Foros de SóloIngeniería

- 04 Jul 2012, 14:25 #305453

Hola, actualmente estoy haciendo el proyecto final de carrera, el cuál estoy diseñando una farola con una forma un poco especial. El caso es que lo que es la columna principal está dividida en varias partes, teniendo una base de fundición de hierro a la que se le acopla (o almenos esta es la idea, todo depende del cálculo de unión con tornillos si es factible) un fuste de acero S275. Este fuste a su vez también está dividido entre 2, y entre ellos hay otra pieza de fundición de hierro a modo de anclaje donde saldrán unas barras, pero eso es lo de menos.

El problema viene a la hora de calcular las uniones entre todas estas piezas. Dejo una imagen a modo de esquema y otra de como es en realidad, la del esquema, empezando por abajo lo negro es la base, luego viene una parte de columna, el anclaje en negro, y otra parte de columna, lo que está en rojo sería los tornillos. En la otra imagen se ve la disposición, la idea es poner 3 a 120º entre ellos, o 6 (3 y 3). La cuestión es que la acción más importante que le afecta es la presión del viento y eso provoca un momento flector a lo largo de la columna. El caso es que no sé como dimensionar, sacar el diámetro mínimo de los tornillos para que resistan el momento flector de la sección en donde estan puestos.

¿Alguna ayuda? Muchas gracias.

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- 06 Jul 2012, 15:21 #305612

Ya que nadie dice nada, en tu caso todo depende el nivel de empotramiento, de la pared de ambas piezas y del ajuste, o lo que es lo mismo necesitas desde CERO tornillos (si el nivel de empotramiento el ajuste y la pared de ambos tubos son suficientes) hasta tantos que igualen entre todos su resistencia cortante al momento resistente de ese tubo (esto en el caso de que el empotramiento no sirviera de nada)

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 06 Jul 2012, 22:49 #305641

Ya que nadie dice nada, en tu caso todo depende el nivel de empotramiento, de la pared de ambas piezas y del ajuste, o lo que es lo mismo necesitas desde CERO tornillos (si el nivel de empotramiento el ajuste y la pared de ambos tubos son suficientes) hasta tantos que igualen entre todos su resistencia cortante al momento resistente de ese tubo (esto en el caso de que el empotramiento no sirviera de nada)

Gracias por responder.

¿Eso del nivel de empotramiento cómo se comprobaría? A lo que a la pared de los tubos se refiere, las secciones estan dimensionadas a partir del momento flector que actúa, así que de por sí tienen el grosor necesario para que soporten el momento.

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- 07 Jul 2012, 00:21 #305653

De lo que habla tornero es de si están ajustados u holgados los tubos y el agujero. Los tuyos tienen que ser holgados. Por huevos. Si no, no va a ser posible montarlos. Según la altura total de la farola, si mide menos de 12 m te lo puedes plantear, pero con la forma que dices que tiene... tampoco.

Explico eso un poco mejor. ¿Has hecho de miraobras cuando montaban farolas? ¿No? Pues deberías haberlo hecho. Las que están montando últimamente por aquí, ponen la base (que tiene un trozo del báculo integrado) y luego ponen el báculo (supongo que lo fijen con tornillos). El báculo lo ponen con una grúa, con lo que tiene que entrar holgado en su sitio, pues es difícil meterlo centrado a la perfección cuando montas así.

Tus farolas, según tamaño, podrán salir montadas de fábrica, se podrán montar en un taller cerca de la zona donde se vayan a instalar (o en un "taller de campaña" en obra), o montarlas por partes y hacer el ensamblaje final in situ.

PD: en los dibujos que has mandado se ve más bien poco. Manda alguno que se vea mejor la idea, si te es posible.

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Cacahué

- 07 Jul 2012, 15:19 #305674

Hola, dejo un par de imágenes más, para que quede un poco más claro la estructura.
En la primera se ve lo que es la pieza de anclaje. Y en la segunda se ve lo que es toda la columna, que es de 7 metros de altura por cierto. Los salientes que sobresalen de la pieza de anclaje son para sujetar otra estructura metalica que llevará la luminaria entre otras cosas, pero ahi no tengo problema.
En lo que al fuste se refiere, a mi tutor le pareció mejor dividirlo en tramos y usar esa pieza de anclaje, para facilitar el transporte y poder montarla por partes y ensamblaje final in situ.

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- 07 Jul 2012, 23:23 #305687

Ojo, que además de a flexión, ese tramo trabaja a torsión. Tendrás que hacer un par de números a ver si te puedes permitir despreciarla o no (la flexión en los brazos que sujetan la(s) luminaria(s) provoca que el báculo trabaje a torsión).

