores
inferiores a 4"
entre 4" y 5"
sobre 8"
70000 psi
67000 psi
63000 psi
[485 Mpa]
[460 Mpa]
[435 Mpa]
50000 psi
46000 psi
42000 psi
[345 Mpa]
[315 Mpa]
[290 Mpa]
Elongación en 8"
18% min
----
----
Elongación en 2"
21% min
21% min
21% min
Resistencia a la tracción
Min. Punto de fluencia
Fuente: (ASTM, 2016)
Presentan una alta soldabilidad, los procesos más usados son los menos
costosos, ya que se adaptan a cualquier tipo de soldadura, se tiene el SMAW
(Shielded metal arc welding) soldadura por arco metálico protegido, el GMAW
(Gas metal arc welding) soldadura con arco metálico y gas y la soldadura
oxiacetilénica.
2.3.2 SELECCIÓN DE PERNOS.
Las uniones empernadas son de manera general las más económicas en
comparación a las uniones soldadas. Los pernos son elementos compuestos por
un vástago roscado en parte de su longitud, para recibir una tuerca.
El montaje de estructuras por medio de tornillos es un proceso que además de ser
muy rápido requiere mano de obra menos especializada que cuando se trabaja
con soldadura. Se realizan a menudo a través de ángulos de conexión o placas
que se deforman debido a las cargas de transferencia, haciendo más flexible la
estructura completa.
Según la ASTM los pernos utilizados se encuentran en una de estas tres
calidades: A307, A325 y A490, siendo el A307 los más usados, estos
54
normalmente no se aprietan con un torque especificado, simplemente se aprietan
hasta sentir una resistencia alta al giro. Por otra parte los pernos A325 y A490 son
de alta resistencia y estos son apretados con una carga igual al 70% de la carga
de falla
2.3.2.1 Pernos en tensión
De acuerdo a la NSR-98 un perno en tensión tiene una resistencia de diseño:
& = V ∗ #W = V ∗
W
∗ ",
Ecuación 2.5
Dónde:
V= factor de resistencia, igual a 0,75.
W =resistencia
nominal a la tensión (Tablas) Mpa.
", = área nominal del vástago sin roscas, mm2.
El área crítica por la que se transmite la carga del perno a la tuerca, es menor que
el área nominal del vástago debido a la rosca, de tal manera se ve disminuida el
área, la tensión no se calcula en la raíz de la rosca. Para compensar esta
reducción de áreas se fija un valor de esfuerzo de diseño menor que el de falla
real, con esta compensación la ecuación anterior es confiable.
Tabla 2.10 Resistencia de diseño de sujetadores a la tensión
Fuente: (Valencia, 2006)
55
2.3.2.2 Pernos en cortante
De acuerdo con las NSR-98, un perno solicitado por fuerza cortante tiene una
resistencia de diseño:
& = V ∗ #W = V ∗
W
∗ ",
Ecuación 2.6
Dónde:
V= factor de resistencia, igual a 0,75.
W =resistencia
nominal a la tensión (Tablas) Mpa.
", = área nominal del vástago sin roscas, mm2.
El área ", puede considerarse como el área del vástago si no hay roscas en el
plano de corte, o el área efectiva donde hay roscas, si el plano de corte pasa por
estas, sin embargo, para efectos de diseño las NRS-98 proponen usar el área
nominal del vástago sin roscas, y para compensarlo, si existe rosca en el área de
corte, el esfuerzo de diseño especificado es menor que el aceptado si en el plano
de corte no hay roscas, se toman los valores especificados en la Tabla.
Figura 2.25 Uniones con pernos a) Corte simple b) Doble corte, zona 1 el
vastago sin rosca, zona 2 vastagos con rosca en el plano de corte
Fuente: (Valencia, 2006)
56
Tabla 2.11 Resistencia de diseño de sujetadoresa cortante
Fuente: (Valencia, 2006)
2.3.2.3 Pernos en tensión y cortante
Cuando las uniones son por aplastamiento, los pernos estén sometidos a tensión
y cortante, los esfuerzos reales resultan una combinación de aquellos calculados
por el círculo de Mohr, con las ecuaciones de Von Misses, o un procedimiento
alternativo, no deben superar la resistencia del material.
Cabe recalcar que siempre es necesario comprobar que el esfuerzo cortante no
superen los valores establecidos. Las ecuaciones utilizadas son el resultado de
varias simplificaciones de curvas halladas con métodos especiales para la
determinación de los esfuerzos reales del material.
Tabla 2.12 Esfuerzo limite a tension, para sujetadores en conexiones tipo
aplastamiento cuando hay tension y cortante combinados, MPa
Fuente: (Valencia, 2006)
57
2.3.2.4 Aplastamiento
La resistencia al aplastamiento es función del material que se conecta, el tipo de
agujero y el espaciamiento y la distancia a los bordes; es independiente del tipo
de perno y la presencia o ausencia de la rosca en el área de aplastamiento
(Valencia, 2006, pág. 41).
Para agujeros estándar, agujeros de ranura corta o larga perpendicular a la línea
de fuerza, agujeros agrandados en conexiones críticas a deslizamiento cuando la
línea de fuerza es paralela al eje del agujero:
Cuando la deformación alrededor de los agujeros de los pernos es una
consideración de diseño:
Rn = 2.4 d t Fu
2.3.2.5 Bloque de cortante
Es la zona de conexión del miembro, definida por un plano de falla a cortante y
uno transversal a tensión (Valencia, 2006, pág. 44).
Si la zona en tensión tiene una resistencia última mayor que la zona en cortante,
es decir, si,
X
∙ "WZ ≥ 0.6
X
∙ "W^ :
∅#W = ∅ ∙ (0.6
D
∙ "b^ +
X
∙ "WZ )
Si la zona en tensión tiene una resistencia última menor que la zona en cortante,
es decir, si,
X
∙ "WZ < 0.6
X
∙ "W^ :
∅#W = ∅ ∙ (0.6
X
∙ "W^ +
Dónde:
∅ = 0.75
"b^ = <fg< hfjl< mpqrtrl<A< upf tpflg, //$
"bZ = <fg< hfjl< mpqrtrl<A< upf lg'mrp', //$
"W^ = <fg< 'gl< mpqrtrl<A< upf tpflg, //$
"WZ = <fg< 'gl< mpqrtrl<A< upf lg'mrp', //$
D
∙ "bZ )
58
Figura 2.26 Zona de tension
Fuente: (Granados, 2010)
La falla ocurre cuando la mayor fuerza alcanza la resistencia de ruptura, la fuerza
menor puede provocar fluencia o ruptura.
2.3.2.6 Tipo de uniones empernadas
2.3.2.6.1 Uniones por aplastamiento
Son aquellas en las cuales los pernos no son apretados con torques
especificados, es decir, aunque halla cierta fricción entre los elementos unidos, se
desprecia, y la superficie en contacto con los miembros puede deslizare
mutuamente, al producirse ese desplazamiento, las caras de los pernos y los de
los huecos entran en contacto generándose aplastamiento y fuerzas cortantes en
la sección transversal de los pernos.
2.3.2.6.2 Uniones por deslizamiento crítico
Cuando se utiliza pernos de alta resistencia apretados con el torque especificado,
se desarrolla una fricción entre la superficie de los elementos unidos la cual
permite trasmitir las cargas, la hipótesis en la que se basa este tipo de diseño de
juntas, es que las cargas de servicio, es decir, sin ser afectados por los
coeficientes de carga, deben ser transmitidas por la fricción sin que se presente
deslizamiento,
sin
embargo,
para
cargas
mayores,
puede
presentarse
deslizamiento, en tal caso los pernos entran a trabajar a aplastamiento y a
cortante (Valencia, 2006, págs. 45, 46).
59
Tabla 2.13 Mínima tension que debe aplicarse a pernos de alta resistencia
Fuente: (Valencia, 2006)
La tensión de los pernos se induce mediante el apriete de las tuercas.
2.3.2.7 Ejemplo de diseños de uniones empernadas
Calcular la resistencia de diseño a la tensión de los pernos de diámetros usuales
comprendidos entre 3/8 y 1pg, de calidades A307, A 325 y A 490.
-
El área nominal de la sección transversal es " = @(A/2)$ .
-
De acuerdo con las NRS- 98, los esfuerzos de diseño son:
Pernos A307
∅
W
= 0.75 × 310 = 232;*<
Pernos A325
∅
W
= 0.75 × 620 = 465;*<
Pernos A490
∅
W
= 0.75 × 780 = 585;*<
60
Tabla 2.14 Resistencia a la tension de los pernos de uso corriente
Fuente: (Valencia, 2006)
Para un perno de ½ pg A325, por ejemplo, la resistencia de diseño será:
∅&W = " ∙ ∅
W
= 127 × 465 = 59,065) = 59.1().
Determinar la resistencia de diseño cortante de los pernos de diámetros usuales
comprendidos entre 3/8 y 1 pg, de calidades A307, A325-N, A325-X, A490-N y
A490-X, trabajando a) a corte simple, b) a corte doble.
Las letras que rematan la referencia del perno, se refieren a:
N: Pernos con roscas en el plano del corte
X: Pernos sin roscas en el plano del corte
La resistencia del diseño es: ∅>W , tp' ∅ = 0.75, x >W = " ∙
nominal del perno y
W
W
siendo A, el área
el esfuerzo resistente. Por ejemplo, para un perno de 1/2pg
A325-N, la resistencia a corte simple será:
∅>W = ∅ ∙ " ∙
W
= 0.75 × 127 × 330 = 31,433) = 31.4 ().
A corte doble, ∅>W = 2 × 31.4 = 62.8 ()
61
Tabla 2.15 Resistencia al corte de los pernos de uso corriente
Fuente: (Valencia, 2006)
En primer lugar se comprueba que resiste el cortante solo en que ∅>W =
121() valor mayor que 70, cumple
El esfuerzo cortante será
^
De acuerdo con la tensión,
Z
= 70 ×
Z
-,yyy
z{{
= 180;*<
= 807 − 1,5|^ ≤ 620, luego:
= 807 − 1.5 × 180 = 537 Menor que 620, luego
Z
= 537;*<.
∅&W = 0.75 × 537 × 388 = 156,267 ) = 156 ()
2.3.3 MODELADO DE LA PLUMA
Para los procesos de fabricación de modelos que contienen una cantidad
considerable de piezas individuales es necesario hacer un modelado en un
programa especializado en 3D, esto sirve para tener una visión más realista ya
que se puede ver que volumen ocupa cada pieza y si se encuentran bien
distribuidas para que en el momento del montaje no se choquen las piezas.
En la industria se utiliza programas que facilitan el proceso de fabricación y
montaje de estructuras tales como Tekla Structures o Autocad Advance Steel en
los cuales se realiza el modelado en 3D en donde se debe especificar el material
a utilizar, las dimensiones, la soldadura, el recubrimiento del material y otros
parámetros necesarios para la fabricación de la estructura.
62
Figura 2.27 Tekla Structure
Fuente: (Propia)
Figura 2.28 AutoCAD Advance Steel
Fuente: Propia)
63
2.3.4 CREACIÓN DE PLANOS
Los planos de parte contienen todas las cotas necesarias para la fabricación sin
excepción y con un estilo de cota que varía según la máquina que se vaya a
utilizar. Cada plano debe tener su respectivo código, con el cual se marcará cada
pieza para su posterior armado.
En los planos de conjunto se muestra todas las piezas que están unidas con
soldadura, las cotas generales y la disposición de cada pieza según su código.
Todos los planos de conjunto y de parte se adjuntan en el Anexo 6.
2.3.5 PROCESOS DE CORTE
El corte es un proceso mecánico mediante el cual se desprende material de forma
continua o discontinua de un objeto físico, utilizando una herramienta de corte que
aplica una fuerza direccionada de forma aguda, para obtener una mayor cantidad
de porciones de menores dimensiones.
Existen varias herramientas utilizadas en el proceso de corte, las mismas varían
según el campo de aplicación, estas pueden ser: cuchillos, sierras, bisturí, entre
otros. El principio de corte parte del hecho que un material lo suficientemente
agudo o con la suficiente dureza puede cortar a otro con características inferiores,
los líquidos son un ejemplo claro de esta premisa, ya que con la suficiente presión
pueden cortar varios objetos de grandes espesores.
Los procesos más usados en la industria metalmecánica son: corte por oxicorte y
corte por plasma, estos procesos difieren del tipo de material a cortar, del espesor
a cortar, de la disponibilidad de la maquinaria, de los costos y en algunos casos
del acabado superficial de corte.
2.3.5.1 Optimización del material
La optimización del material en la industria es uno de los procesos con mayor
importancia en la fabricación de estructuras metálicas, debido a que con este
proceso se garantiza el menor desperdicio de material.
64
2.3.5.1.1 Optimización de cortes rectos
Para la optimización de perfiles, pletinas o planchas largas donde los cortes se
realizaran a lo largo de la longitud del material se utiliza el programa
CUTMASTER 2D PRO.
Los primeros datos a introducir en el programa cutmaster son la longitud el ancho
y la cantidad del material a ser cortado. La cantidad de material a ser cortado es
un estimado, normalmente por defecto el programa nos recomienda un numero de
99 piezas a ser cortadas.
Figura 2.29 Datos del material a ser cortado
Fuente: Propia
Posteriormente se introduce las dimensiones y marcas de las piezas cortadas. Es
muy importante ya tener una marca para las piezas desde la realización de los
planos, para así saber claramente la pieza que es cortada.
65
Figura 2.30 Datos de los cortes
Fuente: Propia
Una vez terminado de ingresar todos los datos de las piezas a cortar, el programa
nos distribuye como se tiene que cortar de mejor manera el material y así obtener
el menor desperdicio posible. Los resultados de Cutmaster son tanto gráficos
como tablas de datos de corte. Estos resultados se adjunta en el Anexo 7.
Figura 2.31 Resultados gráficos de los cortes a realizar
Fuente: Propia
66
2.3.5.1.2 Optimización de cortes en planchas
Para la optimización de planchas donde los cortes a realizar son especiales así
como rectos, inclinados, circulares y otros. El programa que nos ayuda para la
optimización de estos cortes en planchas es NESTMASTER.
Para este programa lo primero que se hace es clasificar las piezas a ser cortadas
en función de su espesor y después se introduce los planos de las piezas
realizadas en AutoCAD con una extensión DWG, sin nada de cotas ni líneas
auxiliares debido a que el programa realiza los cortes por todas las líneas que se
encuentran dibujadas en el plano.
Figura 2.32 Ingreso de los planos de las piezas
Fuente: Propia
Las dimensiones de las planchas van de acuerdo a la disponibilidad de los
proveedores del material.
67
Figura 2.33 Dimensiones de la placa a cortar
Fuente: Propia
Un vez que se verifica que los cortes entran en la plancha se procede a escoger
el proceso de corte que es entre oxicorte y plasma.
Figura 2.34 Procesos a utilizar
Fuente: Propia
Nestmaster nos permite exportar los cortes a un formato CNC para realizar los
cortes automáticamente.
68
Figura 2.35 Salida a CNC
Fuente: Propia
Figura 2.36 Corte con plasma de plancha de 38 mm
Fuente: Propia
2.3.6 MARCADO DE PIEZAS
Para llevar un orden en el proyecto y en el armado y saber que pieza cortada va
en cada parte, es necesario realizar una señalización como referencia en las
piezas, para poder armar correctamente la estructura. Por eso es necesario
realizar un proceso de marcado de piezas con un código específico según se
especifique en el plano.
2.3.7 LIBERACIÓN DIMENSIONAL DE LAS PIEZAS
La persona responsable de la producción o el inspector de calidad tiene que
verificar dimensionalmente cada pieza para no tener problemas en el momento
del armado de la estructura de la pluma.
69
2.3.8 ARMADO DE LA ESTRUCTURA
Una vez liberado el material se procede al armado de la pluma. El armado solo se
realiza punteando la estructura hasta pasar la liberación dimensional de la
estructura.
2.3.9 LIBERACIÓN DIMENSIONAL DE LA ESTRUCTURA
Una vez armada la estructura el inspector encargado revisa que la estructura de
la pluma se encuentre dimensionalmente de acuerdo con los planos.
Posteriormente verificado las dimensiones el inspector da la orden de soldar toda
la estructura.
2.3.10 PROCESOS DE SOLDADURA
Existe un sin número de procedimientos de soldaduras con sus respectivas
variantes que se aplican según el tipo de material, el espesor de material, la
posición de soldadura, el ambiente de trabajo de la pieza, el acabado requerido, el
mantenimiento, y el costo.
Estos procesos se los puede clasificar de la siguiente manera:
70
Figura 2.37 Clasificación de procedimientos de soldadura
Fuente: (Melera Solà, 1992)
Cada proceso de soldadura se ajusta a las necesidades requeridas de un
problema en particular, aunque en ciertas ocasiones es necesario ajustar un
procedimiento diferente a un caso específico, bien sea por falta de presupuesto o
por falta de maquinaria, obteniéndose resultados similares como si se realizara
con el procedimiento correcto.
A continuación se hablará de manera particular de los procesos de soldadura que
se utilizarán en la unión de los miembros de la estructura de la pluma.
71
2.3.10.1 Soldadura eléctrica con electrodo revestido SMAW
Este tipo de soldadura es uno de los métodos más utilizados para la unión de
chapas de acero, proporciona una alta temperatura y concentración de calor,
formándose rápidamente un baño de fusión de soldadura. Es muy ventajoso ya
que al aportar el metal desde el electrodo incrementa la resistencia de la
soldadura, además se pueden soldar espesores mayores a 3 mm y el equipo
puede ser portátil haciendo más práctico su uso en diferentes tipos de trabajos.
Se pueden soldar en cualquier tipo de posición obteniéndose buenos resultados
en el cordón de soldadura, la calidad de la soldadura depende en mayor parte de
la destreza del soldador, es por eso que para cualquier tipo de construcción o
trabajo donde se requiera un alto grado de calidad, es necesaria la participación
de soldadores expertos y calificados. Además no hay que caer en el error de
realizar cordones sucesivos sin el debido control, es necesario realizar
evaluaciones periódicas, con el fin de mejorar la técnica de soldadura en cada
nuevo cordón.
Figura 2.38 Soldadura de arco eléctrico con electrodo revestido
Fuente: (Dreamstime, 2015)
2.3.10.1.1 Equipo
El equipo de soldadura del proceso SMAW es muy sencillo, consta de una fuente
de poder, un porta electrodo y un cable de fuerza. La fuente de poder es la que
suministra la energía eléctrica necesaria para que se produzca la soldadura, el
porta electrodo es donde se coloca el electrodo para realizar la soldadura, y el
cable de fuerza se conecta a la masa que va a ser soldada (Flores, 2000, pág. 4).
72
Figura 2.39 Equipo de soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido
Fuente: (Correa, 2014)
2.3.10.1.2 Electrodo
Es una varilla mediante la cual se provoca el salto eléctrico para realizar la
soldadura, además es el material de aporte empleado en el sistema de soldadura.
El electrodo revestido consiste en una varilla metálica denominada alma, de
composición similar a la del metal base, está recubierta de una capa de
sustancias adecuadas al tipo de soldadura a realizar, llamadas recubrimiento o
revestimiento. Las funciones del recubrimiento son las de favorecer el encendido
del arco, mejorar las características del metal depositado en la soldadura,
proteger la soldadura, permitir una mejor penetración y una soldadura de calidad.
Figura 2.40 Electrodo revestido
Fuente: (Lorca Maturana, 2009)
La calidad y aplicación de los electrodos está en función de la clase de metal que
forma la varilla y del tipo de recubrimiento.
Al momento de seleccionar un tipo de electrodo es necesario tener en cuenta
varios factores que influyen en la calidad del cordón de soldadura, entre estos
factores se pueden citar los siguientes:
73
·
El tipo de material a soldar (acero dulce, fundición, entre otros).
·
El tipo de trabajo al que va a estar sometida la pieza (flexión, corte, entre
otras).
·
La posición de soldadura.
Las casas fabricantes proveen a sus clientes una tabla como referencia para la
elección de uno u otro tipo de electrodo considerando el material a trabajar y el
tipo de solicitaciones mecánicas a las que estará sometido (Navarro, Morales,
Garcia, Agueda, & Gonzalo, 2010).
Tabla 2.18 Electrodos según los esfuerzos sometidos
Fuente: (Navarro, Morales, Garcia, Agueda, & Gonzalo, 2010)
Según la AWS y la ASTM clasifican a los electrodos con una serie de 5 dígitos,
los dígitos representan una característica determinada según la posición en la que
se ubican.
