Foros de SóloIngeniería

- 12 May 2010, 10:42 #220439

Hola a todos,

Necesito hacer la cimentación de una turbina de vapor y en las especificaciones del fabricante me han pasado las cargas.
Tengo cargas estáticas y cargas dinámicas, las cuales me vienen en dos supuestos:
1: solo carga vertical
2: carga vertical y una frecuencia (entre 9 y 19 Hz) según el punto de apoyo.

¿Como debo tratar ese tipo de cargas para el cálculo de las bancadas?

¿Puedo pasar ese tipo de cargas con alguna equivalencia a estáticas?

Espero vuestra ayuda, muchas gracias!

PD: Tengo CYPE para los cálculos, no se si me sirve para estas cargas.

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- 12 May 2010, 16:48 #220514

Primero decir que ya he calculado algunas de estas, y a no ser que tengas muy claro el espectro de vibración de la máquina, lo más rapido y no por ello menos seguro es sobredimensionar la carga estática, a no ser que poseas un programa que te posibilite realmente introducir las cargas dinámicas y estudiar más profundamente los distintos modos de vibración, según la frecuencia dada.

No hay demasiada literatura acerca del tema, yo tengo algunos estudios con los que he conseguido despejar algunas dudas.

Si optas por analisis dinámico. SAP2000 por ejemplo te puede ayudar a resolverlo. Ten en cuenta que debes evitar el efecto de resonancia, estudiando la frecuenca natural del conjunto bancada+suelo con la maquina en cuestión, estando la frecuancia natural por debajo o por encima de la de la máquina.

Debes conocer en este caso tambien, la amplitud máxima de la máquina, la cual debería proporcionartela el fabricante. A veces proporcionan curvas de frecuencia en función de la variación del giro.


Si optas por el analisis estático, sobredimensiona en aproximadamente un 50% la carga. Este margen te posibilita absorver las cargas derivadas del efecto dinámico.

Recuerda centrar bien la turbina en la bancada, alineando centros de gravedad. Y refuerza bien los huecos del hormigón, en el caso de paso de tuberías, anclajes, o extracciones intermedias en el caso de que se realizasen para optimizar el ciclo termodinámico.

Un saludo.

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- 13 May 2010, 07:50 #220589

Si optas por analisis dinámico. SAP2000 por ejemplo te puede ayudar a resolverlo. Ten en cuenta que debes evitar el efecto de resonancia, estudiando la frecuenca natural del conjunto bancada+suelo con la maquina en cuestión, estando la frecuancia natural por debajo o por encima de la de la máquina.

Debes conocer en este caso tambien, la amplitud máxima de la máquina, la cual debería proporcionartela el fabricante. A veces proporcionan curvas de frecuencia en función de la variación del giro.

En algunos casos es mejor que esté siempre por encima, para evitar que durante el arranque o la parada de la máquina coincidan las 2 frecuencias durante un tiempo más o menos largo. La resolución con SAP2000 no es que sea digna de un premio Nobel, pero tampoco es lo más sencillo del mundo. Necesitas unos datos que no siempre te facilita el fabricante del equipo (aunque parezca absurdo) y un poco de experiencia y paciencia para analizar los resultados.

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 13 May 2010, 07:55 #220590

Muchas gracias a los dos,

La verdad que nunca me habia encontrado el caso de trabajar con este tipo de cargas y he ido buscando información y como dices poca cosa práctica he encontrado.

Sobre lo que comentas del espectro de vibración, el fabricante si que me da según el apoyo una carga dinámica y una frecuencia específica, por ejemplo: 19 kN a 19 Hz, llega hasta 9 Hz en el apoyo con frecuencia más baja.

La verdad que no sabría como calcular para evitar el efecto de resonancia que comentas, para que no vayan las dos en la misma frecuencia. Tengo als frecuencias de la máquina en uso, pero no sabría como sacar la del conjunto bancada+suelo, alguna sugenrecia?

