Ejercicios Prácticos

Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu
Dr. Daniel Alvear Portilla
Ing. Yosbel Boffill Orama
Dpto. de Transportes y Tecnología de Proyectos y Procesos
GIDAI
Ingeniería de la Construcción
Grupo de Investigación y Desarrollo de Actuaciones Industriales
Esta presentación ha sido realizada en base a la
información facilitada por:
- Notas de Clase
- Bibliografía Especializada
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
 Soil Mechanics in Engineering Practice - K. Terzaghi y R.B. Peck - John Wiley & Sons.
 Enciclopedia de la Construcción - F. Merrit.
 Normas UNE y Documentos Técnicos de Fabricantes
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
BIBLIOGRAFÍA....
 Arquitectura y Urbanismo Industrial - Prof. R. de Heredia - E.T.S Ing. Industriales - UPM
1
1
LAS CIMENTACIONES
 MÁQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
 Cargadores
 Retroexcavadoras
 Tractor de Cadena. Hojas Topadoras
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
 EL SUELO Y
 Compactadores
 LAS GRÚAS Y EL MONTAJE DE PREFABRICADOS EN OBRA
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
EJERCICIOS
DEL
PROBLEMA
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
ENUNCIADO
1) Obtenga los valores de humedad natural, índice de poros, porosidad,
densidad natural y densidad seca para una muestra de suelo saturado, que tiene
un peso de 900 gr, y después de haberse colocado en una estufa a 100 ºC
durante 24 horas, pesó 750 gr. ( s = 2.7 gr/cm3)
2
2
aire
aire
agua
agua
sólidos
sólidos
sólidos
Muestra
saturada
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
MUESTRA UNITARIA
Muestra
seca
Esquema de 2 fases
Esquema de 3 fases
VOLÚMENES
PESOS
0
AIRE
Va
Ww
AGUA
Vw
Ws
SÓLIDO
Vs
Vh
WT
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Esquema del Suelo.
VT
Distribución de las fases en el suelo
Índice de Poros
e = Vh / Vs
Porosidad (%)
n = Vh / Vt x 100
Grado de Saturación (%)
S = Vw / Vh x 100
Relaciones de Pesos
Humedad (%)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Relaciones Volumétricas
w = Ww / Ws x 100
Peso Específico
Masa de Suelo (g/cm3)
m
= Wm / Vm = (Ws + Ww) / Vm
Peso Específico
Fase Sólida (g/cm3)
s
= Ws / Vs
Densidad Natural (g/cm3)
n
= Wt / Vt
Densidad Seca (g/cm3)
d
= Ws / Vt
3
3
Paso 3. Determinación del Índice de Poros. “e”
S > 80 % - terreno saturado
El suelo se encuentra saturado (S = 1), se tiene que el
volumen de huecos es igual al volumen del agua (Vh=Vw)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 2. Determinación de la Humedad. “w”
En la práctica no suelen hallarse valores
menores a 0,25 (arenas muy compactas
con finos) ni mayores de 15, en el caso
de algunas arcillas.
Los valores reales suelen oscilar
entre 20% y 95%
Equivalencia entre porosidad e índice de poros:
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 4. Determinación de la Porosidad. “n”
Paso 5. Determinación de la Densidad Natural. “ n”
Paso 7. Respuesta resumen del ejercicio. (Informe de Laboratorio)
Parámetros
Humedad Natural (w)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 6. Determinación de la Densidad Seca. “ d”
Resultados
20 %
Índice de Poros (e)
0.54
Porosidad (n)
35 %
Densidad Natural ( n)
2.10 gr/cm3
Densidad Seca ( d )
1.75 gr/cm3
4
4
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
DEL
PROBLEMA
2) Determine la producción horaria de un cargador sobre neumáticos
cargando material arcillo-arenoso con humedad moderada.
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Asunciones.
Cargador sobre neumático. CATERPILLAR 938G
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
CARGADORES
ENUNCIADO
Producción horaria para un cargador sobre neumático (m 3/h)
Paso 2. Determinar la producción por ciclo. “q”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Especificaciones Técnicas
Paso 3. Determinación del tiempo de ciclo del equipo. “Cm”
5
5
Paso 4. Determinación de la Eficiencia del equipo. “E”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Para los cálculos de rendimientos se emplean las velocidades que aportan las hojas
de especificaciones técnicas de los fabricantes, minoradas por un coeficiente, que
generalmente es de 0.8.