La primera letra, “E” se utiliza en la soldadura eléctrica, los dígitos centrales que
pueden ser dos o tres, corresponden a la resistencia mínima a la tensión del metal
depositado en ksi, por ejemplo para un E60xx se tiene una resistencia a la tensión
de 60 ksi y para un E110xx una resistencia de 110 ksi.
El penúltimo dígito, corresponde a la posición de aplicación, 1 para todas las
posiciones, 2 para posición horizontal y 3 para posición plana
El último dígito está en función del tipo de energía, tipo de escoria, tipo de arco,
magnitud de penetración etc., por ejemplo, un electrodo E6013 se usa con
corriente alterna o directa, con cualquier polaridad y tiene mayor rapidez de
avance que un E6010.
74
Figura 2.41 Nomenclatura de electrodos según la AWS
Fuente: (Mecánica, s.f.)
2.3.10.1.3 Tamaño y calor del electrodo
Respecto al tamaño del electrodo compete a la experiencia del soldador escoger
un tamaño adecuado según el material a soldar y volumen, la dificultad de soldar
se incrementa con el diámetro del electrodo. Los electrodos de diámetros grandes
presentan muchas dificultades al momento de la soldadura ya que pueden
sobrecalentar el material cuando es de un bajo espesor (Takeuchi, 2007).
Para evitar disconformidades en la soldadura, es necesario tomar en cuenta
algunas recomendaciones de maestros expertos en soldadura, es necesario bajar
el amperaje cuando se lo requiera, utilizar un arco más corto, moverse a más
velocidad, utilizar una placa disipadora, o a la vez utilizar un electrodo más
pequeño con una asignación más baja.
2.3.10.1.4 Longitud de arco
Es la distancia existente entre el arco desde el extremo del electrodo a la placa o
a la superficie del baño de fusión de la soldadura. A medida que se va
produciendo la soldadura, la longitud del electrodo va disminuyendo, de manera
que es necesario llevar un control en la longitud del arco eléctrico para evitar
saltos y discontinuidades en la soldadura, salpicaduras o cortocircuitos, es
completamente responsabilidad del soldador llevar un control de la distancia del
arco cuando el proceso es completamente manual, en el caso de la soldadura
automática esta es controlada por máquinas robots o plc’s.
75
Figura 2.42 Longitud del arco a diferentes alturas
Fuente: (Takeuchi, 2007)
2.3.10.1.5 Ángulo de electrodo
Se mide tomando como referencia el electrodo a la superficie del material y
considerando la dirección de avance del mismo, ya sea llevándolo o
encarrilándolo, es importante conocer los beneficios del ángulo sobre todo los
efectos del metal y el fundente del electrodo que provocan en la pieza a soldar.
El ángulo de ataque del electrodo tiene la particularidad de empujar el metal
fundido y la escoria por delante de la soldadura, en la posición plana es necesario
precautelar el solape en frío
y las inclusiones de escoria, por eso es
recomendable utilizar un ángulo de ataque no muy pronunciado, verificar que el
arco derrita al metal base completamente, utilizar un electrodo penetrante que
cause poca concentración y mover el arco de lado a lado del baño de fusión de la
soldadura para fundir los dos bordes.
Por su parte el ángulo de arrastre empuja el metal fundido hacia atrás, fuera del
borde delantero del baño de fusión de soldadura donde se solidifica, a medida
que el material fundido se fuerza desde el fondo de la soldadura, el arco funde
más metal base, produciendo una penetración más profunda.
76
Figura 2.43 Ángulo y dirección del electrodo
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
2.3.10.1.6 Manipulación del electrodo
La oscilación del electrodo en el momento de la soldadura juega un rol importante
en las características de la soldadura, es capaz de determinar la penetración,
formación, anchura, porosidad, socavación, superposición e inclusiones de
escoria. El tipo de oscilación llevado durante la soldadura es pura pericia del
soldador, pero existen ciertos patrones definidos que dan buenos resultados en
situaciones muy específicas.
Figura 2.44 Tejido de soldadura
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
77
Figura 2.45 Patrones de tejido de la soldadura
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
El patrón de ángulo recto y sin modificaciones es bien utilizado en cordones
engordadores, soldaduras de pasada de raíz y de pasadas múltiples en todas las
posiciones la soldadura se controla al paso y la longitud de arco aumenta para
que ningún metal se deposite delante del baño de fusión de la soldadura.
2.3.10.1.7 Posicionamiento del soldador y la placa
Es importante tener una posición cómoda del soldador durante el desarrollo de la
soldadura, esto da como resultado un cordón de calidad y de buenas
características, una buena posición implica una mejor maniobrabilidad del
soldador con el porta electrodo, si se debe realizara algún movimiento por parte
del soldador este deberá esperar a terminar de realizar el cordón de soldadura.
Durante la soldadura se requiere el uso de protección visual, debido al arco que
se genera durante el desarrollo de la operación, se debe asegurar de un objeto
fijo de manera que el soldador permanezca estable, soldar sentado es una buena
alternativa para permanecer estable.
A continuación se presentan las diferentes posiciones del soldador respecto a la
placa de soldadura (Jeffus L. , 2009).
78
Figura 2.46 Posiciones del soldador respecto a la placa
Fuente: (Jeffus & Larry, 2008)
2.3.10.1.8 Juntas de la soldadura
Son las diferentes posiciones de las piezas a ser soldadas en el momento de la
unión, estás tienen una previa preparación. Se pueden realizar en varias etapas
del proyecto, bien sea en los montajes o en el ensamble de la estructura.
Se presentan en cuatro tipos de configuraciones básicas que son: a tope, de
solape, en T y en ángulo.
Figura 2.47 Juntas de piezas a ser soldadas
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
79
Las juntas a tope son aquellas donde los bordes de las chapas a soldar se tocan
en toda su extensión, formando un ángulo de 180º entre sí, este tipo de juntas se
efectúa en todas las posiciones, las juntas a tope a su vez, se subdividen en:
bordes rectos, achaflanados en “V” y achaflanados en “X”
Figura 2.48 Junta a tope de bordes rectos
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
Figura 2.49 Junta a tope de bordes achaflanados en V
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
Figura 2.50 Junta a tope de bordes achaflanados en X
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
En las juntas a solape los bordes de las chapas, no requieren preparación
mecánica ya que los mismos van superpuestos y el ancho de la solapa depende
directamente del espesor del material. Cuando no se requiera someter las piezas
a esfuerzos grandes simplemente se soldará a un solo lado, si la pieza va a ser
sometida a grandes esfuerzos entonces será necesario realizar la soldadura en
ambos lados.
80
Figura 2. 2.51 Junta a solape soldada a ambos lados
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
Las juntas en ángulo y en T forman ángulos interiores y exteriores, en el punto a
soldar, por esto no es necesario realizar preparación mecánica en los bordes
(Gaxiola Angulo, 2004)
Figura 2.52 Juntas en T y en ángulo
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
Vale aclarar que existen un sin número de juntas ya que a estas juntas básicas se
les realizan modificaciones para adaptarlas a casos particulares
2.3.10.2 Especificaciones del metal de aporte
Los metales de aportación están disponibles en una variedad de metales, los más
utilizados en la industria son los de especificación de la AWS A5.18 para aceros al
carbono y la especificación de la AWS5.9 para acero inoxidable. Existen de varios
diámetros que van desde 0,023 hasta 1/8 de pulgada, por cada diámetro del hilo
es conveniente trabajar a un diferente amperaje según sea el espesor de del
material base y el método de transferencia (Jeffus L. , 2009).
81
Tabla 2.19 Especificaciones de metal de aportación AWS para diferentes metales
base
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
Tabla 2.20 Diámetros de metal de aportación y rangos de amperaje
Fuente: (Jeffus L. , 2009)
2.3.10.3 Especificación del procedimiento de soldadura (WELDING PROCEDURE
SPEDIFICATION) WPS
Es un documento que relaciona las variables a considerar en la realización de una
soldadura específica, determina la ejecución de las pruebas de calificación tanto
de proceso y procedimiento como del operario de soldadura (Petrolera, 2013).
82
Las consideraciones de un WPS son las siguientes:
·
Compatibilidad entre el metal de soldadura y los metales base
seleccionados.
·
Propiedades metalúrgicas de los metales a soldar
·
Diseño de juntas y cargas
·
Propiedades mecánicas deseadas
·
Requerimientos de servicio a que va a someterse el equipo o elemento
·
Requerimientos de tratamiento térmico
·
Habilidad y disponibilidad de los soldadores
·
Disponibilidad de los equipos
·
Localización del trabajo
2.3.10.3.1 Dimensiones de la junta
Debe indicarse el tipo de junta, las tolerancias dimensionales, material de refuerzo
si aplica, y el tipo de material, si es una junta de bisel doble, el material de
soldadura se considera refuerzo para el lado posterior.
2.3.10.3.2 Metal base
Se refiere a las piezas de metal a unir, ya sea tubo o lámina, pueden ser del
mismo tipo o de diferente tipo de material. El código divide los tipos de material en
Números P y Grupos .En el WPS debe detallarse como mínimo el Número P, el
Grupo, el espesor o rango de espesores, el diámetro si es tubería.
2.3.10.3.3 Metal de aporte
Es necesario especificar la clasificación AWS del electrodo, la especificación SFA,
el número A o el análisis químico, en número F, límite de depósito, diámetro,
rango de amperaje y rango de voltaje, el tipo de corriente, la polaridad, el modo de
transferencia, tamaño y tipo de la varilla de tungsteno, rango de velocidad del
alambre. La información que se suministra depende del proceso de soldadura, ya
que hay condiciones que son únicas para cada proceso.
83
2.3.10.3.4 Posición
La posición en que se calificará el procedimiento, y por ende a los soldadores,
especificando si es una junta en filete o a tope, y el sentido de progresión de la
soldadura.
2.3.10.3.5 Precalentamiento y Temperatura entre pases
Esta temperatura está en función del tipo de material, y en el WPS debe
especificarse,
en
caso
que
se
requiera,
la
temperatura
mínima
de
precalentamiento, la máxima y la mínima temperatura entre pases.
2.3.10.3.6 Tratamiento Térmico Post-soldadura
Está en función del material y es necesario describir en el WPS el rango de
temperatura y el tiempo de mantenimiento de la misma. Debe tenerse en cuenta
que el tiempo de mantenimiento está en función del espesor.
2.3.10.3.7 Gases
Si aplica, debe especificarse el tipo de gas, la mezcla en porcentaje y la rata de
flujo de salida.
2.3.10.3.8 Variables
Durante el proceso de soldadura existen variables que se pueden modificar sin
afectar la calificación del procedimiento estas se denominan variables no
esenciales. Las variables esenciales son aquellas que si se modifican, el
procedimiento debe ser recalificado; estas variables están directamente
relacionadas con el proceso de soldadura seleccionado (Torres, 2007)
EL procedimiento de soldadura se especifica en el anexo 8.
2.3.11 LIMPIEZA
En el proceso de limpieza se retiran todas las escorias producidas por la
soldadura, normalmente se la realiza la mayor parte con un cincel y la otra parte
con la amoladora con grata. Si el cordón de soldadura se encuentra oxidado es
necesario limpiar bien el óxido para no tener malos resultados en la inspección de
84
soldadura, sobre todo si posteriormente se realiza inspección con tintas
penetrantes.
2.3.12 INSPECCIÓN DE SOLDADURA
Después de realizar el proceso de soldadura es necesario verificar la calidad y
confiabilidad de la soldadura, para eso se analizan parámetros como la forma y
continuidad de la soldadura; el tamaño es muy influyente ya que se relaciona con
la resistencia y desempeño de la misma. Es indispensables identificar las
discontinuidades de la soldadura ya que estas zonas son propensas a generar
concentradores de esfuerzos, que a la larga desembocan en la falla del material.
Uno de los objetivos de la inspección de la soldadura es verificar su calidad para
una determinada aplicación, se tienen parámetros establecidos en normas y
códigos de soldadura, estas deben ser seleccionadas según el campo o industria
que se involucra al proyecto (ESAB, 2004)
2.3.12.1 Inspector de soldadura
El inspector de soldadura es el responsable de la determinación de la calidad de
la soldadura según las normas o especificaciones determinadas. Por lo general
todo el personal que participa en la elaboración del proyecto se involucra
indirectamente con la calidad del producto; pero para elementos específicos que
requieran mayores conocimientos, se tendrán personales particulares, ya sea
especialistas
en
Inspección
No
Destructiva,
especialistas
en
Pruebas
Destructivas, Inspectores de códigos, etc.
Un inspector de soldadura debe tener dentro de un buen perfil las siguientes
características (Rodriguez & Flores, 2003):
·
Actitud profesional
·
Buena condición física
·
Habilidad para interpretar dibujos y especificaciones
·
Experiencia en Inspección
·
Conocimientos de soldadura
85
·
Conocimientos en Métodos de Inspección
·
Habilidad para recibir entrenamiento
·
Habilidad para llenar y mantener registros de Inspección
2.3.12.2 Ensayos no destructivos
Se utilizan para detectar discontinuidades en materiales metálicos y no metálicos,
estas discontinuidades cuando son excesivas se convierten en defectos. Estos
ensayos no ocasionan daños a los materiales ensayados, por lo que son más
efectivos en relación a los ensayos destructivos.
Las pruebas se efectúan con el fin de determinar si un elemento es apto o no para
una aplicación determinada. Las posibles catástrofes de diferentes estructuras
pueden ser evitadas mediante un ensayo no destructivo.
Entre los ensayos no destructivos se pueden mencionar los siguientes:
·
Inspección por tintas penetrantes
·
Inspección por partículas magnéticas
·
Inspección por ultrasonido
·
Inspección por rayos x
·
Inspección por rayos gamma
·
Inspección por corrientes parásitas
De toda la clasificación de ensayos no destructivos se hablará de manera
específica de la inspección por tintas penetrantes, que es el método que se
utilizará en este proyecto.
2.3.13 RECUBRIMIENTO
El recubrimiento es una de las fases importantes en el proceso de construcción,
ya que proveerá un sistema de protección para todos los materiales del medio
ambiente en que estén funcionando. Unos de los problemas que se tienen en este
ambiente es la salinidad, por eso es necesario dotar al sistema con un sistema
adecuado de protección, para evitar la corrosión de los elementos.
86
2.3.13.1 Corrosión
La corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o
electroquímica con su medio ambiente, se pueden dar dos tipos de corrosión: la
corrosión seca y la húmeda.
2.3.13.1.1 Corrosión seca
Se produce cuando el ataque se produce por reacción química sin corriente
eléctrica, es decir, se produce un proceso siguiendo las leyes físico-química, entre
el oxígeno y el metal de forma directa.
Las reacciones se presentan en condiciones específicas de presión y
temperatura, en donde se varían uno o varios factores. Se deben de tener en
cuenta los siguientes factores que intervienen en el proceso de corrosión (Gomez
& Alcaraz, 2004):
-
Temperatura
-
Presión o concentración del agente corrosivo
-
Acción catalítica
-
Difusión
Algunos ejemplos de corrosión son los siguientes:
-
Fe + 3/2 O2
-
Fe + S
FeS
-
Ag + S
Ag2S
Fe2O3
2.3.13.1.2 Corrosión húmeda
Se da cuando el material se encuentra en medios acuosos, se produce a
temperatura ambiente o no muy elevada, es bien extensa debido a la gran
cantidad
de
estructuras
de
aceros,
tales
como
tanques,
tuberías,
87
intercambiadores, precalentadores, carcazas, etc. Para que se produzca se
requiere las siguientes características:
-
Dos zonas con distinto potencial electródico
-
Un electrolito, conductor eléctrico líquido, que contiene los elementos
característicos del medio corrosivo.
-
Una conducción eléctricamente conductora entre el ánodo y el cátodo.
Figura 2.53 Tipos de corrosion
Fuente: (Chile, 2007)
2.3.13.2 Sistemas de protección anticorrosiva
Es necesario escoger un correcto sistema de protección con el fin de evitar
deterioros en los elementos de la estructura, a continuación se presentan
alternativas de solución para proteger el acero contra los efectos de la corrosión
(HEMPEL).
-
Acero inoxidable en lugar de acero normal.- Debido a las propiedades
que presenta el acero inoxidable en contra de la corrosión se lo puede
aplicar, es acero inoxidable consiste en hacer común aleado con níquel y
cromo, sin embargo, sus precios elevados se convierte en una de las
principales desventajas al momento de seleccionar este tipo de alternativa.
-
Recubra el acero normal con zinc.- Consiste en recubrir los materiales a
proteger con zinc, este procedimiento se lo conoce como galvanizado,
mediante el sumergido de los materiales en zinc, sin embargo una vez
88
realizado el galvanizado no se deben realizar operaciones de soldaduras,
cortes o taladrados ya que dañaría la protección en ese sector.
-
Recubrimiento con plásticos especiales.- Para asegurar la protección
de las elementos se puede recubrir todos los materiales con plásticos
especiales, sin embargo,
-
Pinte el acero normal con pinturas especiales.- Consiste en la
protección de las superficies mediante la utilización de pinturas especiales,
antes de realizar el pintado es necesario limpiar las superficies a tratar
mediante cepillado o chorro de arena (sand basting)
-
Proteger el acero con ánodos de zinc.- Este proceso se lo conoce como
protección catódica, los ánodos de zinc son utilizados con la finalidad de
proteger a la estructura.
En el desarrollo de este proyecto se utilizará la alternativa de recubrimiento por
pinturas especiales, para eso es necesario realizar un proceso de limpieza
profunda a continuación se detallan los procesos a realizar.
2.3.13.3 Selección del sistema de pintura
Para la selección del sistema de pintura es necesario tener en cuenta varios
factores, para garantizar que se logre la más económica solución técnica. Los
factores más importantes a considerar son los siguientes:
-
Corrosión del medio ambiente
-
Tipo de superficie a ser protegida
2.3.13.3.1 Corrosión del medio ambiente
Es necesario determinar las condiciones en las que va a estar la estructura, para
determinar la corrosión del medio ambiente se deben tener en cuenta los factores:
-
Humedad y temperatura
-
Exposición a la radiación UV
-
Exposición a sustancias químicas
-
Daños mecánicos
89
Estos factores nos ayudan a determinar de una mejor manera lo siguiente:
-
La preparación de superficie requerida
-
El tipo de pintado utilizado para la protección
-
El espesor total del sistema de pintura
-
Intervalos de repintado mínimo y máximo
Tabla 2.21 Categorias de corrosión atmosferica de acuerdo con la norma ISO
12944
Fuente: (HEMPEL)
En la tabla anterior se detallan las diferentes categorías de corrosión producida en
diferentes ambientes, se toma como referencia la categoría C4, que al ser un
medio salubre se produce una alta corrosión.
2.3.13.3.2 Tipo de superficie a ser protegida
Debe determinarse los materiales que se van a utilizar en la estructura, si son
aceros comunes, aleados, galvanizados, por inmersión en caliente, etc.; con el fin
90
de preparar correctamente la superficie, el tipo de pintura a utilizar y el espesor
total.
2.3.13.3.3 Durabilidad requerida para un sistema de pintado
Se refiere al tiempo transcurrido desde el cual se realizará mantenimiento de
pintura por primera vez. Según la ISO 12944 se especifican tres intervalos de
durabilidad.
-
Baja – L
de 2 a 5 años
-
Media – M
de 5 a 15 años
-
Alta – H
más de 15 años
Para este proyecto se utilizará una durabilidad media de 5 a 15 años
2.3.13.3.4 Planificación del proceso de pintado
Se incluye el tiempo de pintado en taller o en obra dependiendo del tipo de
proyecto, es importante tener en cuenta los materiales a usarse. En esta etapa se
definen las preparaciones de superficie y el tiempo de secado de las pinturas que
están en función de la temperatura y la humedad.
2.3.13.4 Preparación de superficie
Consiste en eliminar cualquier irregularidad en la superficie, así como, hollín,
salpicaduras, moho, para esto se utiliza un método de chorreado abrasivo,
conocido como sand blasting.
91
Tabla 2.22 Preparación de superficies por métodos de chorreado abrasivo
Fuente: (HEMPEL)
2.3.13.4.1 Sand blasting
Es una técnica abrasiva utilizada en la industria metálica y cerámica con el fin de
alisar o dar forma a las superficies mediante la utilización de arena a presión. Por
el hecho de que la arena posee sílice es importante seleccionar la arena con un
porcentaje entre 0,5 y 1 % de sílice, para evitar riesgos en la salud.