Lo que no me han dado es lo que deciis de las curvas de frecuencia ni la amplitud de la máquina.

Me olvido de estos temas y simplemente sobredimensiono para cargas dinámicas y las paso a estáticas?

Un saludo y gracias de nuevo.

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- 13 May 2010, 08:16 #220595

Puedes hacer un analisis con sismo dinámico en NMetal3D para conocer las frecuencias naturales.

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La complejidad es un síntoma de falta de entendimiento

- 13 May 2010, 08:37 #220599

Entonces simulo los apoyos con una bancada (en este caso sería una zapata combinada ya que no puedo poner losa de cimentación en NMetal3d) con las cargas estáticas y las dinámicas mayoradas y pasadas a estáticas y con el sismo dinámico que me salga por zona y miro la frecuencia natural no?

Gracias de nuevo

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- 13 May 2010, 09:47 #220613

Entonces simulo los apoyos con una bancada (en este caso sería una zapata combinada ya que no puedo poner losa de cimentación en NMetal3d) con las cargas estáticas y las dinámicas mayoradas y pasadas a estáticas y con el sismo dinámico que me salga por zona y miro la frecuencia natural no?

Gracias de nuevo

¿Es una losa apoyada en el suelo?. Hazlo con Cype, ó con metal 3d con zapata combinada, aunque en este ultimo caso no se muy bien como vas a simular los esfuerzos de los apoyos de la turbina. En el caso de hacerlo con Cypecad el sismo dinámico no va a ser posible por que te dirá que los modos de vibración no son suficientes (casi con toda seguridad).

¿Es una losa elevada con pilares de hormigon?. Hazlo tambien con Cype, incluyendo el sismo y modos de vibración, puesto que la losa elevada se consideraría como un forjado sobre sus pilares de hormigón.

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- 13 May 2010, 10:09 #220619

Es una losa apoyada sobre el terreno.

He simulado en Metal3D, los apoyos simulandolos como pilares cortos de HEB140 por poner algo, con sus placas y zapata combinada, con las cargas estaticas y las dinamicas pasadas a estaticas pero mayoradas un 50% mas.
Ademas he activado el sismo dinámico que he necesitado 20 modos para que me dejara calcularlo sin avisos y ahora en resultados lo único que veo que puede ser lo que busco seria lo que os adjunto en la imagen.
Donde me sale un periodo que si lo paso a frecuencia me queda cerca de los 50 Hz, seria perjudicial?

En CYPECAD es lo que tu dices, que sismo dinámico no me deja por temas de modos de vibración al tener solo una bancada.

Un saludo y gracias

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- 13 May 2010, 10:28 #220624

Esa sería la mayor frecuencia de vibración, tu deberías sacar la que se queda más cercana a la frecuencia de vibración de tu maquina, que sería en torno a los 30 Hz (si no me equivoco para un periodo de 0,034 s).

Por lo que siempre estarías por encima de los 19 Hz como máximo dados por el fabricante, descartando el efecto de resonancia.

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- 13 May 2010, 10:36 #220627

Ok, perfecto entonces, muchas gracias.

Pero tengo otra duda, no debería vigilar que no hiciera resonancia también con la corriente eléctrica, que va a 50 Hz? o no haría falta en este caso?

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- 13 May 2010, 10:47 #220630

Ok, perfecto entonces, muchas gracias.

Pero tengo otra duda, no debería vigilar que no hiciera resonancia también con la corriente eléctrica, que va a 50 Hz? o no haría falta en este caso?

No mezclemos.

Una cosa es la frecuencia natural de vibración de un sólido rígido (supongamoslo así). Y otra cosa la frecuencia de alternancia de la corriente eléctrica.

Es como comparar, la frecuencia de vibración con la frecuencia con la que vas a comprar el pan. (vaya un ejemplo.... )

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- 13 May 2010, 10:54 #220633

Ok.

Es que en estos días con tanta información creo que decían que había que revisar eso también, pero bueno, de momento lo doy por válido así.

Muchas gracias de nuevo.

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