Paso 5. Determinación de la producción horaria del cargador. “Q”
- MATERIAL SUELTO
(Factor de conversión: 1,
arcilla arenosa)
- MATERIAL SIN EXCAVAR
(Factor de conversión: 0.80,
arcilla arenosa)
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
FACTORES DE CONVERSIÓN DE SUELO
DEL
PROBLEMA
3) ¿Cuál es la producción horaria de una retro excavadora sobre neumáticos,
trabajando como retro, excavando en terreno arcillo-arenosa con humedad
moderada a dos metros de profundidad?
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Asunciones.
Retroexcavadora sobre neumático. CATERPILLAR 320C
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
RETROEXCAVADORAS
ENUNCIADO
6
6
- Condicionantes de Trabajo
• Tipo de Suelo: material arcillo-arenoso con humedad moderada
• Profundidad de la excavación: 2.0 m
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Producción horaria para una retroexcavadora sobre neumático (m3/h)
Paso 1. Determinar la producción por ciclo. “q”
Paso 2. Determinación del tiempo de ciclo del equipo. “Cm”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
- Características Técnicas del Equipo (CATERPILLAR 320C)
• Capacidad nominal del cucharón: 1.5 m3
Paso 3. Determinación de la Eficiencia del equipo. “E”
Paso 4. Determinación de la producción horaria una retroexcavadora sobre
neumático. “Q”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Especificaciones Técnicas.
7
7
ENUNCIADO
DEL
PROBLEMA
4) Determine cuál es la producción horaria del Tractor sobre Cadenas, el cual
realiza un movimiento de tierra en un terreno arcillo-arenoso con humedad
moderada y la distancia de tiro es de 40.00 m.
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Asunciones.
Tractor sobre cadenas. CATERPILLAR D9R
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
T RACTOR DE CADENA. HOJAS T OPADORAS
- Características Técnicas del Equipo (CATERPILLAR D9R)
- Condicionantes de Trabajo
• Tipo de Suelo: material arcillo-arenoso con humedad moderada
Producción horaria para un Bulldozer (m3/h)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Especificaciones Técnicas:
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Paso 1. Determinar la producción por ciclo. “q”
A
L: Largo
: Coef.de Hoja
8
8
- Para los cálculos de rendimientos se emplean las velocidades que
aportan las hojas de las especificaciones técnicas de los
fabricantes, minoradas por un coeficiente, que generalmente es de
0,75 (75 %) de la velocidad máxima indicada para el Avance y 0.85
(85 %) de la velocidad máxima indicada para el Retroceso.
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 2. Determinación del tiempo de ciclo del equipo. “Cm”
Paso 4. Determinación de la producción horaria del Bulldozer. “Q”
- MATERIAL SUELTO
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 3. Determinación de la Eficiencia del equipo. “E”
- MATERIAL SIN EXCAVAR
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
FACTORES DE CONVERSIÓN DE SUELO
9
9
FACTORES DE CORRECCIÓN
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Hay que tener en cuenta los Factores de Corrección según las condiciones de
trabajo que prevalecen en el lugar donde se están llevando a cabo los trabajos de
movimiento de tierra.
TRACTOR DE
CADENAS
TRACTOR DE
RUEDAS
1.00
0.75
0.60
1.00
0.60
0.50
1.20
1.20
0.80
0.70
0.60
0.75
-
0.80
0.80
OPERADOR:
Excelente
Bueno
Deficiente
MATERIAL :
Suelto y amontonado
Difícil de cortar; congelado;
con cilindro de inclinación lateral
sin cilindro de inclinación lateral
hoja con control de cable
Difícil de empujar; se apelmaza
(seco, no cohesivo) o material muy
pegajoso.
Rocas desgarradas o de voladura
VISIBILIDAD:
Polvo, lluvia, nieve, niebla, oscuridad
0.60-0.80
-
0.80
0.70
DEL
PROBLEMA
5) ¿Cómo se determina la producción horaria, en m3, de un Compactador?
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Asunciones.
Compactador con Rodillo Vibratorio. CATERPILLAR CS-563D
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
COMPACTADORES
ENUNCIADO
- Características Técnicas del Equipo (CATERPILLAR CS-563D)
• Peso: 10 875 kg
• Nº de pasadas: 4
• Ancho del Rodillo: 2.13 m
• Velocidad de trabajo:
Avance - 6.5 km/h
- Condicionantes de Trabajo
• Espesor de la tongada: 0.20 m
• Material a compactar: Arcilla arenosa
Producción horaria para un compactador (m3/h)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Especificaciones Técnicas.
10
10
Para los cálculos de rendimientos se emplean las velocidades que aportan las hojas
de las especificaciones técnicas de los fabricantes, minoradas por un coeficiente,
que generalmente es de 0.8.