Figura 2.54 Proceso de sand- blasting para la preparación de superficies
Fuente: Propia
92
2.3.13.5 Selección de recubrimiento
Según las especificaciones dadas de material a utilizar, el ambiente en que va a
trabajar, la durabilidad de la pintura, se puede escoger una de las opciones
recomendadas por la casa fabricante HEMPEL
Tabla 2.23 Sistemas de pinturas correspondientes a la categoria de corrosividad
C4
Fuente: (HEMPEL)
Es importante realizar los procedimientos de recubrimiento de una forma
adecuada y ordenada, primeramente se necesita realizar la preparación de la
superficie con un sandblasting, una vez preparada la superficie se pasa la primera
capa de pintura BD Epoxy Zinc de 60 micras, posteriormente se recubre de Epoxy
80 micras, y finalmente se termina con BD Poliuretano en 60 micras.
El proceso de pintado se lo realiza antes del montaje para mayor facilidad al
momento de maniobrar con los equipos de pintura, pero esto implica dañar parte
del material al momento del montaje por efectos de roces con los elementos, los
aprietes de pernos y las soldaduras requeridas. Por eso es necesario corregir
todas las fallas con un proceso llamado Touch Up (HEMPEL).
93
CAPÍTULO 3
PROCESO DE DESMONTAJE
3.1 INTRODUCCIÓN
Este proceso, que se lleva a cabo con antelación a la llegada de la nueva
estructura para su posterior montaje. Todo el proceso de desmontaje se calcula
para terminar con un rango de tiempo de un día antes de la llegada del material
para el montaje de la nueva pluma, este rango nos permite tener tiempo para
superar posibles eventualidades y así no retrasar el montaje.
El
proceso
de
desmontaje
consiste
en
ir
desarmando
ordenada
y
secuencialmente todas las partes que conforman la estructura que se encuentra
previamente armada, siguiendo todas las normas de seguridad necesarias.
Un desmontaje bien programado, con el personal y equipo adecuado, se debe
desarrollar en un tiempo menor que el requerido.
Se debe tomar en cuenta que la pluma de la grúa ya ha cumplido su ciclo de vida
por lo que se debe someter a un proceso de fundición para posterior reutilización
de la materia prima. Debido a esto, no es necesario la conservación de la
estructura metálica intacta de la pluma. Por lo cual se puede destruir cualquier
parte según se requiera.
Hay que tener especial cuidado en no dañar el resto de la estructura de la grúa,
debido a que esta estructura no presenta un deterioro considerable por lo que no
amerita un cambio.
3.2 HERRAMIENTAS
Para el desmontaje de la pluma de la grúa se va a utilizar varias herramientas
tanto manuales como eléctricas.
Entre las herramientas manuales que se utiliza en los desmontajes son (Disemaq,
s.f.):
·
Llaves de torsión
94
·
Llaves de apriete
·
Martillos
·
Destornilladores
·
Alicates
·
Grilletes, estrobos, ganchos giratorios.
·
Puntas metálicas
·
Otras herramientas que dependerá del requerimiento y habilidad del
trabajador.
Figura 3.1 Herramientas Manuales
Fuente: (Disemaq, s.f.)
3.2.1 EQUIPO OXIACETILÉNICO DE CORTE
El equipo oxiacetilénico nos ayuda para cortes de materiales que tienen grandes
espesores. No se utiliza para cortes de materiales de pequeños espesores,
debido a la limitada maniobrabilidad del equipo. El equipo completo de oxicorte
requiere los siguientes elementos:
·
Tanque de oxígeno industrial
·
Tanque de acetileno
·
Manquera de oxigeno (color verde)
95
·
Manguera de acetileno (color rojo)
·
Regulador de oxígeno
·
Regulador de acetileno
·
Manómetro de acetileno
·
Manómetro de oxígeno
Figura 3.2 Equipo basico de oxiacetilenico
Fuente: (CIMTEC, s.f.)
Las herramientas eléctricas más utilizadas en el desmontaje son:
3.2.2 AMOLADORAS.
Es una herramienta que tiene varios usos, tales como limpiadora o cortadora de
material todo depende del disco que se utiliza.
Para el desmontaje se utiliza para realizar cortes en los cordones de soldadura o
directamente en el material dependiendo del requerimiento.
96
Figura 3.3 Amoladora
Fuente: Propia
3.2.3 SOLDADORA
En desmontajes es indispensable una maquina soldadora para soldadura SMAW
debido la capacidad para realizar soldaduras en lugares de acceso restringido.
A veces es necesario soldar una barra para hacer palanca y así poder desmontar
algún elemento, también se le da otros usos a la soldadura dependiendo del
requerimiento.
Figura 3.4 Equipo soldador "SMAW"
Fuente: Propia
3.2.4 TALADRO
Cuando en un desmontaje existen partes empernadas y dichos pernos no han
sido cambiados o movidos en un buen tiempo, al momento de desempernar las
97
cabezas se pueden salir en consecuencia el perno se aísla, y si no existe la
posibilidad de engancharle al perno con alicate, lo más recomendable es
perforarlo longitudinalmente.
Figura 3.5 Taladro
Fuente Propia
3.3 SUMINISTRO ELÉCTRICO
Como se determinó en la sección anterior, es indispensable el uso de
herramientas eléctricas en el proceso de desmontaje, para lo cual se necesita de
una fuente de poder que puede ser la suministrada por la corporación nacional de
electricidad (CNEL) o por una fuente propia de energía así como un generador
eléctrico.
En el caso de no contar con una conexión cercana a un suministro de la CNEL, se
necesita utilizar generadores de energía que la propia barcaza puede suministrar
ya que al ser una barcaza de mantenimiento cuenta con dichos generadores.
Figura 3.6 Generador Eléctrico
Fuente: Propia
98
3.4 SOPORTE Y TRASLADO DEL MATERIAL
Todos los módulos de la pluma tienen un peso considerable, por esa razón no se
puede realizar el proceso de desmontaje solo con el uso de la fuerza humana por
lo cual es necesario el uso de una máquina que nos facilite el levantamiento de la
pluma, para lo cual recurrimos a la utilización de una grúa que soporte mínimo 5
toneladas ya que toda la pluma pesa un poco más de 4.5 toneladas, y de
preferencia que sea móvil, debido a que nos facilita el traslado de las diferentes
partes de la pluma desmontada.
Figura 3.7 Grua movil Telescopica
Fuente: (Corsa, 2015)
3.5 ELEMENTOS DE SEGURIDAD
El uso de elementos de seguridad industrial es obligatorio para todas las personas
involucradas en el desmontaje.
Entre los principales elementos de seguridad industrial tenemos.
·
Botas con punta de acero
·
Ropa industrial
·
Casco
·
Gafas industriales
·
Protectores para los oídos
99
·
Guantes
·
Faciales
·
Otros accesorios de seguridad industrial que dependen de la operación que
va a realizar el trabajador.
Figura 3.8 Elementos de Seguridad Industrial
Fuente: (Llanos, Elementos de protección de seguridad, 2015)
3.6 ZONA DE PELIGRO
Para evitar accidentes con personas que no participan en el desmontaje, se crea
una zona de peligro, limitada por una cinta que previene que existe peligro.
Esta zona debe ser lo más grande posible pero sin llegar a la exageración, el
criterio del área de peligro es tomada por la persona a cargo.
La zona de peligro se marca con vallas, cintas, letreros, carteles que se
encuentren claramente visibles.
100
Figura 3.9 Cinta de peligro
Fuente: (General, s.f.)
3.7 DESMONTAJE
Antes de empezar el desmontaje de la pluma, hay que delimitar la zona de
seguridad y tener todas las herramientas y maquina listas para trabajar. También
se debe preparar la zona en donde se va a dejar la pluma desmontada.
El siguiente procedimiento está enfocado en un desmontaje que cuida la
estructura principal de la pluma, para así poder utilizar este procedimiento cuando
se necesite reemplazar cualquier cuerpo de la pluma.
La pluma está dividida por zonas:
·
Primer Cuerpo
·
Segundo Cuerpo
·
Tercer Cuerpo
·
Penol
Figura 3.10 Zonas de la grúa barcaza "Smith Rice"
101
El desmontaje de la pluma se va a realizar desde la parte exterior que es el Penol,
hasta la parte donde nace la pluma que es el primer cuerpo.
Figura 3.11 Dirección de desmontaje
Fuente: Propia
Antes de iniciar el desmontaje es necesario la utilización de un contrapeso de
unas cuatro toneladas para el equilibrio de la barcaza al momento del retiro del
desmontaje
3.7.1 UBICACIÓN DE LA GRÚA BARCAZA SMITH RICE EN EL SITIO DE
DESMONTAJE
Después de que se prepara la zona de trabajo, se procede a la movilizar la grúa
con ayuda de dos lanchas que remolcan la barcaza al lugar donde se va a realizar
el desmontaje en tierra.
102
Figura 3.12 Movilización de Barcaza "Smith Rice"
Fuente: Propia
3.7.2 UBICACIÓN DE LA PLUMA
La pluma se ubica con dirección a tierra y en posición extrema inferior, asentando
el penol en un soporte que facilite la operación de desmontaje.
Figura 3.13 Posición extrema inferior de la pluma
Fuente: Propia
3.7.3 SUJECIÓN DE PLUMA
Se fija provisionalmente la pluma en varias partes con cuerdas, cadenas, ejes
soldados, tecles, pórticos móviles y cualquier otro instrumento que nos permita
fijar la pluma para que quede bien sujeta.
103
Figura 3.14 Pórtico móvil
Fuente: (INDUSTRY, s.f.)
El penol es la primera parte a ser desmontada por lo cual a este se lo sujeta con
la grúa móvil que se encuentra en tierra.
3.7.4 INICIO DEL DESMONTAJE
Una vez que se encuentra bien asegurada la pluma, se procede a retirar los
accesorios, ganchos y cables de toda la pluma con las herramientas necesarias
pero procurando no dañar estos, debido a que serán reutilizados para la nueva
pluma.
Figura 3.15 Accesorios, ganchos, cables
104
Si un accesorio, gancho o cable ya se encuentra muy desgastado o es dañado en
el desmontaje, es necesario su remplazo por uno nuevo.
3.7.5 DESMONTAJE DEL PENOL
Una vez que se desmonta todo los cables y accesorios que se encuentran
ubicados en el penol, se procede a realizar los cortes de los perfiles con la
amoladora y la máquina de oxicorte.
Figura 3.16 Pluma sin el Penol
Fuente: Propia
3.7.6 MOVILIZACIÓN DEL PENOL
El penol ya desmontado queda totalmente sujeto por la grúa con la cual
movilizaremos al penol hasta el área asignada para el almacenamiento de la
pluma desmontada.
3.7.7 SUJECIÓN DEL SEGUNDO Y TERCER CUERPO
Si la capacidad de la grúa nos permite, se desmonta el segundo y tercer cuerpo
conjuntamente. Pero si no es así, se debe seguir los mismos pasos pero para
cada cuerpo individualmente.
105
Figura 3.17 Segundo y tercer cuerpo
Fuente: Propia
El siguiente paso a seguir es la sujeción con la grúa móvil del segundo y tercer
cuerpo y quitar los sujetadores provisionales de estos cuerpos.
3.7.8 DESMONTAJE DEL SEGUNDO Y TERCER CUERPO
Estos cuerpos tienen juntas empernadas y juntas soldadas. Por lo que tenemos
que utilizar las herramientas adecuadas para cada caso.
Primero se retira todos los pernos utilizando llaves de torsión o llaves de apriete.
Si un perno llega a romperse en la parte de la cabeza, es necesario la utilización
de un alicate para poder girar el perno.
Si con el alicate no se logra dar vuelta al perno, la forma más fácil de retirarlo es
destruyéndolo. Utilizando un taladro con una broca de diámetro un poco menor
que el perno, se procese a taladrar en el medio del perno en sentido longitudinal a
dicho perno.
106
Figura 3.18 Juntas empernadas
Fuente: propia
Posteriormente se procede a romper la suelda con la ayuda de la amoladora.
Figura 3.19 Juntas soldadas
Fuente: Propia
3.7.9 MOVILIZACIÓN DE LOS CUERPOS
Los cuerpos ya desmontados y sujetados por la grúa, se trasladan al área de
almacenamiento.
107
3.7.10 SUJECIÓN DEL PRIMER CUERPO
Es el ultimo cuerpo a desmontar, se sujeta con la grúa móvil y se quita los últimos
sujetadores provisionales al igual que con los otros cuerpos desmontados
anteriormente.
Figura 3.20 Primer cuerpo
Fuente: Propia
3.7.11 DESMONTAJE DEL PRIMER CUERPO
Para el desmontaje de este cuerpo se va a usar el equipo de oxiacetilénico debido
a que se deben cortar placas de 27mm de espesor. Estas placas se deben cortar
con mucho cuidado para no dañar el eje de movimiento de la pluma.
108
Figura 3.21 Eje móvil
Fuente: Propia
3.7.12 LIMPIEZA
Una vez terminado el desmontaje de las partes se procede a dejar la zona de
trabajo en las mejores condiciones para el posterior montaje.
El eje móvil debe quedar libre y limpio de escoria y residuos producidos en el
desmontaje para el posterior montaje.
109
CAPÍTULO 4
PROCESO DE MONTAJE
4.1 INTRODUCCIÓN
Este proceso, se va a llevar a cabo en el mismo sitio donde se realizó el
desmontaje, y tiene mayor importancia que el desmontaje debido a que
dependiendo de un buen montaje se tendrá un producto final de alta calidad.
El proceso de montaje de la pluma de la barcaza consiste en el acomodo
ordenado de los cuerpos construidos en el proceso de fabricación, en sentido
opuesto al del desmontaje.
La mano de obra para el montaje de la pluma, debe ser más calificada que el
utilizado en el desmontaje debido que en este caso se requiere precisión y calidad
para obtener la pluma armada en las mejores condiciones posibles.
Los planos de montaje deben detallar claramente la secuencia de montaje, deben
estar representados con todas sus cotas, especificando las disposiciones para el
armado y con el listado de materiales (packing list) que contienen la lista de
pernos, arandelas, accesorios y de la estructura con su peso.
Todas las juntas soldadas a utilizar en el montaje deben tener su procedimiento
adecuado y contar con el personal calificado para su ejecución.
El suministro eléctrico, los elementos de sujeción provisional y la grúa utilizados
en el desmontaje también se usa en el montaje.
4.2 HERRAMIENTAS
Para el montaje de la pluma de la grúa se va a utilizar las herramientas
empleadas en el desmontaje además de otras herramientas necesarias para el
armado de la estructura de la pluma.
Entre las herramientas adicionales a las utilizadas en el desmontaje están:
·
Mazos
110
·
Flexómetros
·
Niveles
·
Escuadras
·
Puntas de montaje metálicas
·
Otras herramientas que dependerá del requerimiento y habilidad del
trabajador.
Figura 4.1 Escuadra digital y nivel
Fuente: (Ferrovicmar, s.f.)
4.3 ELEMENTOS DE SEGURIDAD
El uso de elementos de seguridad industrial es obligatorio para todas las personas
involucradas en el montaje.
Entre los principales elementos de seguridad industrial necesarios para el montaje
de la pluma tenemos:
·
Arneses de cuerpo entero
·
Estrobos o líneas de sujeción.- También denominada tirante, cola de
seguridad, es una línea de sujeción que sirve para limitar o detener una
caída.
111
·
Botas con punta de acero
·
Ropa industrial
·
Casco
·
Gafas industriales
·
Protectores para los oídos
·
Guantes
·
Mascarillas industriales.
·
Faciales
·
Otros accesorios de seguridad industrial que dependen de la operación que
va a realizar el trabajador.
Figura 4.2 Elementos de seguridad industrial
Fuente: (Llanos, Elementos de proteccion de seguridad, 2015)
112
4.4 CONTROL DE CALIDAD
El aseguramiento de la calidad y el control de calidad (QA/QC, quality assurance
and quality control) están a cargo de la persona responsable del montaje que
verificara las medidas, soldaduras y procedimientos seguidos en el montaje de la
pluma para así garantizar el producto terminado.
Figura 4.3 Inspección visual a los cordones de soldadura
Fuente: Propia
4.5 EMBARQUE DE LAS PIEZAS AL LUGAR DEL MONTAJE
Una vez que todos los procesos de fabricación han sido terminados exitosamente,
el jefe de taller es la persona encargada en despachar la pluma y el mismo
verifica que la carga este bien sujeta para así garantizar la seguridad en el viaje
desde la planta de fabricación a la zona en donde se realiza el montaje.
Para garantizar la seguridad en el transporte siempre es necesario el uso de fajas,
cadenas y tablones para la sujeción de la carga a transportar.
113
Figura 4.4 Fajas de sujeción de carga
Fuente: (TRAXCO, 2009)
Para el transporte de la pluma es necesario una guía de remisión para tener
constancia de envío y recepción de la misma, también tener los datos del
transportista.
Se presenta un modelo de la guía de remisión que debe tener 3 copias, las
cuales, una se queda en la fábrica con los datos del transportista, las otras dos se
lleva el transportista para hacer firmar la entrega de la pluma, una debe regresar a
la empresa con la firma de recepción de la pluma, esta se especifica en el anexo
9.
4.6 RECEPCIÓN Y MANEJO DE LA PLUMA EN OBRA
El jefe de montaje o la persona encargada tiene que revisar la guía de remisión
enviada con el transportista desde la planta de fabricación y verificar que todo
este correcto y completo. Una vez verificado que todo este correcto y completo,
se debe firmar una guía, que es para la empresa y la otra que es para la persona
que recibió el material.
Una zona destinada para la descarga de la pluma debe ser asignada con
anticipación. Esta zona es provisional debido a que se procederá al montaje
inmediatamente se preparen las piezas y maquinarias a utilizar.
114
4.7 PREPARACIÓN DE PIEZAS EN EL LUGAR DEL MONTAJE
Se tiene que tener mucho cuidado con las marcas de las piezas que nos indica
los planos de montaje para evitar confusión de la gente en el montaje.
Para que el proceso de montaje sea más eficiente es necesario colocar las piezas
en un lugar cercano al montaje, para así evitar el traslado de las piezas debido a
que solo se cuenta con una grúa que es un equipo de izaje y no de movilización
de piezas.
Figura 4.5 Izaje de carga
Fuente: (Arlin, s.f.)
4.8 MONTAJE
En el montaje de la pluma se tiene juntas soldadas por lo cual se va a soldar en
campo. Estas soldaduras se deben realizar con especial cuidado y se tendrán que
revisar y supervisar por la persona responsable del montaje.
Antes de soldar tenemos que tomar en cuenta algunos aspectos fundamentales:
·
Las marcas de las piezas a ser soldadas coincidan con los planos de
montaje.
·
Las piezas se encuentren en la posición y distancia correcta, siguiendo los
planos de montaje.
115
·
Las partes a ser soldadas deben estar limpias, sin pintura, sin polvo y con
la preparación adecuada.
El montaje de la pluma se va a realizar desde el primer cuerpo hasta la parte
exterior que es el penol.
Figura 4.6 Dirección de montaje
Fuente: Propia
4.8.1 IZAJE Y UBICACIÓN DEL PRIMER CUERPO
Como primer paso para el montaje, se sujeta bien el primer cuerpo en la grúa
móvil que se utilizó para el desmontaje.
116
Figura 4.7 Primer cuerpo sin placas
Fuente: Propia
Posteriormente se coloca en una posición adecuada para el montaje y se fija
provisionalmente el primer cuerpo para restringir el movimiento, después se
realizara la unión de las placas de 27mm con el primer cuerpo.
4.8.2 UBICACIÓN Y SOLDADURA DE LAS PLACAS
Una vez ubicado y restringido el movimiento del primer cuerpo, se procede a
colocar las placas de acuerdo al plano de montaje.
Posteriormente a la ubicación de las placas y verificación de las medidas, se
procede a soldar las placas según el procedimiento respectivo.
117
Figura 4.8 Montaje placas de 27mm
Fuente: Propia
4.8.3 IZAJE Y UBICACIÓN DEL SEGUNDO CUERPO
Una vez bien asegurado el primer cuerpo se procede al Izaje y ubicación
adecuada del segundo cuerpo.
Figura 4.9 Ubicación del segundo cuerpo sin piezas de unión
Fuente: Propia
4.8.4 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN
Para la unión del segundo cuerpo se utilizara pernos, perfiles y placas de unión.
Las uniones donde no se utilizan pernos, se las suelda según el procedimiento
adecuado.
118
Para la unión del segundo cuerpo se utilizara:
·
Placas E2 – PL13
·
Placas E2 – PL21
·
Placas E1 – PL67
·
Perfiles E1 – PS 17
·
Perfiles E1 – M39
·
Perfiles E2 – PS7
·
Perfiles E1 – PP12
·
Pernos ASTM A325 de 55 y 65mm.
Figura 4.10 Unión del segundo cuerpo
Fuente: Propia
4.8.5 IZAJE Y UBICACIÓN DEL TERCER CUERPO
Después de asegurar los cuerpos ya montados se procede al Izaje y ubicación
adecuada del tercer cuerpo.
