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2018-05-16

Diseño del ala inferior en puentes grúa suspendidos según DIN EN 1993-6

En el caso de las grúas suspendidas, el cordón inferior de la viga del carril está sometido a flexión local del ala debido a las cargas de las ruedas además de la capacidad portante principal. La cuerda inferior se comporta como una losa debido a estas tensiones de flexión locales y tiene una condición de tensión biaxial [1].

Estado límite último

Se debe verificar que las cargas de las ruedas puedan ser absorbidas por la cuerda inferior. En [2] , Capítulo 6.7, Ecuación 6.2, se da la siguiente fórmula:

F_{f, Rd} = \frac{l_{eff} \cdot t_{f}^{2} \cdot \frac{f_{y}}{γ_{M 0}}}{4 \cdot m} \cdot [1 - {(\frac{σ_{f, Ed}}{\frac{f_{y}}{γ_{M 0}}})}^{2}]

Fórmula 1

Donde
l_eff = longitud eficaz según [2] , tabla 6.2
m = brazo de palanca de la carga de la rueda en el alma de transición del ala según [2] , ecuación 6.3
σ_{f, Ed} = tensión de flexión en el eje centroidal del ala debido a la carga global

Belastung des Unterflansches durch Radlasten

Se debe cumplir la siguiente condición:
F_{z, Ed} ≤ F_{f, Rd}

Se debe considerar la ubicación a calcular en la viga de la pista, así como la base del eje de las cargas por rueda, especialmente para el cálculo de la longitud eficaz según [2] , tabla 6.2.

Einflussparameter für die Berechnung der effektiven Länge nach [2], Tab. 6.2

Estado límite de servicio y fatiga

Para el cálculo de grúas suspendidas en el estado límite de servicio según [2] , es necesario determinar las tensiones de flexión locales en el ala inferior debidas a las cargas de las ruedas según [2] , capítulo 5.8. El cálculo de los coeficientes necesarios se realiza según [2] , tabla 5.2. Además, debe superponer las tensiones globales respectivas con las tensiones locales debidas a las cargas de la rueda en el análisis estructural.

Según NCI (Alemania) en el capítulo 5.8 de EN 1993-6, se permite la reducción de las tensiones locales al 75% para esta superposición. Este diseño verifica el comportamiento elástico del ala inferior.

Tensiones locales en el ala inferior

Hay diferentes métodos para determinar las tensiones locales en el ala inferior, que también se muestran en [3]. En [2] se ha asumido el cálculo según la directriz FEM 9.341 "Tensiones locales en las vigas". Las tensiones se calculan aquí en los puntos locales 0, 1 y 2, como se muestra en la figura 01.

Las tensiones se toman de las fórmulas siguientes:

Dirección longitudinal de la viga:

σ_{ox, Ed, ser, i} = c_{x, i} \cdot \frac{F_{z, Ed}}{t_{f}^{2}}

Fórmula 2

Dirección transversal de la viga:

σ_{oy, Ed, ser, i} = c_{y, i} \cdot \frac{F_{z, Ed}}{t_{f}^{2}}

Fórmula 3

Donde
cx,i y cy,i son según [2], Tabla 5.2

μ = \frac{2 \cdot n}{(b - t_{w})}

Fórmula 4

según [2], capítulo 5.8 (4), ecuación 5.7

Se debe tener en cuenta que las tensiones de las ruedas individuales deben superponerse en los casos de bases de ejes pequeñas xw ≤ 1,5 b (ver figura 02). Ver [2] , Capítulo 5.8 (8)

Superposición con tensiones globales

Según [2] , capítulo 7.5, las tensiones locales en el ala más larga se deben superponer con las tensiones globales del análisis estructural:

σ_{v, Ed, ser} = \sqrt{{(σ_{x, Ed, ser})}^{2} + {(σ_{y, Ed, ser})}^{2} - (σ_{x, Ed, ser}) (σ_{y, Ed, ser}) + 3 {(τ_{Ed, ser})}^{2}} \leq \frac{f_{y}}{γ_{M, s e r}}

Fórmula 5

Donde

σ_{Σx, Ed, ser} = σ_{x, Ed, ser} + 0, 75 \cdot σ_{ox, Ed, ser}

Fórmula 6

σ_{Σy, Ed, ser} = 0.75 \cdot σ_{oy, Ed, ser}

Fórmula 7

Resumen

Para el diseño del ala inferior se deben considerar varios factores. La ubicación diseñada en la viga de la pista juega un papel especialmente importante para determinar la longitud eficaz. Además, la base del eje de las ruedas es importante porque las cargas de las ruedas y sus tensiones locales pueden superponerse en casos de distancias pequeñas.

Bibliografía

[1]	Seeßelberg, C. Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocódigo, 5o edición. Berlín: Bauwerk, 2016
[2]	Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 6: Estructuras de apoyo para grúas; EN 1993-6: 2007 + AC: 2009
[3]	Petersen, C.: (2013). edición. Wiesbaden: Springer Vieweg.

Enlaces

Software para el cálculo y dimensionamiento de grúas y vigas carril

Descargas

Archivo del modelo CRANEWAY

3,14 MB

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