Paso 2. Ancho efectivo de compactación. “W”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 1. Velocidad de operación. “V”
Paso 3. Espesor por capas. “H”
El espesor de compactación es determinado a partir de las especificaciones de
compactación o a partir de los resultados de los ensayos. (0.20 m)
Paso 4. Factor de compresibilidad. “FC”
Para transformar el material esponjado en
material compactado) - 0.72
Paso 5. Número de pases por el compactador. “N”
El número de pases se obtiene a partir de las especificaciones de la
compactación o a partir de los resultados de los ensayos.
REGLA GENERAL
Paso 6. Determinación de la Eficiencia del equipo. “E”
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
FACTORES DE CONVERSIÓN DE SUELO
Paso 7. Determinación de la producción horaria del compactador. “Q”
11
11
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
DEL
PROBLEMA
40.00
25.00
20.00
+ 405.50
TANQUE
A
+ 395.50
TANQUE
B
TANQUE
C
+ 375.50
+ 395.50
© Ing. Yosbel Boffill Orama
+ 405.50
+ 374.80
Planta
Esc: 1/500
Elemento
Tanque A
Tanque B
Tanque C
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
ENUNCIADO
6) Se requiere montar sobre la cubierta de una edificación TRES Tanques como
los mostrados en la figura. Analice si la Grúa Móvil que se dispone es la apropiada
para colocar las cargar sobre la cubierta y cuáles son las maniobras de izado
necesarias para el montaje de dichos elementos. Grafique su respuesta.
Tanque A
Peso (ton)
11
13
13
Tanque B y C
12
12
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
 ¿ Qué peso hay que elevar ?
 ¿ A qué radio ?
 ¿ A qué altura debe situarse la carga ?
 ¿ Cuáles son las dimensiones de la carga ?
 ¿ Dónde va a ser tomada y elevada la carga y dónde se colocará ?
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
GRÚA MÓVIL
(LIEBHERR)
 ¿Hay algunos obstáculos que evitar ?
 ¿ De qué puntos de enganche disponemos y cómo deberíamos
elevar la carga ?
 ¿ Dónde está el centro de gravedad de la carga en relación con
los puntos de enganche de la misma ?
40.00
25.00
B
20.00
+ 405.50
TANQUE
A
+ 395.50
TANQUE
B
TANQUE
C
+ 375.50
+ 395.50
+ 405.50
A
+ 374.80
A
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Paso 1. Realizar cortes y alzados del área donde se va a trabajar.
B ESC: 1/500
13
13
20.00
30.00
0.70
15.67
ESC: 1/500
SECCION A-A
6.68
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
3.27
Calle F. López
Zona de Parqueo
23.00
ESC: 1/500
SECCION B-B
Paso 2. Ubicación de la Grúa Móvil en el área de trabajo.
25.00
20.00
+ 395.50
TANQUE
B
TANQUE
A
TANQUE
C
.18
12
+ 375.50
.65
15
+ 405.50
A
+ 395.50
+ 374.80
A
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
40.00
B
+ 405.50
17.83
Paso 3. Análisis de los medios auxiliares de izaje a utilizar y las amplitudes
libres a tener en cuenta en las operaciones a realizar por el operador.
1.25 (h a.i)
3.27 (h c)
.36
58
61
.5°
30.70 (h m)
37.22 (h ic)
2.00 (h t)
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
B ESC: 1/500
3.755
12.18
ESC: 1/500
15.65
Máxima Seguridad: Menor valor de H/L
14
14
Paso 4. Determinación de la Altura trabajo de la Grúa Móvil.
60.5 m
61
.5°
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
DIAGRAMA DE ALCANCE
28.0 m
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
Paso 5. Determinación si la Grúa Móvil puede o no efectuar el trabajo para las
condicionantes de trabajo preestablecidas.
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Se debe disminuir el valor
obtenido según el catálogo
del fabricante en un 85 %,
ya que no se puede tomar
el máximo valor admitido
por la grúa para cualquier
caso de análisis.
(15.40 0.85 = 13.06 ton).
> 11 ton, capacidad del
Tanque A ( ) puede izarse
con esta Grúa Móvil.
Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu
Dr. Daniel Alvear Portilla
Ing. Yosbel Boffill Orama
Ingeniería de la Construcción
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Dirección:
GIDAI - Grupo de Investigación y Desarrollo de Actuaciones Industriales
E.T.S. Ingenieros Industriales y Telecomunicación
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
ESC: 1/600
Avda. Los Castros, s/n
39005 SANTANDER (Cantabria)
ESPAÑA
Telf. 942-20.1826
Fax: 942-20.1873
e-mail: [email protected] - [email protected] - [email protected]
15
15
Ejercicios Prácticos de la Asignatura
© Ing. Yosbel Boffill Orama
Fin
16
16