119
Figura 4.11 Ubicación del tercer cuerpo sin piezas de unión
Fuente: Propia
4.8.6 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN
Para la unión del tercer cuerpo se utilizara pernos, perfiles y placas de unión. Las
uniones donde no se utilizan pernos, se las suelda según el procedimiento
adecuado.
Para la unión del tercer cuerpo se utilizara:
·
Placas E3 – PL26
·
Placas E3 – PL27
·
Placas E3 – PL66
·
Perfiles E3 – PP40
·
Perfiles E3 – PS42
·
Perfiles E3 – PS41
·
Perfiles E2 – PS22
·
Pernos ASTM A325 de 65mm.
120
Figura 4.12 Unión del tercer cuerpo
Fuente: Propia
4.8.7 IZAJE Y UBICACIÓN DEL PENOL
Después de asegurar los cuerpos ya montados se procede al Izaje y ubicación
adecuada del penol.
Figura 4.13 Ubicación del tercer cuerpo sin piezas de unión
Fuente: Propia
4.8.8 UBICACIÓN Y ENSAMBLE DE PIEZAS DE UNIÓN
Para la unión del penol se utilizara placas de unión que serán soldadas según el
procedimiento adecuado.
Para la unión del tercer cuerpo se utilizara:
121
·
Placas P – PL21
·
Placas P – PL22
·
Placas P – PL1
·
Placa E3 – PL69
Figura 4.14 Unión del tercer cuerpo
Fuente: Propia
Antes de soldar las placas se debe posicionar y alinear todas las poleas en su
respectivo lugar, este procedimiento se tiene que realizar con la supervisión de la
persona encargada del montaje para así garantizar un buen montaje de las
poleas.
Figura 4.15 Penol con poleas
Fuente: Propia
122
Después de colocar todo el penol y alinear las poleas se colocan los ganchos y
cables de toda la pluma.
Figura 4.16 Pluma con gancho y cables
Fuente: Propia)
4.8.9 RETIRO DEL CONTRAPESO
Una vez terminado el montaje de la pluma es necesario retirar el contrapeso
colocado en el desmontaje que fue utilizada para dar estabilidad a la barcaza,
este proceso se lo realiza con ayuda de la grúa móvil que se encuentra en tierra.
4.9 INSPECCIÓN Y LIBERACIÓN
Un inspector de Petroecuador realiza la inspección dimensional de toda la
estructura basándose en los planos respectivos.
Una vez que el inspector libere dimensionalmente la pluma se procede a dar una
limpieza a todos los cordones de soldadura realizados en campo, esto se realiza
para evitar errores en la inspección debido a las impurezas o salpicaduras de la
suelda en el cordón. Un inspector de soldadura calificado verificara todos los
cordones de soldadura realizadas en campo, después de la aprobación de todos
los cordones, se procede al pintado.
123
4.10 PINTURA
Una vez realizado el correcto montaje en la grúa es necesario realizar los
retoques donde hubo alguna manipulación o intervención de soldaduras, este
proceso es conocido como Touch up, y consiste en corregir las fallas productos
del montaje.
4.11 ENTREGA DE LA PLUMA TERMINADA
Al finalizar con todo el proceso de montaje y verificación de funcionalidad de la
pluma, la empresa o empresas a cargo de la fabricación y el montaje de la pluma
de la barcaza Smith Rice, proceden a la entrega del Manual del Vendedor
(Dossier de calidad).
4.11.1 MANUAL DEL VENDEDOR (MDV)
Es un informe que garantiza al cliente que el producto entregado está hecho con
calidad tanto en los materiales utilizados como en el procedimiento seguido.
El manual del vendedor debe contener:
·
Documentos administrativos.- Orden de trabajo, Cronogramas, Garantía
técnica, etc.
·
Documentos de Ingeniería.- Planos.
·
Documentos de Fabricación.- Registro de soldadura.
·
Documentos de ensamblaje.- Procedimientos de soldadura.
Se entrega documentos físicos y digitales de acuerdo al requerimiento del cliente.
124
CAPÍTULO 5
SIMULACIÓN DE LA PLUMA
Con el fin de asegurar la confiabilidad del diseño de la estructura de la pluma de
grúa barcaza, se realizará una simulación en el programa ANSYS 16.1, el cual
pretende facilitar el cálculo de la misma y asegurar su confiablidad en el
funcionamiento,
además
se
podrá
conocer
el
comportamiento
de
las
deformaciones producidas, así como también los esfuerzos generados en cada
tramo de la estructura
El uso de un programa de simulación presenta la ventaja de poder prever el
comportamiento de una estructura o un cuerpo sometido a condiciones de cargas
y esfuerzos en diferentes localizaciones, pudiéndose observar el comportamiento
del objeto de estudio y tomar medidas preventivas con el fin de salvaguardar el
elemento en condiciones seguras de funcionamiento.
5.1 ANSYS 16.1
Ansys es un programa de simulación que utiliza el método de elementos finitos,
que es un método numérico que facilita la aproximación de soluciones de
ecuaciones diferenciales parciales que se presentan en problemas físicos y de
ingeniería de geometrías complicadas, es por esto es necesario conocer de
primera instancia las ecuaciones que rigen el problema.
Figura 5.1 Programa de Simulación Ansys 16.1
Fuente: (Express, 2010)
125
Normalmente el uso de estas herramientas se utiliza simultáneamente logrando
mezclar problemas de estructuras junto a problemas de transferencia de calor
como un todo. Este software es usado también en ingeniería civil y eléctrica, física
y química.
5.1.1 CARACTERÍSTICAS
5.1.1.1 Integrado
Permite la asociación de distintas tecnologías para el desarrollo de un producto
sin abandonar una única plataforma. Además su integración permite la asociación
con el software más avanzado de CAD. Por último, su sistema de integración
permite incluirse sin dificultad en sistemas de documentación propios de cada
empresa.
5.1.1.2 Modular
Permite que los usuarios instalen una única aplicación para la solución de un
problema específico. A medida que el usuario avanza en la solución, este puede
necesitar análisis más complejos, hasta llegar al proceso de validación. Los
distintos módulos de ANSYS permiten solucionar los problemas por partes.
5.1.1.3 Extensible
Propone las conocidas "aplicaciones verticales" o adaptaciones más específicas
según las requiera el usuario. Estas adaptaciones pueden automatizar procesos
que realiza normalmente un usuario hasta aplicaciones más complejas que se
adaptan a determinados sectores industriales.
5.1.2 DESVENTAJAS Y LIMITACIONES
A pesar de ser un programa muy inteligente, el ANSYS presenta desventajas,
convirtiéndose en limitaciones para el usuario, estos errores se basan en el
método de cálculo de los elementos finitos, entre los principales errores se
pueden citar los siguientes:
·
La solución que presenta el programa es una mezcla de cálculos discretos,
mientras que algunas variables se comportan como parámetros continuos,
126
es decir, el resultado obtenido es el fruto del número de elementos
utilizados.
·
Cuando se tienen geometrías complejas es necesario definir correctamente
el mallado, ya que en las curvas suavizadas o en las aristas de las mismas
es necesario controlar los puntos exactos de cálculo, caso contrario afecta
la convergencia del sistema.
·
La densidad de elementos utilizados es uno de los más grandes
problemas, ya que al momento de realizar cualquier cálculo consume
mucho recurso computacional que se refleja en el tiempo perdido para el
usuario.
·
A causa del uso de un rango discreto en cuanto a las propiedades de la
materia, se deben aumentar la cantidad de puntos en el mallado del objeto
en los puntos en el que el gradiente de la propiedad analizada sea muy
grande para obtener resultados más precisos.
·
La cantidad de datos ingresados manualmente puede provocar un error de
cálculo, como es una entrada manual, esta no es alertada por el programa,
lo que se considera más como un error humano.
5.1.3 INTERFAZ
La interfaz de Ansys 16.1 es muy amigable y consta de las siguientes partes:
·
Barra de herramientas
·
Barra de menú
·
Caja de Herramientas
·
Esquema del proyecto
5.1.3.1 Toolbox
La toolbox o más conocida como caja de herramientas en español, se ubica por
defecto en la parte izquierda del interfaz del programa, aquí se encuentran las
diferentes plantillas de sistemas que se pueden utilizar para resolver un problema
específico de ingeniería, siendo las más utilizadas las siguientes:
127
·
Fluid Flow (CFX)
·
Fluid Flow (Fluent)
·
Static Structural
·
Steady-State Thermal
·
Throughflow
Figura 5.2 Toolbox de Ansys 16.1
Fuente: (Programa Ansys 16.1)
5.1.3.2 Project Schematic
También conocido como esquema del proyecto, es aquí donde se edita y controla
el proyecto en sí, comenzando por su geometría, luego colocando las
restricciones de movimientos, y aplicando condiciones de borde, además se
realiza un mallado adecuado para finalmente obtener buenos resultados, los
cuales dependen en mayor parte de un buen mallado y de definir correctamente
las condiciones de borde.
128
Figura 5.3 Esquema del proyecto de Ansys 16.1
Fuente: (Programa Ansys 16.1)
5.1.4 PRODUCTOS RELACIONADOS A ANSYS
Existen diferentes módulos en ANSYS para la solución de problemas específicos
en diferentes áreas.
·
ANSYS: Análisis estructural, transferencia de calor, dinámica de fluidos,
electromagnética, campos acoplados.
·
ANSYS
Workbench:
Análisis
estructural,
térmico,
de
fluidos,
electromagnético.
·
ANSYS CFX: Procesos con fluidos, flujos, transferencias de calor o
reacciones químicas en CFD.
·
Soluciones ANSYS AUTODYN: Software explícito para análisis de cargas
extremas de corta duración.
·
Soluciones ANSYS de mallado: ANSYS ICEM CFD/AI*Environment es
una herramienta para el pre-proceso y post-proceso
·
CivilFEM con ANSYS: Análisis estructural y aplicaciones de Ingeniería
civil.
129
5.1.5 PROCESO DE REALIZACIÓN DE CÁLCULO
5.1.5.1 Pre-proceso
Se establece la geometría del problema, este puede ser realizado en el mismo
ANSYS o en un programa CAD para su posterior importación. Es preferible
realizar curvas suaves y cambios no tan bruscos de sección con el propósito de
evitar la divergencia en el cálculo posterior.
Se definen las propiedades de los materiales a utilizarse, sin ninguna excepción
todos los elementos deben ser asignados por un material en particular.
Se realiza el mallado con una aproximación discreta del problema sobre la base
de los puntos y nodos; estos nodos al conectarse forman elementos finitos que
juntos forman el volumen del material. El mallado puede realizarse de manera
automática obteniéndose un mallado por defecto, o se puede realizar una malla
más refinada de manera manual.
5.1.5.2 Proceso
En esta parte se restringen los movimientos y se dotan de grados de libertad a los
nodos, este proceso debe realizarse manualmente ya que se definen los grados
de traslación y rotación en el eje que se desee.
Además se aplican las cargas y momentos en los miembros correspondientes y
en la dirección requerida, se pueden aplicar también cargas distribuidas.
Una vez que todas las cargas y restricciones están correctamente establecidas,
se obtiene la solución.
5.1.5.3 Post-proceso
Una vez obtenidos los resultados, se los interpreta, además se pueden observar
visualmente mediante una escala donde se encuentran los puntos críticos, ya sea
de deformación, esfuerzos, entre otros.
Estos datos obtenidos se los puede imprimir para cualquier reporte.
130
5.2 SIMULACIÓN DE LA ESTRUCTURA
Para realizar la simulación de la estructura se utilizará la plantilla Static Structural
la misma que consta de 6 células que deben ser desarrolladas de manera
secuencial con el fin de realizar correctamente el proyecto. Cada célula indica el
estado de desarrollo, por ello es imposible pasar a la siguiente opción si no se ha
completado correctamente una célula, un signo de visto de color verde indicará
cuando este bien realizada la operación para poder continuar a la siguiente.
Figura 5.4 Plantilla Static Structural
Fuente: (Programa Ansys 16.1)
5.2.1 ENGINEERING DATA
En esta célula se encuentran los datos técnicos del problema, tales como tipo del
material, módulo de elasticidad, temperatura de trabajo, entre otros. Estos datos
vienen cargados en la librería del programa, pero si es necesaria su modificación
debido a requerimientos específicos, se lo puede realizar sin ningún problema
desde el mismo módulo.
Figura 5.5 Célula de datos de Ingeniería
Fuente: (Programa Ansys 16.1)
131
5.2.2 GEOMETRY
Se dibuja la geometría del fenómeno a analizar, para esto es necesario realizar
varias consideraciones y aproximaciones de manera que se pueda simplificar el
problema y resolverlo de una manera más práctica, sin salirse de los parámetros
esenciales.
Se dibuja el esqueleto o armazón de la estructura con líneas, de esta manera se
ahorra memoria computacional que es muy importante al momento de realizar los
cálculos de simulación
Figura 5.6 Esqueleto de la pluma de la estructura de la grúa
Fuente: Propia
Luego de esto es necesario definir los perfiles de las líneas realizadas, en este
caso seleccionamos perfiles en “L” correspondiente a cada zona de la pluma, los
perfiles son modificados en una ventana de manera específica, configurando su
espesor, y longitud por lado.
Esto permitirá obtener resultados más confiables en los miembros a instalar, ya
que el análisis que se realiza es para cada elemento.
132
Figura 5.7 Creación de perfiles en L
Fuente: Propia
Figura 5.8 Definición de perfiles por cada zona correspondiente
Fuente: Propia
Es importante que cada elemento sea definido con una forma y un material, una
vez establecidos los diferentes perfiles es necesario revisar que estén
completamente alineados evitando que los perfiles se encuentren al azar.
133
Figura 5.9 Elementos definidos por ANSYS 16.1
Fuente: Propia
Una vez corregida esta parte es más factible a que el sistema converja en relación
a la continuidad de los perfiles, y se podrá seguir a la siguiente célula.
Figura 5.10 Elementos alineados y continuos de la estructura
Fuente: Propia
5.2.3 MODEL
En esta opción se define un modelo matemático que se ajuste con el fenómeno a
estudiar, que consiste en un buen mallado y la selección de los materiales a
considerar.
134
Se va a efectuar un mallado que realice divisiones de cada miembro en un
número determinado de partes, estos pueden ser de 5, 10 o 20 partes,
dependiendo la longitud de cada miembro y de las solicitaciones mecánicas que
se presenten en el mismo, de esta manera los resultados serán más confiables a
los que se presentan cuando se toma un mallado por defecto.
Una vez configurado cada elemento para un determinado número de divisiones se
prosigue a generar la malla.
Figura 5.11 Mallado de la pluma
Fuente: Propia
5.2.4 SETUP
Es aquí donde se definen las condiciones de borde y de contactos, ya sea para
restringir movimientos o para aplicar fuerzas o momentos en miembros o en
planos específicos, que actúan en el sistema.
5.2.5. SOLUTION
Es donde más trabaja el programa, ya que es aquí donde se producen los
procesos de cálculo y donde se solucionan las ecuaciones lineales y no lineales
del proyecto que se ha realizado. Se seleccionan los efectos que se desean
analizar.
5.2.6 RESULTS
Para obtener los resultados es necesario identificar la zona donde se encuentran
los esfuerzos máximos, de esta zona se selecciona el elemento crítico a partir del
cual se van a analizar todos los esfuerzos y deformaciones correspondientes.
135
Primeramente, se analiza el esfuerzo equivalente en toda la estructura para
identificar el área crítica donde se encuentran los esfuerzos máximos.
Figura 5.12 Zona crìtica de esfuerzos
Fuente: Propia
La zona con esfuerzos críticos se encuentra en la parte donde va montado el
sistema de poleas, es decir, donde se concentra la fuerza al momento de la
manipulación de la carga.
Ansys muestra los resultados en una escala de colores, siendo azul el valor más
bajo y rojo el valor más alto. El valor más alto es de 130 [MPa], este valor es
menor al del material que es de 485 [MPa], por lo tanto, la estructura soportará la
carga máxima de 30 Tn, y se da por válido el análisis realizado,
A partir de estos resultados se pueden escoger los elementos más críticos y
realizar un análisis más profundo.
136
Figura 5.13 Momento máximo de la estructura
Fuente: Propia
Figura 5.14 Diagrama de momento de del elemento crítico
Fuente: Propia
137
El momento máximo es de 1399,4 [Nm], este valor se lo compara con el esfuerzo
admisible, con la siguiente relación
+=
;/<: ∗ x
~
Donde:
+: Esfuerzo normal por flexión
Mmáx: Momento máximo (1399,4 [Nm])
y: Distancia al centro (0,0252 [m])
I: Inercia del elemento (0,0000003910 [m4])
+=
1399,4)/ ∗ 0,0252/
0,000000391/€
+=
1399,4)/ ∗ 0,0252/
0,000000391/€
+ = 90 191 508,95 
)
‚
/$
+ = 90 191 508,95 [*<]
+ = 90,2 [;u<]
Este valor se compara con las propiedades del acero a utilizar que se especifica
en la tabla 2.9, este valor se encuentra en un rango menor, por lo tanto, la
estructura es válida.
Para un análisis más detallado de toda la estructura se adjunta el reporte de la
simulación en el anexo 11.
138
CAPÍTULO 6
COSTOS
Una de las partes más importantes en un proyecto es la realización de los costos
este determinará qué tan rentable es la realización de una obra bajo estándares
específicos y según el capital se pueden elegir materiales de mayor o menor
calidad. En esta sección se analizarán costos de materiales, costos de mano de
obra, costos administrativos, costos de transporte, costos financieros, etc.
6.1 CLASIFICACIÓN DE LOS COSTOS
Los costos pueden clasificarse de diferentes maneras, dependiendo del uso o
aplicación que tengan, es indispensable establecer una correcta clasificación para
determinar el método más adecuado de acumulación y asignación.
6.1.1 COSTOS SEGÚN LA FUNCIÓN
·
Costos de administrar
·
Costos de fabricar
·
Costos financieros
·
Costos de vender
6.1.2 COSTOS SEGÚN LA ACTIVIDAD
·
Costos Directos
·
Costos Indirectos
6.1.3 COSTOS POR EL TIEMPO
·
Costos históricos
·
Costos predeterminados
6.1.4 COSTOS POR EL TIEMPO DE CARGA DE INGRESOS
·
Costos del periódico
·
Costos del producto
139
6.1.5 COSTOS SEGÚN EL GRADO DE CONTROL
·
Costos controlables
·
Costos no controlables
6.1.6 COSTOS SEGÚN EL COMPORTAMIENTO
·
Costos fijos
·
Costos variables
·
Costos semi-variables o semifijo
6.1.7 COSTOS SEGÚN LA TOMA DE DECISIONES
·
Costos relevantes
·
Costos irrelevantes
6.1.8 COSTOS SEGÚN EL COSTO DE SACRIFICIO INCURRIDO
·
Costos desembolsables
·
Costos de oportunidad
6.1.9 COSTOS SEGÚN EL CAMBIO ORIGINADO POR EL AUMENTO O
DISMINUCIÓN DE ACTIVIDAD.
·
Costos diferenciales
·
Costos sumergidos
6.1.10 COSTOS CON RELACIÓN A LA DISMINUCIÓN DE ACTIVIDADES.
·
Costos evitables
·
Costos inevitables
140
6.2 COSTOS DIRECTOS
Son los costos de los recursos empleados en la elaboración del producto, por
ejemplo gastos de materias primas, insumos, sueldos, salarios, gratificaciones,
indemnizaciones, pensiones, entre otros.
Además incluye los costos de operación y transformación de la materia prima, es
por eso que dependen del volumen de producción, de esta manera al aumentar la
demanda aumentan los costos y el margen de utilidad.
Se pueden tomar como costos directos los siguientes:
·
Costos de mano de obra
·
Costos de equipos
·
Costo de materiales
6.2.1 COSTO DE MANO DE OBRA
La mano de obra se considera de manera implícita en el costo total de producción
y comprende al valor agregado del personal que interviene en las fases de
análisis,
desmontaje,
construcción,
montaje,
ensamblaje,
verificación
y
recubrimiento de la estructura de la grúa
6.2.2 COSTO DE EQUIPOS
Es importante determinar los equipos que se van a utilizar en la realización del
proyecto esto debe incluirse en la planificación, cada equipo tiene su respectivo
costo de utilización por hora, en caso que se requiere un equipo o maquinaria en
el proyecto es necesario determinar los tiempos reales de uso con el fin de evitar
desperdicios en costos de alquiler.
6.2.3 COSTOS DE MATERIALES
Los costos de los materiales dependen del volumen de producción, de la calidad
de los elementos y de los adictivos necesarios para ambientes y condiciones
específicas. Los costos y elección del material dependen además de la
disponibilidad del mercado.