Cargándote la estética completamente, la solución más fácil de calcular es hacer la unión mediante bridas (http://www.dismet.com.ar/imgs/mensula1.jpg).

Con muy poca holgura, la única necesidad que tienes de tornillos es que aguanten la torsión del pilar trabajando a cortante. De la flexión se ocupa la longitud de la pieza de anclaje que está insertada en los tubos. Ahora, ojo a las tolerancias. Si está muy justo, no se va a poder montar. Si lo dejas muy flojo, será un cascabel. Y eso en una farola, no gusta.

Un detalle que se me ha ocurrido de golpe (al ver el distinto color de las piezas en el 3D). ¿Qué materiales utilizas? Por la corrosión galvánica te pregunto. Eso sería una cagada de la que sí se va a dar cuenta alguno en el tribunal, y te van a sacar los colores.

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Cacahué

- 08 Jul 2012, 15:17 #305706

Ojo, que además de a flexión, ese tramo trabaja a torsión. Tendrás que hacer un par de números a ver si te puedes permitir despreciarla o no (la flexión en los brazos que sujetan la(s) luminaria(s) provoca que el báculo trabaje a torsión).

Cargándote la estética completamente, la solución más fácil de calcular es hacer la unión mediante bridas (http://www.dismet.com.ar/imgs/mensula1.jpg).

Con muy poca holgura, la única necesidad que tienes de tornillos es que aguanten la torsión del pilar trabajando a cortante. De la flexión se ocupa la longitud de la pieza de anclaje que está insertada en los tubos. Ahora, ojo a las tolerancias. Si está muy justo, no se va a poder montar. Si lo dejas muy flojo, será un cascabel. Y eso en una farola, no gusta.

Un detalle que se me ha ocurrido de golpe (al ver el distinto color de las piezas en el 3D). ¿Qué materiales utilizas? Por la corrosión galvánica te pregunto. Eso sería una cagada de la que sí se va a dar cuenta alguno en el tribunal, y te van a sacar los colores.

En relación a la torsión ya la tenía en cuenta, pero en comparación a la flexión es muy poco, aunque sí que la tengo en cuenta a la hora de hacer los cálculos. Así, por lo que dices tal y como lo quiero montar yo solo debería tener en cuenta la torsión trabajando a cortante y dimensionar la longitud de la pieza de anclaje para que se ocupe de la flexion. La opción que propones mediante bridas tambien la tuve en cuenta, pero claro, estéticamente no quedaba bien.

Los materiales son acero galvanizado para los tubos, y la pieza de anclaje fundicion de hierro con un tratamiento de galvanizado posterior. Los colores más que nada son para diferenciar.

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- 08 Jul 2012, 16:12 #305713

La longitud mínima necesaria te la va a dar el fallo del tubo exterior. Para que aguante el anclaje, dale mayor espesor a la pared en lugar de alargarlo (hasta cierto punto, claro, no vayas a meter un tocho macizo). Una longitud más corta te facilitará el montaje con poca holgura. Por cierto, igual deberías matizar que en el montaje de los tornillos podría convenir poner fijador, o que la pieza de fundición tenga al final de la rosca un inserto de autoblocante, por no andar con el tubito de fijador en el recogeguindas.

Piensa en tu proyecto como que esa farola se va a hacer y se van a hacer muchas. Una consecuencia no tan obvia es que tarde o temprano, alguna de ellas va a caer a causa del choque de un coche. Así que no queremos tener un tocho de 200kg que agrave el accidente al caer.

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Cacahué

- 21 Ago 2012, 18:21 #307401

Hola de nuevo, hasta ahora no he podido entrar... tengo la duda de la holgura entre los tubos, ¿alguna recomendación para que se pueda montar manual? sé que existen unas tablas con dimensiones nominales e intervalos de tolerancias, pero no sé cual debería de elegir para un montaje manual pero que no sea un cascabel y así la longitud de anclaje aguante la flexion.

gracias!

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- 22 Ago 2012, 19:29 #307469

Pues depende de la perfección de las piezas a unir, de si llevan pintura, costura interior de soldadura en el tubo, manipulación en el transporte etc.
Una vez que determines las tolerancias que te da el fabricante para el tubo y sepas la medida mas grande que te encontrarías, y si el tintero donde entra esta mecanizado, a partir de 0,1mm de holgura es suficiente, y máximo 0,4mm sino de verdad que si que parecerá un cascabel.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce