Foros de SóloIngeniería

- 13 Feb 2014, 14:45 #334962

Buenas tardes, estoy realizando mi PFC sobre el diseño y cálculo de un depósito vertical de techo y fondo cónicos. Irá soportado por 5 patas tubulares (3mm espesor, 219mm diámetro) de 3,5 metros de altura, arriostradas a 1,75 metros. La altura total del depósito con las patas es de 9 metros. Cada pata soportará aproximadamente 8400 kg.
El emplazamiento del depósito sería el interior de una bodega, por lo que no habrá viento, nieve, ni es necesario el cálculo sísmico (ubicado en Jerez de la Frontera).
Sobre la capacidad portante el tutor me ha comentado que ponga que hay más depósitos similares en el interior de la nave, pero no sé qué valor típico de capacidad debería poner
Mi duda viene acerca de la base de las patas y su fijación, a saber:
- Losa de hormigón para reparto de cargas, y su espesor.
- Bancada pentagonal o circular del mismo material que la estructura (AISI-304L) fijada con pernos de anclaje al suelo de la bodega.
- 5 bases del mismo material soldadas a cada pata y fijadas mediante pernos de anclaje.

¿Cuál sería la mejor opción?

Me estoy volviendo un poco loco con el CTE y los Eurocódigos, ya que creo que no encuentro lo que busco (debe andar por el 8.8.1 de SE-A de basas para soportes), por lo que si alguien con experiencia en el tema puede arrojarme algo de luz le estaría muy agradecido.

Un saludo.

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- 13 Feb 2014, 15:41 #334965

Con las reacciones que tienes en cada pata calcula una zapata para cara una. Luego puedes atar las zapatas mediante una viga riostra.
No sé que separación tienes entre las patas, pero si estan muy separadas puedes hacer lo que te digo, porque no te van a salir zapatas de más de 1,00x1,00x1,00 para un peso de 8400 kg por pata (suponiendo que no tiene esfuerzos cortantes y momemntos flectores).
Por el contrario, si las patas estan más juntas de 1,00 m tendras que hacer una losa o zapata con multiples pilares con su correspondiente placa de anclaje para cada pata y dimensionarla para el peso transmitido por las cinco patas.

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- 14 Feb 2014, 11:27 #335015

Bueno, mi idea en principio era suponer que la cimentación en la bodega era suficiente ya para soportar el depósito, y no meterme en dicho cálculo porque sería irme un poco por las ramas de lo que me piden en el proyecto (o eso creo yo), que es un cálculo de esfuerzos mediante elementos finitos.
Busco más bien el cálculo de placas de soporte para perfiles tubulares, ya que en el CTE solo vienen para perfiles en H, y no sé muy bien cómo adaptar los cálculos. Luego ya esas placas irían ancladas a la cimentación.
Googleando un poco he leído por encima que en "La estructura metálica hoy", de Ramón Argüelles puedo encontrar información, miraré el lunes en la biblioteca.

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- 14 Feb 2014, 12:28 #335029

¿Tienes el programa cype? Si dibujas la patas y le metes las reacciones en la base te puede calcular los anclajes.

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- 14 Feb 2014, 12:34 #335033

¿Tienes el programa cype? Si dibujas la patas y le metes las reacciones en la base te puede calcular los anclajes.

No lo tengo, iba a utilizar una versión de estudiante, pero esta versión no incluye el dimensionamiento y optimización de perfiles, ni el dimensionamiento de zapatas, encepados y placas de anclaje. La versión after-hours sin embargo pone que es igual que la normal, la probaré y si no intentaré conseguir el programa completo.

Muchas gracias por tu ayuda.

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- 19 Feb 2014, 14:54 #335203

Finalmente he resuelto el problema calculando una placa de soporte del mismo acero del tubo de las patas.

Las patas trabajan solo con carga axil debido a que la carga está centrada en el depósito.
Tengo de datos de partida la carga a la que estará sometida cada pata (8400 kg) y la capacidad portante del terreno de 5 kg/cm2 (la he supuesto así, pero no sé si es un valor dentro del rango de valores lógicos para una nave industrial).

El área eficaz mínima sería 0,182 m2:
- Si la placa es circular, sería una placa con radio mínimo de 23 cm
- Si la placa es cuadrada, una con 41 cm de lado mínimo.

Elijo una placa circular de 25 cm de radio, y a partir de esto hallo el espesor mínimo de la placa para que se reparta la carga a través de toda la superficie y compruebo que para este espesor la placa no se deforme.

Una vez dimensionada la placa, se ancla mediante pernos de anclaje a la cimentación, por seguridad ya que no está sometida a tracción.

¿Sería correcto este procedimiento o me he saltado algo?

Un saludo.

Está comprobado mediante Patran las patas con el depósito y también la no flexión de las placas de soporte.

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- 19 Feb 2014, 15:10 #335205

Pienso que sí que te falta algo, aunque no sé si será necesario (y posible) en este caso.

Lo de si es necesario, lo sabes respondiendo a estas preguntas:
¿Pasa algo si el depósito no queda vertical?
¿Pasa algo si las patas no quedan verticales?

Y las que se deriven de ellas.

En caso de que te suponga un problema una pata levemente torcida o que el depósito esté levemente inclinado, necesitarás regulación. Porque eso que llamas patas iguales, no existe. Y lo que llamas suelo plano, tampoco.

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¿Qué?

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Cacahué

- 19 Feb 2014, 15:37 #335210

Lo ideal es que tanto el depósito como las patas estén totalmente verticales.

Estuve buscando las especificaciones de dispositivos de regulación de altura, pero no encontraba ningunos que soportasen el peso del depósito.
¿Debería emplear un mortero de nivelación o una disponer una losa de hormigón para que el suelo esté nivelado?

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- 21 Feb 2014, 16:15 #335303

Coño, pensaba que te había respondido...

En cuanto a la nivelación, lo primero que tienes que hacer es ver si merece la pena una nivelación fina. Entiendo que con cinco patas sea necesario, al menos minimizar el error para que apoyen todas más o menos lo mismo.

Opciones que tienes:

Mortero de nivelación/losa de hormigón.
Patas regulables: Unas patas las puedes regular de muchas maneras. Desde la típica pata roscada (hembra) con pie roscado (macho), a montar las placas de anclaje sobre espárragos y ajustar con contratuercas, o, la que creo que puede resultar más fácil, que lo regulable sea el anclaje de la pata al depósito. Las patas roscadas de las que hablaba antes, las puedes diseñar y fabricar ex profeso, no es necesario tirar de catálogo. Al final no es más que poner un espárrago gordo (fabricado a medida, quizá) entre pata y placa de anclaje.

Otra opción que tienes es calzar las patas. Aunque para hacerlo de un modo un poco elegante, lo suyo es que los calzos sean chapas iguales que las de la placa de anclaje con taladros y todo.

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¿Qué?

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Cacahué

- 22 Feb 2014, 00:02 #335319

Finalmente lo que voy a colocar es un mortero de nivelación del terreno de no más de 30 mm de espesor.

Muchas gracias por vuestra ayuda, doy por solucionado el tema.

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