141
6.3 COSTOS INDIRECTOS
En los costos indirectos se tienen todos aquellos gastos que no son identificados
con la producción, pero que tienen una forma indirecta de relación; de manera
específica se puede hablar de los costos relacionados con las áreas organizativas
en apoyo a las acciones de la empresa.
Se pueden citar los siguientes costos como costos indirectos:
·
Costos administrativos y financieros
·
Costos por imprevistos
·
Costos de transporte
6.3.1 COSTOS ADMINISTRATIVOS Y FINANCIEROS
Estos costos no dependen del volumen de producción, ni del tipo o duración del
proyecto, ya que estos valores se incluyen de manera constante todos los meses
dentro de la empresa.
6.3.2 COSTOS POR IMPREVISTOS
Los costos por imprevistos o de contingencia son un respaldo ante cualquier
eventualidad que se puede presentar durante el desarrollo del proyecto, se lo
puede incluir en la utilidad o a su vez en los propios costos.
6.3.4 COSTOS DE TRANSPORTE
El costo de transporte es un costo que depende de la trayectoria del recorrido y
del tipo de automotor que se esté utilizando.
Para este proyecto se considerarán los siguientes costos:
·
Costos de mano de obra
·
Costos de insumos
·
Costos de materiales
·
Costo de personal
142
6.4 DETALLE DE COSTOS
Se detallan los costos unitarios incluidos en este proyecto tales como costos de
personal, insumos y materiales según las operaciones realizadas.
6.4.1 COSTOS DE ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y TOMA DE DATOS
En esta sección se toma en consideración los costos asociados en el estudio de
la estructura, para determinar las condiciones de trabajo, las dimensiones de los
elementos y sus respectivas funcionalidades.
Tabla 6.1 Costos de análisis estructural y toma de datos
Rubro
Tiempo
Peso
K
Descripción
Computador
Herramientas menor
EPP
Descripción
Ingenieros
Ayudantes
COSTOS DIRECTOS
Analisis estructural y toma de datos
120
Horas
7302,9
Kg
60,86
Equipos
Tarifa
Costo por hora
Cantidad
Costo unitario
[USD/hora] [USD/hora]
2
0,6
1,2
0,0197
1
0,5
0,5
0,0082
4
1
4
0,0657
TOTAL
0,0937
Personal
Jornal
Costo por hora
Cantidad
Costo unitario
[USD/hora] [USD/hora]
2
10
20
0,3286
2
2,4
4,8
0,0789
TOTAL
0,4075
SUBTOTAL
0,5012
COSTO INDIRECTO (10%)
0,0501
UTILIDAD (15%)
0,0752
COSTO TOTAL
0,6265
CANTIDAD
7302,9
PRECIO
4575,00
143
6.4.2 COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Y ENSAMBLAJE
Corresponde a todos los costos involucrados en la fabricación, tales como: cortes,
soldaduras, suavizado de superficies, entre otros; además incluye el ensamble
entre las diferentes partes.
Tabla 6.2 Costos de construcción y montaje
Rubro
Tiempo
Peso
K
Descripción
Amoladoras
Oxicorte
Equipo de izaje
Herramienta menor
EPP
COSTOS DIRECTOS
Construcción y ensamblaje
192
Horas
7302,9
Kg
38,04
Equipos
Tarifa
Costo/hora
Cantidad
[USD/hora]
[USD/hora]
2
1,5
3
2
3
6
2
4
8
2
2
4
4
1
4
TOTAL
Costo
unitario
0,0789
0,1577
0,2103
0,1052
0,1052
0,6573
Personal
Descripción
Soldadores calificados
Armadores
Ayudantes
Cantidad
Jornal
[USD/hora]
Costo/hora
[USD/hora]
Costo
unitario
2
2
2
8
5
2,5
16
10
5
0,4207
0,2629
0,1315
0,8150
TOTAL
Material
Descripción
Cilindro de oxígeno
Cilindro de acetileno
Discos de corte
Discos de desbastes
Electrodo E6010
Electrodo E7013
Costo u.
[USD]
35
35
1,92
2,08
25,00
28,00
TOTAL
Costo
unitario
0,0276
0,0276
0,0126
0,0137
0,1643
0,1840
0,4299
Costo u.
[USD]
12
137,68
34
54,88
1
227,88
2
703,20
TOTAL
SUBTOTAL
COSTO INDIRECTO (10%)
UTILIDAD (15%)
COSTO TOTAL
CANTIDAD
PRECIO
Costo
unitario
0,23
0,26
0,03
0,19
0,71
2,6077
0,2608
0,3912
3,2596
7302,9
23804,45
Unidad
Cantidad
20 kg
20 kg
Unidad
Unidad
Kg
Kg
0,03
0,03
0,25
0,25
0,25
0,25
Materia Prima
Descripción
Perfiles 150x150x10
Perfiles 75x75x8
Planchas 10mm
Planchas 27mm
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Unidad
Cantidad
144
6.4.3 DESMONTAJE DE LA PLUMA.
Incluye todas las operaciones necesarias para el desmontaje de la pluma de la
grúa, así como todas las herramientas y el personal necesario para realizar las
maniobras con seguridad.
Tabla 6.3 Desmontaje de elementos estructurales de la pluma de la grúa
COSTOS DIRECTOS
Rubro
Tiempo
Peso
K
Descripción
Grúa capacidad 5 TN
Amoladoras
Oxicorte
Herramientas menores
EPP
Desmontaje
16
Horas
7302,9
Kg
456,43125
Equipos
Tarifa
Costo/hora
Cantidad
[USD/hora]
[USD/hora]
1
30
30
2
1,5
3
2
3
6
2
2
4
4
1
4
TOTAL
Costo
unitario
0,0657
0,0066
0,0131
0,0088
0,0088
0,1030
Personal
Descripción
Soldadores calificados
Operador de grúa 5TN
Operador de la grúa barcaza
Operarios
Ayudantes
Cantidad
2
1
1
2
2
Jornal
[USD/hora]
8
5
5
3
2,5
Costo/hora
[USD/hora]
16
5
5
6
5
TOTAL
Costo
unitario
0,0351
0,0110
0,0110
0,0131
0,0110
0,0811
Material
Descripción
Cilindro de oxígeno
Cilindro de acetileno
Discos de corte
Discos de desbastes
Unidad
20 kg
20 kg
Unidad
Unidad
Costo u.
[USD]
0,03
35
0,03
35
0,25
1,92
0,25
2,08
TOTAL
SUBTOTAL
COSTO INDIRECTO (10%)
UTILIDAD (15%)
COSTO TOTAL
CANTIDAD
PRECIO
Cantidad
Costo
unitario
0,0023
0,0023
0,0010
0,0011
0,0068
0,1908
0,0191
0,0286
0,2385
7302,9
1742
145
6.4.4 MONTAJE DE LA PLUMA
Se incluyen el personal, las herramientas y procesos necesarios para el montaje
de la pluma, esto incluye la colocación y correcta calibración.
Tabla 6.4 Costo de montaje de la pluma
COSTOS DIRECTOS
Rubro
Tiempo
Peso
K
Montaje
24
7302,9
304,29
Horas
Kg
Equipos
Descripción
Grúa capacidad 5 TN
Amoladora
Soldadoras 300 A
Equipo de Oxicorte
Herramienta menor
Descripción
Soldadores calificados
Operador de grúa 5 TN
Operador de grúa barcaza
Supervisor
Armadores
Ayudantes
Cantidad
1
1
2
1
1
Tarifa
[USD/hora]
30
1,5
8
4
2
Personal
Jornal
Cantidad
[USD/hora]
2
8
1
5
1
5
1
10
2
5
4
2,5
Costo/hora
[USD/hora]
30
1,5
16
4
2
TOTAL
Costo
unitario
0,0986
0,0049
0,0526
0,0131
0,0066
0,1758
Costo/hora
[USD/hora]
16
5
5
10
10
10
TOTAL
Costo
unitario
0,0526
0,0164
0,0164
0,0329
0,0329
0,0329
0,1840
Material
Descripción
Electrodos 7018
Discos de desbastes
Discos de corte
Unidad
Cantidad
Costo u.
[USD]
Costo
unitario
Kg
Unidad
Unidad
0,03
0,041666667
0,041666667
18
2,08
1,92
0,0018
0,0003
0,0003
0,0023
0,3622
0,0362
0,0543
0,4527
7302,9
3306,20
TOTAL
SUBTOTAL
COSTO INDIRECTO (10%)
UTILIDAD (15%)
COSTO TOTAL
CANTIDAD
PRECIO
146
6.4.5 COMPROBACIÓN FUNCIONAL Y DIMENSIONAL
Una vez realizado el montaje y ensamblaje respectivo es necesario realizar una
verificación tanto de las dimensiones como de la funcionalidad de la grúa.
Tabla 6.5 Costos de comprobación funcional y dimensional
Rubro
Tiempo
Peso
K
Descripción
Equipo de medición
Equipo de ultrasonido
Descripción
Operador de grúa barcaza
Ayudantes
Tecnico de ultrasonido
COSTOS DIRECTOS
Comprobación funcional y dimensional
24
Horas
7302,9
Kg
304,29
Equipos
Tarifa
Costo por hora
Cantidad
Costo unitario
[USD/hora]
[USD/hora]
1
8
8
0,0263
1
30
30
0,0986
TOTAL
0,1249
Cantidad
1
2
1
Personal
Jornal
[USD/hora]
5
2,5
10
Costo por hora
[USD/hora]
5
5
10
TOTAL
SUBTOTAL
COSTO INDIRECTO (10%)
UTILIDAD (15%)
COSTO TOTAL
CANTIDAD
PRECIO
Costo unitario
0,0164
0,0164
0,0329
0,0657
0,1906
0,0191
0,0286
0,2383
7302,9
1740,00
147
6.4.6 RECUBRIMIENTO DE LA PLUMA
En el recubrimiento de la pluma se incluyen los procesos y materiales necesarios
que se necesitan para la protección del sistema.
Tabla 6.6 Costos de recubrimiento de la pluma de la grúa
Rubro
Tiempo
Peso
K
Descripción
Equipo de Sand Blasting
Equipo de pintura
Compresor soplete
COSTOS DIRECTOS
Recubrimiento
40
Horas
7302,9
Kg
182,57
Equipos
Tarifa
Costo/hora
Cantidad
[USD/hora]
[USD/hora]
2
4
8
1
6
6
1
4
4
TOTAL
Costo
unitario
0,0438
0,0329
0,0219
0,0986
Personal
Descripción
Operario (Sand Blasting)
Operarios (pintores)
Ayudantes
Operador de grúa
Cantidad
1
2
2
1
Jornal
[USD/hora]
7
4
2,5
5
Costo/hora
[USD/hora]
7
8
5
5
TOTAL
Costo
unitario
0,0383
0,0438
0,0274
0,0274
0,1369
Material
Descripción
Diluyente
Pintura (fondo, int, acabado)
Unidad
Kg
L
Costo u
[USD]
0,008
13
0,001
15
TOTAL
SUBTOTAL
COSTO INDIRECTO (10%)
UTILIDAD (15%)
COSTO TOTAL
CANTIDAD
PRECIO
Cantidad
Costo
unitario
0,0006
0,0001
0,0007
0,2362
0,0236
0,0354
0,2952
7302,9
2155,95
1 Análisis estructural y toma de datos
2 Construcción y ensamble de elementos
3 Desmontaje de elementos
4 Montaje de conjunto de elementos
5 Comprobación funcional y dimensional
6 Recubrimiento
Actividades
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Unidad
0,5012
2,6077
0,1908
0,3622
0,1906
0,2362
0,0501
0,2608
0,0191
0,0362
0,0191
0,0236
C Ind.
0,0752
0,3912
0,0286
0,0543
0,0286
0,0354
Utilidad
Total
0,6265
3,2596
0,2385
0,4527
0,2383
0,2952
TOTAL
Inversión (USD)
Inversión acumulada (USD)
Avance (%)
Avance acumulado(%)
7302,9
7302,9
7302,9
7302,9
7302,9
7302,9
Costo Cantidad
Cronograma valorado
4575,0
23804,5
1742,0
3306,2
1740,0
2156,0
37323,6
Precio
S1
1830
1830
12,5
12,5
S1
Tabla 6.7 Cronograma valorado de actividades
S7
S8
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
1830 6866 5951 5951 8771 4176 1948
3660 10526 16477 22428 31199 35375 37323
12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5
25,0 37,5 50,0 62,5 75,0 87,5 100,0
S2
Tiempo (semanal)
S3
S4
S5
S6
total del mismo. Se ha considerado un 10% para los costos indirectos y una utilidad de 15% del valor de los costos directos.
Una vez realizado el análisis de todos los costos involucrados en el proyecto, se suman todos los costos para obtener el costo
6.4.7 COSTOS TOTALES
148
149
CAPÍTULO 7 .
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 CONCLUSIONES
·
Se han especificado los procesos de fabricación y montaje de los
elementos de la pluma de la grúa mediante el análisis estructural y
dimensional.
·
La estructura de la pluma es un sistema constituido por varios elementos
que incluyen diferentes perfiles y espesores, un mismo sistema puede
estar provisto por diferentes materiales, en este sistema se encontraron 2
diferentes clases de perfiles en L y 2 tipos de placas con diferentes
espesores.
·
Mediante la utilización de programas CAD se pudieron obtener los planos
de los elementos estructurales, los mismos que sirvieron para la
construcción de los elementos y para una mejor determinación del
ensamble de las partes.
·
La simulación de la estructura en condiciones estáticas nos permite
visualizar de una mejor manera el comportamiento de los elementos de la
estructura, pudiéndose determinar qué elementos sufren una mayor
deformación y en donde se tiene un elemento crítico, así se puede tomar
decisiones para colocar refuerzo en determinadas zonas.
·
Un cambio total de la estructura es más conveniente que una
repotenciación ya que se eliminan costos de análisis de la situación actual
de la estructura y además se tiene un mayor tiempo funcional de la nueva
estructura
150
7.2 RECOMENDACIONES
·
Realizar un análisis profundo de toda la grúa y barcaza determinando el
estado físico y funcional de todo el conjunto debido a que ya cumplió su
tiempo de vida útil, y puede fallar en el momento menos pensado,
determinando si es necesaria su recuperación total o dada de baja
definitivamente.
·
Realizar mantenimientos preventivos periódicos en todos los elementos de
la estructura, esto ayuda a prolongar la vida útil de los elementos
manteniendo los mismos en perfectas condiciones
·
Implementar un sistema del control electrónico en la grúa para controlar el
peso del elemento izado, con la finalidad de evitar sobrepasar la carga
máxima permitida y evitar posibles catástrofes.
·
Realizar inspecciones previas del material a utilizar y de los procesos de
fabricación para asegurar la confiabilidad de los mismos.
·
Cumplir con los protocolos de seguridad antes, durante y después de la
realización de cualquier maniobra a realizar en la estructura.
·
Realizar una previa actualización de los valores de costos al momento de
la implementación, ya que se pueden ver afectados por reformas
gubernamentales.
151
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154
ANEXO 1
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA GRÚA
BARCAZA SMITH RICE
155
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA GRÚA
BARCAZA SMITH RICE
GENERAL
Nombre de la Grúa
Smith Rice
Capacidad o Carga nominal
30 Tn
Radio máximo desde el pedestal a la línea de centro de la
carga
Radio mínimo desde el pedestal a la línea de centro de la
carga
28 m
4,86 m
Washington Iron
Marca
Works
Modelo
28H-120BA
Peso de la grúa
7,2 Tn
Material
ASTM A-36
Año de construcción
1938
Contrapeso
55 Tn
PLUMA
Tipo
Celosía
Longitud
28 m
Longitud de la extensión
6m
Ángulo mínimo de operación con respecto a la horizontal
10º
Ángulo máximo de operación con respecto a la horizontal
75º
Mecanismo de izaje de la pluma
Tambor
Motor de
Tipo de motor
Combustión interna
Marca
Cummis 6 cilindros
Combustible
Diesel
Torque máximo(Lb-pie)
1010 a 1500 rpm
GANCHO PRINCIPAL
Capacidad
30 Tn
156
Velocidad de izaje
No Especifica
Motor de
Tipo de motor
combustión interna
Cum
mis 6 cilindros
Marca
Combustible
Diesel
Torque máximo (Lb - pie)
1010 a 1500 rpm
Número de líneas
6
GANCHO AUXILIAR
Capacidad
12 Tn
Velocidad de izaje
No Especifica
Motor de
Tipo de motor
combustión interna
Marca
Cummis 6 cilindros
Combustible
Diesel
Torque máximo (Lb - pie)
1010 a 1500 rpm
Número de líneas
1
UNIDAD DE GIRO
Motor Combustion
Tipo de motor
Interna
Marca
Cummis 6 cilindros
Combustible
Diesel
Torque máximo (Lb - pie)
1010 a 1500 rpm
Tipo de freno
Hidráulico
Velocidad de giro
0,5 rpm
CONTROL E INSTRUMENTACIÓN
Indicador del ángulo y radio de la pluma:
No existe
CONDICIONES CLIMATOLÓGICAS
Velocidad máxima del viento en operación
N/A
157
ANEXO 2
LISTA DE MATERIALES
158
ANEXO 3
RODAMIENTOS CILÍNDRICOS FAG
159
ANEXO 4
POLEAS NORMALIZADAS
160
ANEXO 5.NORMA DIN 15061
161
ANEXO 6.PLANOS
162
ANEXO 7.OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE CORTE
163
ANEXO 8
ESPECIFICACIONES PROCEDIMIENTOS DE
SOLDADURAS WPS
164
ANEXO 9.GUÍA DE REMISIÓN DE TRANSPORTE
165
ANEXO 10
MANUAL DE SEGURIDAD DE SOLDADURA
166
Las reglas básicas de seguridad al momento de realizar la soldadura son:
1. Asegúrese que siempre exista una buena circulación de aire puro para
respirar. Evite la asfixia y enfermedades derivadas de la inhalación de
humos generados durante la aplicación de soldadura.
2. Evite riesgos de fuego, removiendo los materiales combustibles que
existan en su área de trabajo.
3. Las chispas generadas durante la aplicación de soldadura tienen un
alcance mayor al que se pueda imaginar, especialmente cuando la
aplicación se realiza en partes elevadas.
4. Nunca suelde en un área en la que existan líquidos combustibles, papel,
tela, grasas.
5. Utilice lentes de seguridad aprobados por Norma ANSI, para prevenir
daños a los ojos. En muchas ocasiones las chispas de soldadura saltan al
interior de la careta protectora.
6. Nunca ingrese a espacios cerrados sin la vigilancia de otra (s) persona (s).
La aplicación de soldadura en espacios cerrados genera peligros como:
fuego, explosión, asfixia o choque eléctrico.
7. Siempre tenga presente las rutas de salida en caso de emergencia.
8. Nunca suelde material galvanizado sin la adecuada extracción de humos o
ventilación, los humos de zinc son tóxicos.
9. Los humos producidos durante la aplicación de soldadura afectan la salud.
Mantenga su cabeza alejada de la corriente de humos. Así mismo, utilice el
equipo de respiración adecuado.
10. Poliéster y otras fibras sintéticas no son recomendadas para realizar
actividades de soldadura por su alto grado de inflamabilidad. Utilice
siempre ropa de algodón natural.
