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

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Para puentes grúa suspendidos, el ala inferior de la viga del puente grúa está sujeta a flexión local debido a las cargas por rueda además de la capacidad portante de carga. El cordón inferior se comporta como una losa debido a las tensiones de flexión locales y tiene una condición tensión de flexión desviada [1].

Estado límite último

Se tiene que verificar que las cargas por rueda pueden ser absorbidas por el ala inferior. En [2] , Capítulo 6.7, Ecuación 6.2 se da la siguiente fórmula:

Fórmula 1

Ff,Rd = leff · tf2 · fyγM04 · m · 1 - σf,EdfyγM02

Valores:
leff = longitud eficaz según [2] , tabla 6.2
m = brazo de palanca de la carga de la rueda en el alma del ala de transición según [2] , ecuación 6.3
σf, Ed = tensión de flexión en el centro de gravedad del ala debido a la carga global

Imagen 01 - Carga del ala inferior de cargas por rueda

Se tiene que cumplir la condición siguiente:
Fz, Ed ≤ Ff, Rd

Particularmente para el cálculo de la longitud eficaz según [2] , tabla 6.2, se debe considerar la ubicación para el diseño en la viga de la pista así como la base del eje de las cargas por ruedas.

Imagen 02 - Parámetros de influencia para el cálculo de la longitud eficaz según [2], Tab. 6.2

Estado límite de servicio y fatiga

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


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

Tensiones locales en el ala inferior

Existen 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 9.341 de FEM "Tensiones de la viga local". Las tensiones se calculan aquí en los puntos 0, 1 y 2 como se muestra en la Figura 01.

Las tensiones se toman de las fórmulas siguientes:

Dirección longitudinal de la viga:

Fórmula 2

σox,Ed,ser,i = cx,i · Fz,Edtf2

Dirección transversal de la viga:

Fórmula 3

σoy,Ed,ser,i = cy,i · Fz,Edtf2

Valores:
cx,i y cy,i son según [2], Tabla 5.2
$\mathrm\mu\;=\;\frac{2\;\cdot\;\mathrm n}{\left(\mathrm b\;-\;{\mathrm t}_\mathrm w\right)}$ según [2], Capítulo 5.8 (4), Ecuación 5.7

Se debe tener en cuenta que las tensiones de las ruedas individuales deberían superponerse en el caso de bases pequeñas del eje 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 la brida más larga se deben superponer con las tensiones globales del análisis estructural:

Fórmula 5

σv,Ed,ser = σΣx,Ed,ser2  σΣy,Ed,ser2 - σΣx,Ed,ser · σΣy,Ed,ser  3 · τEd,ser2  fyγm,ser

Valores:

Fórmula 6

σΣx,Ed,ser = σx,Ed,ser  0.75 · σox,Ed,ser


Fórmula 7

σΣy,Ed,ser = 0.75 · σoy,Ed,ser

Conclusión

Para el diseño del ala inferior se deben considerar varios factores. La posición de cálculo en la viga carril juega un papel especial e importante para la determinación de la longitud eficaz. Además, la base del eje de las ruedas es importante porque las cargas por rueda y sus tensiones locales pueden superponerse en el caso de distancias pequeñas.

Bibliografía

[1]Seeßelberg, C. Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode, 5. Edición Berlin: Bauwerk, 2016
[2] Eurocódigo 3: Proyecto de estructuras de acero. Parte 6: Grúas de estructuras de soporte; EN 1993‑6
[3] Petersen, C. (2013). Edición Wiesbaden: Springer Vieweg.

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  • Actualizado 19. abril 2021

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