167
ANEXO 11
REPORTE DE LA SIMULACIÓN EN ANSYS
16.1
168
CAPÍTULO 8 PROJECT
First Saved Wednesday, January 6, 2016
Last Saved
Product Version
Thursday, June 2, 2016
16.1 Release
Save Project Before Solution
No
Save Project After Solution
No
169
Units
TABLE 1
Unit System Metric (m, kg, N, s, V, A) Degrees rad/s Celsius
Angle
Degrees
Rotational Velocity
rad/s
Temperature
Celsius
Model (A4)
Geometry
Object Name
State
TABLE 2
Model (A4) > Geometry
Geometry
Fully Defined
Definition
Source
Type
C:\Users\GABRIEL\Desktop\Simulacion
Corregida\Simulacion_smith_rice_files\dp0\SYS\DM\SYS.agdb
DesignModeler
Length Unit
Element Control
Meters
Program Controlled
Display Style
Body Color
Bounding Box
Length X
3,3964 m
Length Y
27,71 m
Length Z
1,3837 m
Properties
Volume
0,65863 m³
Mass
5170,2 kg
Scale Factor Value
1,
Statistics
Bodies
280
Active Bodies
280
Nodes
9698
170
Elements
5550
Mesh Metric
None
Basic Geometry Options
Parameters
Yes
Parameter Key
DS
Attributes
No
Named Selections
No
Material Properties
No
Advanced Geometry Options
Use Associativity
Yes
Coordinate Systems
No
Reader Mode Saves
Updated File
No
Use Instances
Yes
Smart CAD Update
No
Compare Parts On
Update
No
Attach File Via Temp
File
Yes
Temporary Directory
C:\Users\GABRIEL\AppData\Roaming\Ansys\v161
Analysis Type
3-D
Decompose Disjoint
Geometry
Yes
Enclosure and
Symmetry
Processing
Yes
TABLE 3
Model (A4) > Geometry > Body Groups
Object Name
Part
State
Meshed
Graphics Properties
Visible
Definition
Yes
171
Suppressed
No
Assignment
Structural Steel
Coordinate System Default Coordinate System
Bounding Box
Length X
3,3964 m
Length Y
27,71 m
Length Z
1,3837 m
Properties
Volume
0,65779 m³
Mass
5163,6 kg
Statistics
Object Line
Name Body
State
Line
Body
Nodes
9636
Elements
5520
Mesh Metric
None
TABLE 4
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
By Environment
Line
Body
Line
Body
Line
Body
172
ure
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
0, m
0,74 m
0, m
0,74 m
8,4189
3,9314 1,8071 0,333
e-016
m
m
54 m
m
0, m
8,8105
6,072 3,9314
e-016
m
m
m
Length Y
6,072
m
Length Z
7,436e
0,3117 0,3945 0,246
-016 0,83 m 0,37 m
7m
3m
29 m
m
0, m
0, m
0, m
1,1369 7,4361
0,3117
0,37 m e-016 e-016
7m
m
m
Properties
6,8978 9,4288 4,2032 4,4801 2,1012 4,71e 8,4064 4,2032 8,4064 6,8978 4,4801
Volume e-003 e-004 e-004 e-003 e-003 -004 e-004 e-004 e-004 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
54,148 7,4016 3,2995 35,169 16,494 3,697 6,599 3,2995 6,599 54,148 35,169
kg
kg
kg
kg
kg
4 kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
6,072
3,9437 1,8496 0,414
6,072 3,9437
0,83 m 0,37 m
0,74 m 0,37 m 0,74 m
m
m
m
62 m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
173
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
95
27
5
53
27
13
9
5
9
95
53
Elements
47
13
2
26
13
6
4
2
4
47
26
Mesh
Metric
None
TABLE 5
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Object Line
Name Body
State
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
d
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperatu
re
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Line
Body
Lin Lin
e
e
Bod Bod
y
y
Line
Body
174
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
4,5043
e-002
m
0, m
4,5043
6,284e
e-002
-003 m
m
0, m
4,5043
e-002
m
Length Y
1,8071 0,333 0,4979
m
54 m
7m
0, m
0,1437 0,4979
7m
7m
0, m
0,4979
7m
Length Z
0,3945 0,246
3m
29 m
Length X
0, m
3,3478
e-002
m
3,3478
1,3837 0,2997
e-002 1,38 m
m
5m
m
8,4128
e-015
m
0, m
2,1299
m
0, m
1,3465
m
8,2525
e-015
m
Properties
2,1012 4,71e- 1,4532
1,3312 1,4532
6,1768
1,5719e
1,5677e 1,45e- 1,5296ee-003 e-003
e-003
Volume e-003 004 e-003
-003 m³
-003 m³ 003 m³ 003 m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
16,494 3,697 11,408
kg
4 kg
kg
12,339
kg
10,45 11,408 12,306
kg
kg
kg
11,382
kg
12,008
kg
48,487
kg
Length
1,8496 0,414 0,5011
m
62 m
2m
1,3837 0,4590 0,5011
1,38 m
4m
2m
m
0,5 m
1,3465
m
2,1299
m
Cross
Section
Lpequeñas
Lgrand Lpequeñ
es
as
Lgrandes
Lpequeñ Lgrand Lpequeñ Lgrand
as
es
as
es
Cross
Section
Area
1,136e-003
m²
2,9e- 1,136e003 m² 003 m²
2,9e-003 m²
1,136e- 2,9e- 1,136e- 2,9e003 m² 003 m² 003 m² 003 m²
Cross
6,0182e-007
Section
m²·m²
IYY
6,3724 6,0182e
e-006
-007
m²·m² m²·m²
6,3724e-006
m²·m²
6,0182e 6,3724 6,0182e- 6,3724
e-006
007
e-006
-007
m²·m²
m²·m² m²·m²
m²·m²
Cross
6,0182e-007
Section
m²·m²
IZZ
6,3724 6,0182e
e-006
-007
m²·m² m²·m²
6,3724e-006
m²·m²
6,0182e 6,3724 6,0182e- 6,3724
e-006
007
e-006
-007
m²·m²
m²·m² m²·m²
m²·m²
Statistics
Nodes
27
13
31
Elements
13
6
15
175
Mesh
Metric
Object
Name
State
None
Line
Body
TABLE 6
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Lin Lin
Line
Line
Line
Line
Line
e
e
Body Body
Body Body
Body Bod Bod
y
y
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularity
1
Definition
Suppresse
d
No
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperatu
re
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignmen
t
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Line
Body
Line
Body
Line
Body
176
Bounding Box
Length X
2,1299
m
Length Y
Length Z
0, m
4,5043
6,4411
8,0537ee-002
0,74 m e-002
002 m
m
m
0, m
1,4786
e-002
m
0, m
0, m
6,4611
e-004
m
0,4979 0,89036 0,7120
m
7m
9m
0, m
5,797e-002 m
0,64088 m
1,1368 3,6795
2,3133 4,1606 1,2254
0,3645 0,3639
2,9748e0,83 m e-016 e-003
e-016 e-018 e-014
1m
m
016 m
m
m
m
m
m
Properties
6,1768 4,1408 4,1374 9,4288 8,4064
2,0735 1,8662 1,8661
1,45e- 2,5926eVolume e-003 e-004 e-004 e-004 e-004
e-003 e-003 e-003
003 m³ 003 m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
Length
48,487 3,2505 3,2478 7,4016 6,599 11,383
kg
kg
kg
kg
kg
kg
20,352
kg
16,277
kg
14,649 kg
2,1299 0,3645 0,3642
0,5000
0,83 m 0,74 m
0,894 m
m
1m
m
1m
0,715
m
0,6435 m
Cross Lgrand
Section
es
Lpequeñas
Lgrandes
Cross
2,9eSection
003 m²
Area
1,136e-003 m²
2,9e-003 m²
Cross 6,3724
Section e-006
IYY m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross 6,3724
Section e-006
IZZ m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
27
31
Elements
15
13
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 7
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Line
Body
Line
Body
Line
Body
177
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
5,0754
Length X e-002
m
Length Y
0,5611
1m
8,0537e-002
m
7,0852e-002
m
6,4411e-002
m
5,797e-002 m
4,8331e-002
m
0,89036 m
0,7833 m
0,71209 m
0,64088 m
0,53432 m
1,226
Length Z 3,1518
8m
e-015
1,346
5m
1,121
5m
1,226
8m
1,025
7m
1,121
5m
0,939
57 m
1,025
7m
0,867
72 m
0,939
57 m
178
m
Properties
1,724
4e003
m³
1,836
1e003
m³
1,556
1e003
m³
1,655
5e003
m³
1,420
4e003
m³
1,510
9e003
m³
1,293
7e003
m³
1,375
6e003
m³
1,158
9e003
m³
1,229
1e003
m³
Mass
12,826 13,53
kg
7 kg
14,41
3 kg
12,21
5 kg
12,99
5 kg
11,15
kg
11,86
1 kg
10,15
5 kg
10,79
8 kg
9,097
6 kg
9,648
4 kg
Length
0,5634 1,518
m
m
1,616
3m
1,369
8m
1,457
3m
1,250
3m
1,33
m
1,138
8m
1,210
9m
1,020
2m
1,082
m
Line
Body
Line
Body
Line
Body
1,6339
Volume e-003
m³
Cross Lgrand
Section
es
Lpequeñas
Cross
2,9eSection
003 m²
Area
1,136e-003 m²
Cross 6,3724
Section e-006
IYY m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
Cross 6,3724
Section e-006
IZZ m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 8
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
179
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
5,0754
2,0494 1,8883 1,7369 1,5952 1,4599 1,3311 1,2087 1,0928 0,9865 0,8898
Length X e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
4m
m
Length Y
0,5611
1m
Length Z
7,2771 6,6822 4,8486 4,0833 5,6933 4,5329 3,8666 7,7948 8,0658 1,9771
0,8677
e-015 e-015 e-015 e-015 e-015 e-015 e-015 e-015 e-015 e-015
2m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
0,89036 m
0,7833 m
0,71209 m
0,64088 m
0,53432 m
Properties
1,1753 2,5383 2,3716 2,1645 2,0188 1,8453 1,7149 1,5542 1,4392 1,2745 1,1791
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
9,226 19,926 18,617 16,991 15,848 14,485 13,462
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
12,2
kg
11,297 10,005 9,2559
kg
kg
kg
180
Length
1,0346 2,2344 2,0877 1,9054 1,7771 1,6244 1,5096 1,3681 1,2669 1,1219 1,0379
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 9
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line Line
Body Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
d
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperatu
By Environment
Line
Body
Line
Body
181
re
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
0,7907 2,0494 1,8883 1,7369 1,5952 1,4599 1,3311 1,208 1,09 0,9865 0,8898
5m
m
m
m
m
m
m
7 m 28 m
m
4m
Length Y
0,5611
1m
0,89036 m
0,7833 m
0,71209 m
0,64088 m
0,53432 m
4,1392
4,3086e-002
Length Z e-015 5,9858e-002 m 5,2661e-002 m 4,7873e-002 m
3,5922e-002 m
m
m
Properties
1,44
1,1015 2,5392 2,3726 2,1653 2,0197 1,8461 1,7158 1,555
1,2751 1,1798
eVolume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
e-003 e-003
003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
8,6466 19,933 18,625 16,998 15,855 14,492 13,469 12,20
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
7 kg
11,3
04
kg
10,01 9,2614
kg
kg
Length
0,9696 2,2352 2,0885 1,9061 1,7779 1,6251 1,5104 1,368 1,26 1,1225 1,0386
1m
m
m
m
m
m
m
8 m 76 m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
6,0182e-007 m²·m²
182
IYY
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Name
State
None
Line
Body
TABLE 10
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line Line Line Line Line Line Line Line
Body
Body Body Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transparency
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperature
By Environment
Offset Mode
Refresh on Update
Offset Type
Origin
Model Type
Beam
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Yes
Line
Body
183
Strain Effects
Bounding Box
Length X
0,79075 5,0754em
002 m
4,8331e002 m
5,797e-002
m
6,4411e002 m
7,0852e002 m
8,0537e002 m
Length Y
0,56111 m
0,53432 m
0,64088 m
0,71209 m
0,7833 m
0,89036
m
0,90364 m
0,98265 m
1,0736 m
1,1741 m
1,2867 m
Length Z
3,7723e002 m
0,83 m
Properties
Volume
Mass
Length
1,1023e- 1,1396e003 m³
003 m³
8,6531
kg
8,9457
kg
0,97034
1,0032 m
m
1,1938e003 m³
1,3344e003 m³
1,4653e003 m³
1,6054e003 m³
1,7798e003 m³
9,3716 kg
10,475 kg
11,503 kg
12,603 kg
13,972
kg
1,0509 m
1,1746 m
1,2899 m
1,4132 m
1,5668 m
Cross Section
Lpequeñas
Cross Section
Area
1,136e-003 m²
Cross Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh Metric
Object
Name
State
None
Line
Body
TABLE 11
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line Line Line Line
Line
Line
Line
Line
Line
Bod Bod Bod Bod
Body
Body
Body
Body
Body
y
y
y
y
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Line
Body
184
Transparen
cy
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperatur
e
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset Type
Origin
Model Type
Beam
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
8,0537e002 m
7,0852e-002 m
6,4411
e-002
m
4,8331e-002 m
8,0537e002 m
7,0852e002 m
6,4411
e-002
m
Length Y
0,89036
m
0,7833 m
0,7120
9m
0,53432 m
0,89036
m
0,7833 m
0,7120
9m
9,2909 1,1701 1,6579
5,9858ee-016 e-014 e-015
002 m
m
m
m
5,2661e002 m
4,7873
e-002
m
2,286e003 m³
2,0781
e-003
m³
Length Z 1,2867 m 3,8267e-016 m
Properties
Volume
Mass
1,7798e003 m³
13,972
kg
Length 1,5668 m
2,2808 2,2809 2,0735 1,5558 1,5559
2,5984ee-003 e-003 e-003 e-003 e-003
003 m³
m³
m³
m³
m³
m³
17,905 kg
16,277
kg
12,213 kg
0,7865 m
0,715
m
0,5365 m
20,397 kg 17,945 kg
0,896 m
0,78826
m
16,313
kg
0,7166
m
185
Cross Lpequeñ
Section
as
Lgrandes
Cross
1,136eSection
003 m²
Area
2,9e-003 m²
Cross
Section IYY
6,0182e007
m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section IZZ
6,0182e007
m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Name
State
None
Line
Body
TABLE 12
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line Line Line Line
Line
Line Line Line Line
Body
Body Body Body Body
Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transparency
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperature
By Environment
Offset Mode
Refresh on Update
Offset Type
Origin
Model Type
Beam
Line
Body
186
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain Effects
Yes
Bounding Box
Length X
6,4411e- 5,797e-002
002 m
m
4,8331e002 m
5,0754e002 m
8,0537e002 m
7,0852e002 m
6,4411e002 m
Length Y
0,71209
m
0,64088 m
0,53432 m
0,56111
m
0,89036 m
0,7833 m
0,71209
m
Length Z
4,7873e002 m
4,3086e002 m
3,5922e002 m
3,7723e002 m
5,9858e002 m
5,2661e002 m
4,7873e002 m
Properties
2,0781e003 m³
1,8703e003 m³
1,5593e003 m³
1,6375e003 m³
2,5984e003 m³
16,313
kg
14,682 kg
12,241 kg
12,855
kg
20,397 kg
Length 0,7166 m 0,64494 m
0,5377 m
0,56466
m
0,896 m
Volume
Mass
Cross Section
Lgrandes
Cross Section
Area
2,9e-003 m²
Cross Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
Cross Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
2,286e-003 2,0781em³
003 m³
17,945 kg
16,313
kg
0,78826 m 0,7166 m
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh Metric
Object
Name
None
Line
Body
TABLE 13
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line Line Line Line
Line
Line
Line
Bod Bod Bod Bod
Body
Body
Body
y
y
y
y
Line
Body
Line
Body
Line
Body
187
State
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transparen
cy
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperatur
e
By Environment
Offset Mode
Refresh on Update
Offset Type
Origin
Model Type
Beam
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
6,4411
Length X e-002
m
5,797e002 m
4,8331e002 m
5,0754
e-002 8,0537e-002 m
m
0,7120
9m
0,64088
m
0,53432
m
0,5611
1m
4,7873
Length Z e-002
m
4,3086e002 m
3,5922e002 m
3,7723
e-002
m
Length Y
0,89036 m
7,0852e-002 m
6,4411
e-002
m
0,7833 m
0,7120
9m
9,0834 9,754e 8,5812
e-016
-016
e-016
m
m
m
1,8229
e-015
m
2,1293
e-016
m
1,6375 2,5926e-003 m³ 2,2808
e-003
e-003
2,2809
e-003
2,0735
e-003
Properties
Volume 2,0781
e-003
1,8703e-
1,5593e-
188
m³
Mass
Length
003 m³
003 m³
m³
m³
16,313
12,855
14,682 kg 12,241 kg
kg
kg
0,7166
m
0,64494
m
0,5377 m
m³
m³
20,352 kg
17,905 kg
16,277
kg
0,894 m
0,7865 m
0,715
m
0,5646
6m
Cross
Section
Lgrandes
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
Cross
Section IYY
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section IZZ
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 14
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Lin
Line
Line
Line
Line
e
Line
Body Body Body Body Bod Body
y
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
d
No
Line
Body
Line
Body
Line
Body
189
Coordinate
System
Default Coordinate System
Reference
Temperatu
re
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
6,4411
5,0754
Length X e-002 5,797e-002 m 4,8331e-002 m e-002
m
m
Length Y
0,7120
9m
0,64088 m
2,22 m
0,5611
1m
0,53432 m
2,1293 4,5337 1,1804 1,2075 1,4819 2,0935
Length Z e-016 e-016 e-014 e-014 e-014 e-014
m
m
m
m
m
m
0,3483
9m
0, m
0,7506
6m
3,6795 1,4182
e-003 e-002
m
m
0, m
3,0558
e-002
m
0, m
0,
m
1,5228
3,2811
2,274
e-002
e-002
m
m
m
Properties
2,0735 1,8662 1,8661
Volume e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
1,5558e-003
m³
1,6339
1,0121 6,5946 2,1808
6,438e-003
e-003
e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
16,277
kg
14,649 kg
12,213 kg
12,826
kg
50,538 kg
Length
0,715
m
0,6435 m
0,5365 m
0,5634
m
2,22 m
Cross
Section
Lgrandes
Cross
Section
2,9e-003 m²
7,9453 51,768 17,119
kg
kg
kg
0,3490 2,274
1m
m
0,752
m
190
Area
Cross
Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 15
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body
Body
Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpar
ency
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Referenc
e
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Origin
Line
Body
Line
Body
Line
Body
191
Type
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
2,7365
Length X e-002
m
0, m
2,274 7,3117e
m
-004 m
1,953 1,255 5,097 3,391 8,173 5,241 3,583
6e2e5e6e- e-002 3e3e002 m 002 m 002 m 002 m
m
002 m 002 m
0,6096 1,8406e
8 m -004 m
0, m
6,9046e 0,446 0,315 1,089 0,775 1,869 1,199 0,790
-004 m 95 m 19 m 5 m 95 m 8 m
1 m 07 m
2,4819
1,3305
Length Z e-002
m
m
0, m
1,331 m
Length Y
1,819 1,283 4,435 3,158 7,611 4,881 3,216
4e1e1e7e8e4e2e002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m
Properties
1,7713
6,5946
1,5115e
1,512eVolume e-003
e-003
-003 m³
003 m³
m³
m³
1,298 9,155 3,165 2,254 5,432 3,483 2,295
5e3e6e3e2e6e5e003
004
003
003
003
003
003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
13,905 11,865 51,768 11,869
kg
kg
kg
kg
10,19 7,186 24,85 17,69 42,64 27,34 18,01
3 kg
9 kg
kg
6 kg
3 kg
7 kg
9 kg
Mass
Length
0,6108 1,3305
m
m
2,274
0,447 0,315 1,091 0,777 1,873 1,201 0,791
1,331 m
m
74 m 7 m
6 m 33 m 2 m
3 m 54 m
Cross Lgran Lpeque Lgran Lpeque
Section des
ñas
des
ñas
Cross 2,9eSection 003
Area m²
1,136e003 m²
2,9e003
m²
1,136e003 m²
Lgrandes
2,9e-003 m²
Cross 6,3724 6,0182e 6,3724 6,0182e
Section e-006
-007
e-006
-007
IYY m²·m² m²·m² m²·m² m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross 6,3724 6,0182e 6,3724 6,0182e
Section e-006
-007
e-006
-007
IZZ m²·m² m²·m² m²·m² m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
192
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 16
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Yes
Line
Body
Line
Body
Line
Body
193
Effects
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
2,3369 5,8778 2,738e
1,1372 1,2648 1,1368 1,265 1,2646 1,366 1,2652 1,3656
Length X e-002 e-002 -002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
0,5261 1,3871 0,6088 1,3863 1,5419 1,3863 1,5417 1,1105 1,199 1,1106 1,1991
9m
m
1m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Z
2,142e 5,6898 2,4353 5,6432 6,2767 5,6432 6,276e 4,5205 4,8809 4,5212 4,8814
-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 -002 e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Properties
1,5287 4,0297 1,7687 2,0379 2,2666 2,0376 2,2666 1,9126 2,0655 1,9131 2,0652
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass 12, kg
Length
31,633 13,885 15,997 17,793 15,995 17,793 15,014 16,214 15,018 16,212
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
0,5271 1,3895 0,6099 1,7939 1,9953 1,7936 1,9952 1,6836 1,8182 1,6841 1,818
5m
m
1m
m
m
m
m
m
m
m
m
Cross
Section
Lgrandes
Lpequeñas
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
41
Elements
15
20
Mesh
Metric
None
TABLE 17
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
194
Object Line
Name Body
Line
Body
State
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
d
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
Length Y
1,3136 1,3132 1,3646 1,5393 1,366 1,5393 1,4473 1,446 1,5393 1,6767 1,5393
m
m
m
m
m
m
m
3m
m
m
m
0, m
1,8698 2,1048 1,87 m 2,1048
0, m
1,5044 1,6386 1,5044
195
m
Length Z
0, m
m
m
7,6118 8,5682 7,6123 8,5682
e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
0, m
m
m
6,124e 6,6705 6,124e
-002 e-002 -002
m
m
m
Properties
1,4923 1,4918 2,6311 2,9638 2,6321 2,9638 1,6442 1,643 2,4461 2,6644 2,4461
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
Length
11,714 11,71 20,654 23,266 20,662 23,266 12,907 12,89 19,201 20,915 19,201
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
8 kg
kg
kg
kg
1,3136 1,3132 2,3161 2,609
m
m
m
m
2,317
m
2,609 1,4473 1,446 2,1532 2,3454 2,1532
m
m
3m
m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
41
Elements
20
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 18
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Line
Body
Line
Body
Line
Body
196
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
1,5228 1,3738 4,6651 3,2775 8,173e 5,0586 1,2628 4,0591
1,6767 1,6051 1,6097
e-002 e-002 e-002 e-002 -002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
1,6386
m
0, m
0,3483 0,3143 1,0673 0,7498 1,8699 1,1991 0,2784 0,9683
9m
2m
m
4m
m
m
4m
2m
6,6705
Length Z e-002
m
0, m
1,4086 1,2646 4,3153 3,0317 7,5601 4,8482 1,1258 3,915e
e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 -002
m
m
m
m
m
m
m
m
Properties
2,6644 1,8234 1,8286 1,0121 9,1312 3,1007 2,1784 5,4322 3,4834 8,0897 2,8129
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-004 e-003 e-003 e-003 e-003 e-004 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
197
Mass
Length
20,915 14,313 14,355 7,9453 7,168
kg
kg
kg
kg
kg
24,34
kg
17,1
kg
42,643 27,345 6,3504 22,081
kg
kg
kg
kg
2,3454 1,6051 1,6097 0,3490 0,3148 1,0692 0,7511 1,8732 1,2012 0,2789 0,9699
m
m
m
1m
7m
m
7m
m
m
5m
6m
Cross
Section
Lpequeñas
Lgrandes
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
2,9e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
41
31
Elements
20
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 19
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
Default Coordinate System
Line
Body
Line
Body
Line
Body
198
e System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
5,8865 1,889e
1,1372 1,2648 1,1368 1,2644 1,2646 1,3656 1,2646 1,364
Length X e-002 -002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
1,315
m
1,3863 0,4321 1,3863 1,5419 1,3863 1,5419 1,1105 1,1991 1,1105 1,2013
m
2m
m
m
m
m
m
m
m
m
0, m
5,6049 1,7467 5,6049 6,234e 5,6049 6,234e 4,4898 4,8482 4,4898 4,8571
Length Z e-002 e-002 e-002 -002 e-002 -002 e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
0, m
Length Y
Properties
4,0271 1,2554 2,0379 2,2666 2,0376 2,2663 1,9126 2,0652 1,9126 2,0655 1,4938
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
31,613 9,8547 15,997 17,793 15,995 17,791 15,014 16,212 15,014 16,214 11,727
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
1,3887 0,4328 1,7939 1,9953 1,7936 1,995 1,6836 1,818 1,6836 1,8182 1,315
m
9m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Cross
Section
Lgrandes
Lpequeñas
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
1,136e-003 m²
199
Cross
6,3724e-006
Section
m²·m²
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
6,3724e-006
Section
m²·m²
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
41
Elements
15
20
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 20
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
d
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Beam
Line
Body
Line
Body
Line
Body
200
Type
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
1,363 1,5393 1,3656 1,5393 1,4473 1,446 1,5393 1,6767 1,5393 1,6767 1,6051
m
m
m
m
m
3m
m
m
m
m
m
Length Y
1,8677 2,1048 1,8699 2,1048
m
m
m
m
0, m
1,5044 1,6386 1,5044 1,6386
m
m
m
m
0, m
7,5512
7,5601
8,51e8,51eLength Z e-002
e-002
002 m
002 m
m
m
0, m
6,0824 6,6252 6,0824 6,6252
e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
0, m
Properties
Volume
2,628e 2,9638 2,6317 2,9638 1,6442 1,643 2,4461 2,6644 2,4461 2,6644 1,8234
-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
20,63 23,266 20,659 23,266 12,907 12,89 19,201 20,915 19,201 20,915 14,313
kg
kg
kg
kg
kg
8 kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
2,3134 2,609 2,3167 2,609 1,4473 1,446 2,1532 2,3454 2,1532 2,3454 1,6051
m
m
m
m
m
3m
m
m
m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
41
Elements
20
201
Mesh
Metric
Object
Name
State
None
Line
Body
Line
Body
TABLE 21
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Line
Body
Line
Body
Line
Body
202
Bounding Box
Length X
1,6046
m
Length Y
1,0189e
-002 m
Length Z
4,1193e
-004 m
2,736 2,656 3,281 2,310 4,221 4,152 4,854 6,739 1,255 2,026
5e7e8e6e4e8e4e4e2e4e002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m
0,6095 m
0,750 0,528 0,965 0,880 1,110 1,541 0,315 0,435
72 m 56 m 65 m 41 m
4m
9m
14 m 53 m
2,465 2,833 3,035 2,137 3,904 3,559 4,489 6,234
0,377 0,407
1e- e-002
3e- e-002
2e6e6e- e-002
12 m 47 m
002 m
m
002 m
m
002 m 002 m 002 m
m
Properties
1,8229e
Volume
-003 m³
1,770 1,771 2,180 1,535 2,805 2,558
4,479 5,584 6,779
3,226
8e1e9e6e3e1e4e8e2ee-003
003
003
003
003
003
003
003
004
004
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
14,31
kg
13,90 13,90 17,12 12,05 22,02 20,08 25,32 35,16 4,384 5,321
1 kg
3 kg
kg
4 kg
2 kg
1 kg
4 kg
3 kg
1 kg
7 kg
Length
1,6046
m
0,610 0,610 0,752 0,529 0,967 0,882 1,112 1,544 0,491 0,596
61 m 74 m 05 m
5m
36 m 11 m
4m
6m
62 m 76 m
Cross Lpeque
Section
ñas
Lgrandes
Lpequeñas
Cross
1,136eSection
003 m²
Area
2,9e-003 m²
1,136e-003
m²
Cross 6,0182e
Section -007
IYY m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e-007
m²·m²
Cross 6,0182e
Section -007
IZZ m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e-007
m²·m²
Statistics
Nodes
41
31
Elements
20
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 22
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Line
Body
Line
Body
Line
Body
203
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
1,464e 2,8191 2,2784 1,943e 3,3897 3,0607 2,7475 4,1536 4,0194 2,8617
3,65e-002 e-002 e-002 -002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002
002 m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
0,4409 0,5388 0,5506 0,4149 0,7758 0,6996 0,6291 0,8807 0,9891 0,6359 0,8835
5m
2m
8m
7m
4m
8m
4m
m
4m
8m
1m
Length Z
0,4431 0,4827 0,5271 0,5661 0,6146 0,6742 0,7283 0,7894 0,8655 0,9312 0,9931
5m
6m
1m
6m
3m
9m
8m
3m
5m
9m
1m
204
Properties
7,1037 8,2246 8,6636 7,9772 1,1251 1,1044 1,0938 1,3444 1,4938 1,2815 1,5106
Volume e-004 e-004 e-004 e-004 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
5,5764 6,4563 6,8009 6,2621 8,8318 8,6696 8,5865 10,554 11,727 10,06 11,858
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
0,6253 0,724 0,7626 0,7022 0,9903 0,9721 0,9628 1,1834 1,315 1,1281 1,3297
2m
m
4m
2m
8m
9m
7m
m
m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 23
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Line
Body
Line
Body
Line
Body
205
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Centro
id
Origin
Model
Type
Origin
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
3,5892 4,5049 4,0075 4,2072
1,309e 1,972e 1,9276 2,3507 2,3144 1,898e
3,3534
Length X e-002 e-002 e-002 e-002
-002
-002 e-002 e-002 e-002 -002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
0,7901 1,0156 0,9325 0,9807
7m
m
7m
5m
0, m
0,2995 0,4511 0,4410 0,5391 0,5281 0,4370
2m
5m
7m
8m
4m
1m
Length Z
1,0608 1,1343 1,2131 1,2914
m
m
m
m
0, m
0,3764 0,4071 0,4430 0,4829 0,5260 0,5653
m
1m
3m
3m
8m
7m
Properties
1,5032 1,7303 1,7388 1,8427 3,8094 5,4665 6,9068 7,1051 8,2271 8,4724 8,1205
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-004 e-004 e-004 e-004 e-004 e-004
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
11,8
kg
13,583 13,649 14,465 29,904 4,2912 5,4219 5,5775 6,4582 6,6508 6,3746
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
1,3232 1,5232 1,5306 1,6221 3,3534 0,4812 0,608 0,6254 0,7242 0,7458 0,7148
m
m
m
m
m
m
m
5m
1m
1m
3m
Cross
Lpequeñas
206
Section
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
41
31
Elements
15
20
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 24
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Refresh on Update
Line
Body
Line
Body
Line
Body
207
Mode
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
3,2898 3,172e 2,7504 3,8155 4,3574 2,7352 3,5862 3,7736 4,0591 4,3935 4,2744
Length X e-002 -002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
0,7498 0,7256 0,6293 0,8800 0,9898 0,6352 0,8422 0,8319 0,9684 0,9803 0,9795
9m
2m
4m
7m
m
8m
9m
m
7m
1m
4m
Length Z
0,6133 0,6734 0,7282 0,7896 0,8652 0,9314 0,9911 1,0593 1,1321 1,2114 1,2907
6m
3m
1m
5m
5m
1m
5m
m
m
m
m
Properties
1,1012 1,1252 1,0938 1,3439 1,4943 1,2811 1,4782 1,5307 1,6931 1,771e 1,8413
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 -003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
8,6442 8,8326 8,5865 10,55
kg
kg
kg
kg
11,73 10,057 11,604 12,016 13,291 13,903 14,454
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
0,9693 0,9904 0,9628 1,183 1,3154 1,1278 1,3012 1,3474 1,4904 1,559 1,6208
4m
7m
7m
m
m
m
m
m
m
m
m
Cross
Section
Lpequeñas
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
208
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 25
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Yes
Line
Body
Line
Body
Line
Body
209
Effects
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
1,1978 1,1962 1,196 1,1974
m
m
m
m
6,284e 4,2744 1,9248 2,3535 4,2124 6,4278 2,7464
-003 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
6,6185
Length Y e-004
m
0, m
0,1437 0,9793 0,4410 0,5392 0,9651 1,4756 0,6292
7m
6m
1m
3m
5m
m
6m
2,6941
Length Z e-005
m
0, m
3,9868 1,7953 2,1951 3,9289 6,0069 2,5616
0,2997
e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002
5m
m
m
m
m
m
m
Properties
1,3607 1,3588 1,3587 1,3602 1,3312 2,8452 1,2812 1,5666 2,8039 4,2868 1,8281
Volume e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
10,682 10,667 10,666 10,678 10,45 22,335 10,058 12,297 22,011 33,652 14,351
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
1,1978 1,1962 1,196 1,1974 0,4590 0,9811 0,4418 0,5401 0,9668 1,4782 0,6303
m
m
m
m
3m
m
m
9m
7m
m
8m
Cross
Section
Lpequeñas
Lgrandes
Cross
Section
Area
1,136e-003 m²
2,9e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,0182e-007 m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
41
31
Elements
20
15
Mesh
Metric
None
TABLE 26
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
210
Object Line
Name Body
State
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
Length X
3,841
2,772
2,457 4,850 6,731 1,773 1,953 1,972 1,953
4,32e1,3131
1e7e6e1e7e- e-002
6e5e6e002 m
m
002 m
002 m
002 m 002 m 002 m
m
002 m 002 m 002 m
211
Length Y
0,880 0,989 0,635
09 m
8m
28 m
0, m
0,563 1,111 1,542 0,406 0,446 0,451 0,446
08 m
3m
4m
24 m 95 m
2m
95 m
Length Z
3,582 4,029 2,586
7e3e1e002 m 002 m 002 m
0, m
2,292 4,523 6,278 1,653 1,819 1,824 1,807
2e8e7e7e4e3e1e002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m 002 m
Properties
2,556 2,875 1,845
1,635 3,228 4,480 1,180 1,298 1,310 1,298
8e5e6e- 1,4917e 8e4e8e2e5e8e5eVolume
003
003
003 -003 m³ 003
003
003
003
003
003
003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
20,07 22,57 14,48
1 kg
3 kg
8 kg
11,71
kg
12,84 25,34 35,17 9,264 10,19 10,29 10,19
1 kg
3 kg
5 kg
5 kg
3 kg
kg
3 kg
Length
0,881 0,991 0,636
66 m 56 m 41 m
1,3131
m
0,564 1,113 1,545 0,406 0,447 0,452 0,447
08 m
2m
1m
96 m 74 m
m
74 m
Cross
Section
Lgrandes
Lpeque
ñas
Lgrandes
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
1,136e003 m²
2,9e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e
-007
m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
6,0182e
-007
m²·m²
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
41
31
Elements
15
20
15
Mesh
Metric
Object Line
Name Body
State
None
Line
Body
TABLE 27
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Line
Line
Line
Line
Line
Line
Body Body Body Body Body Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Glow
Yes
0
Line
Body
Line
Body
Line
Body
212
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppress
ed
No
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperat
ure
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
4,1794 2,7017 2,3849 1,7755 4,2838 2,7498 6,4482 3,4904 1,941e 5,8082 1,2705
Length X e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 -002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Length Y
0,9870 0,6380 0,5632 0,4062 0,9800 0,6292 1,4756 0,8764 0,4148 1,3288 0,3204
8m
8m
4m
1m
7m
6m
m
8m
6m
m
1m
3,9909 2,5798 2,2773 1,6424 3,9625 2,5442 5,9659 3,568e 1,6888 5,4094 1,3043
Length Z e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 -002 e-002 e-002 e-002
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Properties
Volume 2,8674 1,8536 1,6362 1,1801 2,8472 1,8281 4,2867 2,5459 1,2054 3,8605 9,3068
e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-004
213
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass
22,509 14,551 12,844 9,2638 22,351 14,35 33,651 19,985 9,4625 30,305 7,3058
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
0,9887 0,6391 0,5642 0,4069 0,9818 0,6303 1,4782 0,8779 0,4156 1,3312 0,3209
7m
8m
1m
3m
m
7m
m
m
6m
m
2m
Cross
Section
Lgrandes
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh
Metric
None
TABLE 28
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Object Line
Name Body
State
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Line
Body
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transpare
ncy
1
Specularit
y
1
Definition
Suppresse
No
Line
Body
Line
Body
Surfa Surfa
Surfac
ce
ce
e Body
Body Body
214
d
Coordinat
e System
Default Coordinate System
Reference
Temperatu
re
By Environment
Offset
Mode
Refresh on Update
Offset
Type
Origin
Model
Type
Beam
Middle
Stiffness
Behavior
Flexible
Thickness
1,e-002 m
Thickness
Mode
Manual
Material
Assignme
nt
Structural Steel
Nonlinear
Effects
Yes
Thermal
Strain
Effects
Yes
Bounding Box
4,5108 3,8996 1,9103 5,9224 3,7736 2,4044
Length X e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 e-002 1,5228e-002 m
m
m
m
m
m
m
0, m
2,22 m
1,0157 0,8922 0,4370 1,355 0,8320 0,5735 0,3483 0,3484
m
m
6m
m
5m
7m
9m
4m
6,072 m
0,4979
7m
4,1346 3,5918 1,7671 5,4783 3,3641
1,4182 1,4088
2,319e
Length Z e-002 e-002 e-002 e-002 e-002
e-002 e-002
-002 m
m
m
m
m
m
m
m
1,0763 m
3,3478
e-002
m
Length Y
Properties
2,9508 2,592e 1,2697 3,9364 2,4174 1,6662 1,0121 1,0123
1,0855
3,6204e-002
e-002
Volume e-003 -003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003 e-003
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
m³
Mass 23,164 20,347 9,9673
30,9
18,976 13,079 7,9453 7,9462
284,2 kg
85,212
215
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
Length
1,0175 0,8937 0,4378 1,3574 0,8335 0,5745 0,3490 0,3490
m
8m
3m
m
8m
4m
1m
5m
Cross
Section
Lgrandes
Cross
Section
Area
2,9e-003 m²
Cross
Section
IYY
6,3724e-006 m²·m²
Cross
Section
IZZ
6,3724e-006 m²·m²
kg
0,74
m
Centroid X
0, m 0,37 m
Centroid Y
3,4497 m
14,006
m
Centroid Z
0,36194 m
1,3634
m
Moment of
Inertia Ip1
883,55 kg·m²
1,7686
kg·m²
Moment of
Inertia Ip2
14,025 kg·m²
33,605
kg·m²
Moment of
Inertia Ip3
869,52 kg·m²
35,374
kg·m²
Surface
Area(appr
ox.)
3,6204 m²
1,0855
m²
Statistics
Nodes
31
365
363
178
Elements
15
290
287
149
Mesh
Metric
None
TABLE 29
Model (A4) > Geometry > Part > Parts
Object Name Surface Body
Surface Body
State
Meshed
Surface Body
216
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transparency
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Stiffness Behavior
Flexible
Coordinate System
Default Coordinate System
Reference Temperature
By Environment
Thickness
1,e-002 m
Thickness Mode
Manual
Offset Type
Middle
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear Effects
Yes
Thermal Strain Effects
Yes
Bounding Box
Length X
4,5043e-002 m
Length Y
Length Z
2,22 m
0,49797 m
1,38 m
1,3837 m
3,6795e-003 m
Properties
Volume 6,8163e-003 m³ 6,8255e-003 m³ 1,0831e-002 m³
Mass
53,508 kg
53,58 kg
85,021 kg
Centroid X
1,4576 m
-0,71758 m
0,37 m
Centroid Y
Centroid Z
14,005 m
14,006 m
0,68166 m
0,68074 m
-1,0013e-003 m
Moment of Inertia Ip1
9,4042 kg·m²
9,4393 kg·m²
1,7567 kg·m²
Moment of Inertia Ip2
8,2897 kg·m²
8,3233 kg·m²
33,53 kg·m²
217
Moment of Inertia Ip3
1,1145 kg·m²
1,116 kg·m²
35,287 kg·m²
Surface Area(approx.)
0,68163 m²
0,68255 m²
1,0831 m²
Statistics
Nodes
200
168
181
Elements
168
138
151
Mesh Metric
None
TABLE 30
Model (A4) > Geometry > Parts
Object Name Line Body
Line Body
State
Meshed
Graphics Properties
Visible
Yes
Glow
0
Shininess
1
Transparency
1
Specularity
1
Definition
Suppressed
No
Coordinate System Default Coordinate System
Reference Temperature
By Environment
Offset Mode
Refresh on Update
Offset Type
Origin
Model Type
Beam
Material
Assignment
Structural Steel
Nonlinear Effects
Yes
Thermal Strain Effects
Yes
Bounding Box
Length X
0,37 m
Length Y
0, m
Length Z
0, m
218
Properties
Volume
4,2032e-004 m³
Mass
3,2995 kg
Length
0,37 m
Cross Section
Lpequeñas
Cross Section Area
1,136e-003 m²
Cross Section IYY
6,0182e-007 m²·m²
Cross Section IZZ
6,0182e-007 m²·m²
Statistics
Nodes
31
Elements
15
Mesh Metric
None
TABLE 31
Model (A4) > Construction Geometry
Object Name Construction Geometry
State
Fully Defined
Display
Show Mesh
No
TABLE 32
Model (A4) > Construction Geometry > Paths
Object Name Path Path 2 Path 3
State
Fully Defined
Definition
Path Type
Edge
Suppressed
No
Scope
Geometry
1 Edge
Coordinate Systems
TABLE 33
Model (A4) > Coordinate Systems > Coordinate System
Global Coordinate
Coordinate System
Object Name
Coordinate System 2
System
219
State
Fully Defined
Definition
Type
Coordinate System ID
Cartesian
Cylindrical
0,
Coordinate System
Program Controlled
Suppressed
No
Origin
Origin X
0, m
-1,3217 m
2,0682 m
Origin Y
0, m
27,56 m
27,71 m
Origin Z
0, m
0,68816 m
0,68822 m
Define By
Geometry Selection
Geometry
Defined
Directional Vectors
X Axis Data
[ 1, 0, 0, ]
Y Axis Data
[ 0, 1, 0, ]
Z Axis Data
[ 0, 0, 1, ]
Principal Axis
Axis
X
Define By
Global X Axis
Orientation About Principal Axis
Axis
Y
Define By
Default
Transformations
Base Configuration
Transformed
Configuration
Absolute
[ -1,3217 27,56
0,68816 ]
Remote Points
TABLE 34
Model (A4) > Remote Points
Object Name Remote Points
State Fully Defined
[ 2,0682 27,71
0,68822 ]
220
Display
Show Connection Lines
No
TABLE 35
Model (A4) > Remote Points > Remote Point
Object Name
Remote Point
State
Fully Defined
Scope
Scoping Method
Geometry Selection
Geometry
2 Edges
Coordinate System Global Coordinate System
X Coordinate
0,37 m
Y Coordinate
27,072 m
Z Coordinate
6,83 m
Location
Defined
Definition
ID (Beta)
6916
Suppressed
Behavior
No
Deformable
Pinball Region
All
DOF Selection
Program Controlled
Connections
TABLE 36
Model (A4) > Connections
Object Name Connections
State Fully Defined
Auto Detection
Generate Automatic Connection On Refresh
Yes
Transparency
Enabled
TABLE 37
Model (A4) > Connections > Contacts 2
Object Name
Contacts 2
No
221
State
Fully Defined
Definition
Connection Type
Contact
Scope
Scoping Method Geometry Selection
Geometry
All Bodies
Auto Detection
Tolerance Type
Slider
Tolerance Slider
0,
Tolerance Value
6,988e-002 m
Use Range
No
Face/Face
Yes
Face/Edge
No
Edge/Edge
No
Priority
Include All
Group By
Bodies
Search Across
Bodies
Statistics
Connections
2
Active Connections
2
TABLE 38
Model (A4) > Connections > Contacts 2 > Contact Regions
Object Name Weld - Multiple To Line Body Weld - Multiple To Line Body
State
Fully Defined
Scope
Scoping Method
Geometry Selection
Contact
1 Vertex
Target
1 Vertex
Contact Bodies
Multiple
Target Bodies
Line Body
Shell Thickness Effect
No
222
Definition
Scope Mode
Manual
Suppressed
No
Advanced
Penetration Tolerance
Program Controlled
TABLE 39
Model (A4) > Connections > Circular - Line Body To Multiple
Object Name Circular - Line Body To Multiple
State
Fully Defined
Graphics Properties
Visible
Yes
Definition
Material
Structural Steel
Cross Section
Circular
Radius
5,e-002 m
Suppressed
No
Scope
Scope
Body-Body
Reference
Scoping Method
Geometry Selection
Applied By
Remote Attachment
Scope
1 Vertex
Body
Line Body
Coordinate System
Global Coordinate System
Reference X Coordinate
0,37 m
Reference Y Coordinate
6,072 m
Reference Z Coordinate
0,83 m
Behavior
Rigid
Pinball Region
All
Mobile
Scoping Method
Remote Point
223
Applied By
Remote Attachment
Remote Points
Remote Point
Body
Multiple
Coordinate System
Global Coordinate System
Mobile X Coordinate
0,37 m
Mobile Y Coordinate
27,072 m
Mobile Z Coordinate
6,83 m
Mobile Location
Defined
Behavior
Deformable
Pinball Region
All
Mesh
TABLE 40
Model (A4) > Mesh
Object Name
State
Mesh
Solved
Display
Display Style
Body Color
Defaults
Physics Preference
Relevance
Mechanical
0
Sizing
Use Advanced Size Function
Use Fixed Size Function For Sheets
Relevance Center
Initial Size Seed
On: Curvature
No
Coarse
Active Assembly
Smoothing
Medium
Span Angle Center
Coarse
Curvature Normal Angle
Default (30,0 °)
Min Size Default (3,3505e-002 m)
Max Face Size
Growth Rate
Default (0,167530 m)
Default
224
Minimum Edge Length
0,278950 m
Inflation
Use Automatic Inflation
None
Inflation Option
Smooth Transition
Transition Ratio
0,272
Maximum Layers
2
Growth Rate
1,2
Inflation Algorithm
Pre
View Advanced Options
No
Patch Conforming Options
Triangle Surface Mesher
Program Controlled
Patch Independent Options
Topology Checking
No
Advanced
Number of CPUs for Parallel Part Meshing
Shape Checking
Program Controlled
Standard Mechanical
Element Midside Nodes
Program Controlled
Straight Sided Elements
No
Number of Retries
Extra Retries For Assembly
Default (4)
Yes
Rigid Body Behavior Dimensionally Reduced
Mesh Morphing
Disabled
Defeaturing
Use Sheet Thickness for Pinch
No
Pinch Tolerance Default (3,0155e-002 m)
Generate Pinch on Refresh
No
Sheet Loop Removal
No
Automatic Mesh Based Defeaturing
On
Defeaturing Tolerance Default (2,5129e-002 m)
Statistics
225
Nodes
9698
Elements
5550
Mesh Metric
None
TABLE 41
Model (A4) > Mesh > Mesh Controls
Object Name Edge Sizing Edge Sizing 2 Edge Sizing 3 Edge Sizing 4
State
Fully Defined
Scope
Scoping Method
Geometry
Geometry Selection
58 Edges
39 Edges
49 Edges
115 Edges
Definition
Suppressed
No
Type
Number of Divisions
Number of Divisions
15
20
Behavior
Hard
Bias Type
No Bias
Named Selections
Static Structural (A5)
TABLE 42
Model (A4) > Analysis
Object Name Static Structural (A5)
State
Solved
Definition
Physics Type
Structural
Analysis Type
Static Structural
Solver Target
Mechanical APDL
Options
Environment Temperature
Generate Input Only
22, °C
No
TABLE 43
Model (A4) > Static Structural (A5) > Analysis Settings
Object Name
Analysis Settings
15
226
State
Fully Defined
Restart Analysis
Restart Type
Program Controlled
Load Step
1
Substep
4
Time
1, s
Step Controls
Number Of Steps
1,
Current Step Number
1,
Step End Time
Auto Time Stepping
1, s
Program Controlled
Solver Controls
Solver Type
Program Controlled
Weak Springs
On
Spring Stiffness
Program Controlled
Solver Pivot Checking
Program Controlled
Large Deflection
On
Inertia Relief
Off
Restart Controls
Generate Restart
Points
Manual
Load Step
Last
Substep
Last
Retain Files After Full
Solve
Yes
Nonlinear Controls
Newton-Raphson
Option
Program Controlled
Force Convergence
Program Controlled
Moment Convergence
Program Controlled
Displacement
Convergence
Program Controlled
227
Rotation Convergence
Program Controlled
Line Search
Program Controlled
Stabilization
Off
Output Controls
Stress
Yes
Strain
Yes
Nodal Forces
No
Contact Miscellaneous
No
General Miscellaneous
No
Store Results At
All Time Points
Cache Results in
Memory (Beta)
Never
Analysis Data Management
Solver Files Directory
C:\Users\GABRIEL\Desktop\Simulacion
Corregida\Simulacion_smith_rice_files\dp0\SYS\MECH\
Future Analysis
None
Scratch Solver Files
Directory
Save MAPDL db
No
Delete Unneeded Files
Yes
Nonlinear Solution
Yes
Solver Units
Active System
Solver Unit System
Object Name
mks
TABLE 44
Model (A4) > Static Structural (A5) > Loads
Fixed
Fixed Rotation
Line Pressure
Rotation
2
State
Remote Displacement
Fully Defined
Scope
Scoping Method
Geometry
Remote Points
Geometry Selection
Remote Point
1 Edge
Remote Point
228
Coordinate
System
Global Coordinate
System
X Coordinate
0,37 m
Y Coordinate
27,072 m
Z Coordinate
6,83 m
Location
Defined
Definition
ID (Beta)
926
991
Type
Line Pressure
Define By
Components
Coordinate
System
993
Fixed Rotation
3885
Remote Displacement
Global Coordinate System
X Component
0, N/m (ramped)
0, m (ramped)
Y Component
0, N/m (ramped)
0, m (ramped)
Z Component
-3,e+005 N/m
(ramped)
0, m (ramped)
Suppressed
No
Rotation X
Fixed
Rotation Y
Fixed
Rotation Z
Fixed
Rotation X
Fixed
Rotation Y
Fixed
Rotation Z
Fixed
Rotation X
0, ° (ramped)
Rotation Y
0, ° (ramped)
Rotation Z
0, ° (ramped)
Behavior
Deformable
Advanced
Pinball Region
All
FIGURE 1
Model (A4) > Static Structural (A5) > Line Pressure
229
FIGURE 2
Model (A4) > Static Structural (A5) > Remote Displacement
TABLE 45
Model (A4) > Static Structural (A5) > Loads
230
Object Name EndRelease EndRelease 2
State
Suppressed
Geometry
Scoping Method
Geometry
Geometry Selection
1 Edge
2 Edges
Definition
Define on
Both Sides
Release Element Rotational X-Stiffness
No
Release Element Rotational Y-Stiffness
No
Release Element Rotational Z-Stiffness
No
Intermediate Location Number
0
Solution (A6)
TABLE 46
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution
Object Name
Solution (A6)
State
Solved
Adaptive Mesh Refinement
Max Refinement Loops
1,
Refinement Depth
2,
Information
Status
Done
Post Processing
Mesh Source (Beta) Program Controlled
Calculate Beam Section Results
No
TABLE 47
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Solution Information
Object Name Solution Information
State
Solved
Solution Information
Solution Output
Newton-Raphson Residuals
Solver Output
0
231
Update Interval
2,5 s
Display Points
All
FE Connection Visibility
Activate Visibility
Yes
Display All FE Connectors
Draw Connections Attached To
Line Color
All Nodes
Connection Type
Visible on Results
No
Line Thickness
Single
Display Type
Lines
TABLE 48
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Results
Total Bending
Total Bending
Total Bending
Object Name
Equivalent Stress
Moment
Moment 2
Moment 3
State
Solved
Scope
Scoping Method
Geometry
Layer
Position
Geometry Selection
All Bodies
1 Edge
Path
Geometry
Selection
All Line Bodies
1 Body
Entire Section
Top/Bottom
Path
Path 3
Definition
Type
Equivalent (von-Mises)
Stress
Total Bending Moment
By
Time
Display Time
Last
Calculate Time
History
Yes
Identifier
Suppressed
No
Integration Point Results
232
Display Option
Averaged
Average Across
Bodies
No
Unaveraged
Results
Minimum
3149,2 Pa
1905,2 N·m
116,7 N·m
Maximum
1,3052e+008 Pa
11140 N·m
3392,5 N·m
Minimum Occurs
On
Surface Body
Line Body
Maximum Occurs
On
Surface Body
Line Body
Minimum Value Over Time
Minimum
696,54 Pa
375,33 N·m
25,049 N·m
Maximum
3149,2 Pa
1905,2 N·m
116,7 N·m
Maximum Value Over Time
Minimum
2,5676e+007 Pa
2214, N·m
683,5 N·m
Maximum
1,3052e+008 Pa
11140 N·m
3392,5 N·m
Information
Time
1, s
Load Step
1
Substep
4
Iteration Number
9
Graph Controls
X-Axis
S
FIGURE 3
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Equivalent Stress
233
TABLE 49
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Equivalent Stress
Time [s] Minimum [Pa] Maximum [Pa]
0,2
696,54
2,5676e+007
0,4
1331,6
5,1501e+007
0,7
2232,1
9,0663e+007
1,
3149,2
1,3052e+008
FIGURE 4
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment
234
TABLE 50
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment
Time [s] Minimum [N·m] Maximum [N·m]
0,2
375,33
2214,
0,4
751,94
4432,5
0,7
1322,7
7774,4
1,
1905,2
11140
FIGURE 5
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment 2
235
TABLE 51
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment 2
Length [m] Value [N·m]
0,
10489
5584,7
4,9333e-002
5590,1
2088,
9,8667e-002
2094,4
3217,3
0,148
3215,7
5780,6
0,19733
5777,5
7816,
0,24667
7813,2
9172,5
0,296
9170,6
0,34533
9823,1
236
9822,4
9760,1
0,39467
9760,8
8981,6
0,444
8983,5
7489,6
0,49333
7492,5
5297,3
0,54267
5300,7
2504,8
0,592
2506,9
1911,9
0,64133
1905,2
6034,2
0,69067
6029,2
0,74
11140
FIGURE 6
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment 3
237
TABLE 52
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Total Bending Moment 3
Time [s] Minimum [N·m] Maximum [N·m]
0,2
25,049
683,5
0,4
49,127
1363,5
0,7
83,687
2379,3
1,
116,7
3392,5
TABLE 53
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Command Snippet
Object Name Commands (APDL)
State
Solved
File
File Name
File Status
File not found
Definition
Suppressed
No
Output Search Prefix
my_
Invalidate Solution
No
238
Target Mechanical APDL
Input Arguments
ARG1
ARG2
ARG3
ARG4
ARG5
ARG6
ARG7
ARG8
ARG9
Results
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL)
/RGB,INDEX,100,100,100,0 ! cerrar color de fondo
/RGB,INDEX,0,0,0,15 ! Activar Negro/Blanco color reverso
/VIEW,1,0,0,1 ! configurar vista en el plano frontal (FRONT)
set,last
/view,,0,0,0
/plopt,info,3
/efact,2
/show,png ! enviar plots a archivo *.PNG
/gfile,550 ! Ajustar tamaño de archivo
allsel
ESEL,S,ENAME,,188
ETABLE,Fx-i,SMISC,1 ! Historia de fuerza axial, nodo inicial-i
ETABLE,Fx-j,SMISC,14 ! Historia de fuerza axial, nodo final-j
ETABLE,SFz-i,SMISC,5 ! Historia de la fuerza cortante-z, nodo inicial-i
ETABLE,SFz-j,SMISC,18 ! Historia de la fuerza cortante-z, nodo final-j
ETABLE,SFy-i,SMISC, 6 ! Historia de la fuerza cortante-y, nodo inicial-i
ETABLE,SFy-j,SMISC,19 ! Historia de la fuerza cortante-y, nodo final-j
ETABLE,Mz-i,SMISC, 3 ! Historia del momento flector-z, nodo inicial-i
ETABLE,Mz-j,SMISC,16 ! Historia del momento flector-z, nodo final-j
ETABLE,My-i,SMISC,2 ! Historia del momento flector-y, nodo inicial-i
ETABLE,My-j,SMISC,15 ! Historia del momento flector-y, nodo final-j
PLLS,Fx-i,Fx-j ! Diagrama de fuerza axial
PLLS,SFz-i,SFz-j ! Diagrama de fuerza cortante al lado de cada elemento
PLLS,SFy-i,SFy-j ! Diagrama de fuerza cortante al lado de cada elemento
PLLS,Mz-i,Mz-j ! Diagrama de momento flector al lado de cada elemento
PLLS,My-i,My-j ! Diagrama de momento flector al lado de cada elemento
allsel ! Seleccionar todo!
Commands inserted into this file will be
executed immediately after the ANSYS /POST1 command.
239
!
Active UNIT system in Workbench when this object was created: Metric
(mm, kg, N, s, mV, mA)
!
NOTE: Any data that requires units (such as mass) is assumed to be
in the consistent solver unit system.
!
See Solving Units in the help system for more
information.
FIGURE 7
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL) > Post Output
FIGURE 8
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL) > Post Output 2
240
FIGURE 9
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL) > Post Output 3
241
FIGURE 10
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL) > Post Output 4
FIGURE 11
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Commands (APDL) > Post Output 5
242
TABLE 54
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool
Object Name Beam Tool Beam Tool 2 Beam Tool 3
State
Solved
Scope
Geometry All Line Bodies
1 Edge
TABLE 55
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Results
Object Name
Direct Stress
Minimum Combined Stress Maximum Combined Stress
State
Solved
Definition
Type
Direct Stress
Minimum Combined Stress Maximum Combined Stress
By
Time
Display Time
Last
Calculate Time History
Yes
Identifier
Suppressed
No
Integration Point Results
Display Option
Averaged
Results
Minimum -9,9586e+006 Pa
-8,4635e+008 Pa
-1,5146e+006 Pa
Maximum 1,1763e+008 Pa
3,6408e+007 Pa
9,9771e+008 Pa
Minimum Occurs On
Line Body
Maximum Occurs On
Line Body
Minimum Value Over Time
Minimum -9,9586e+006 Pa
-8,4635e+008 Pa
-1,5146e+006 Pa
Maximum -2,0008e+006 Pa
-1,7171e+008 Pa
-2,673e+005 Pa
Maximum Value Over Time
Minimum 2,3422e+007 Pa
7,0947e+006 Pa
1,9791e+008 Pa
Maximum 1,1763e+008 Pa
3,6408e+007 Pa
9,9771e+008 Pa
Information
Time
1, s
243
Load Step
1
Substep
4
Iteration Number
9
FIGURE 12
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Direct Stress
TABLE 56
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Direct Stress
Time [s] Minimum [Pa] Maximum [Pa]
0,2
-2,0008e+006 2,3422e+007
0,4
-3,9963e+006 4,6876e+007
0,7
-6,9812e+006 8,2163e+007
1,
-9,9586e+006 1,1763e+008
FIGURE 13
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Minimum Combined Stress
244
TABLE 57
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Minimum Combined Stress
Time [s] Minimum [Pa] Maximum [Pa]
0,2
-1,7171e+008 7,0947e+006
0,4
-3,4237e+008 1,4286e+007
0,7
-5,9602e+008 2,5247e+007
1,
-8,4635e+008 3,6408e+007
FIGURE 14
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Maximum Combined
Stress
245
TABLE 58
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Tool > Maximum Combined
Stress
Time [s] Minimum [Pa] Maximum [Pa]
0,2
-2,673e+005
1,9791e+008
0,4
-5,5238e+005 3,9641e+008
0,7
-1,0133e+006 6,9578e+008
1,
-1,5146e+006 9,9771e+008
TABLE 59
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Post 2
Object Name Beam Post 2 Beam Post
State
Solved
Geometry
Scoping Method
Geometry
Geometry Selection
2 Edges
1 Edge
Definition
Result
Component
BEAM_BENDING_M
Y
246
Scale
Autoscale
Rotate Result (in degrees)
0
Intermediate Colors
3
By
Time
Display Time
Last
Results
Minimum
0,
Maximum
0,
Minimum Occurs On
Line Body
Maximum Occurs On
Line Body
FIGURE 15
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Post 2
TABLE 60
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Post 2
Time [s] Minimum Maximum
0,2
0,4
0,7
0,
0,
247
1,
FIGURE 16
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Post
TABLE 61
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Beam Post
Time [s] Minimum Maximum
0,2
0,4
0,
0,
0,7
1,
Material Data
Structural Steel
TABLE 62
Structural Steel > Constants
Density 7850, kg m^-3
Coefficient of Thermal Expansion
1,2e-005 C^-1
Specific Heat 434, J kg^-1 C^-1
248
Thermal Conductivity 60,5 W m^-1 C^-1
Resistivity 1,7e-007 ohm m
TABLE 63
Structural Steel > Compressive Ultimate Strength
Compressive Ultimate Strength Pa
0,
TABLE 64
Structural Steel > Compressive Yield Strength
Compressive Yield Strength Pa
2,5e+008
TABLE 65
Structural Steel > Tensile Yield Strength
Tensile Yield Strength Pa
2,5e+008
TABLE 66
Structural Steel > Tensile Ultimate Strength
Tensile Ultimate Strength Pa
4,6e+008
TABLE 67
Structural Steel > Isotropic Secant Coefficient of Thermal Expansion
Reference Temperature C
22,
TABLE 68
Structural Steel > Alternating Stress Mean Stress
Alternating Stress Pa Cycles Mean Stress Pa
3,999e+009
10,
0,
2,827e+009
20,
0,
1,896e+009
50,
0,
1,413e+009
100,
0,
1,069e+009
200,
0,
4,41e+008
2000,
0,
2,62e+008
10000
0,
249
2,14e+008
20000
0,
1,38e+008
1,e+005
0,
1,14e+008
2,e+005
0,
8,62e+007
1,e+006
0,
TABLE 69
Structural Steel > Strain-Life Parameters
Strength
Coefficient Pa
9,2e+008
Strength
Exponent
Ductility
Coefficient
-0,106
0,213
Ductility
Exponent
-0,47
Cyclic Strength
Coefficient Pa
1,e+009
Cyclic Strain
Hardening
Exponent
0,2
TABLE 70
Structural Steel > Isotropic Elasticity
Temperature C Young's Modulus Pa Poisson's Ratio Bulk Modulus Pa Shear Modulus Pa
2,e+011
0,3
1,6667e+011
TABLE 71
Structural Steel > Isotropic Relative Permeability
Relative Permeability
10000
TABLE 72
Structural Steel > Bilinear Isotropic Hardening
Yield Strength Pa Tangent Modulus Pa Temperature C
2,5e+009
1,45e+009
7,6923e+010