Polipasto (sistema de poleas y bloque) | Opciones y modelado

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Consejos y trucos

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Este artículo describe los principios básicos y enfoques de modelado de los sistemas de polea en RFEM.

Origen

Las grúas ya se utilizaron hace más de 2.500 años en las obras. Con el tiempo, las grúas se han desarrollado aún más. Para mover grandes cargas sin motores, se utilizaron tanto las reglas de la palanca como los aumentos de fuerza por medio de varias líneas de cable y poleas. Estos principios básicos simples pero ingeniosos todavía se utilizan hoy en día.

¿Qué es un sistema de polea de bloqueo y aparejo?

Un sistema de polea de bloque y aparejo es una estructura mixta que consta de un cable y al menos una rueda de polea y se utiliza para levantar cargas. Al usar varias poleas, se puede reducir aún más la fuerza necesaria para levantar una determinada pieza de masa. Algunas de las poleas tienen una posición fija, mientras que otras son las llamadas poleas sueltas que se mueven durante el proceso de elevación. La ventaja de aumentar la fuerza se debe compensar con una mayor distancia de las poleas.

Cuatro sistemas típicos de poleas

A continuación se describen cuatro opciones de sistemas de poleas con fuerza de tracción hacia abajo. En el archivo del modelo, que puede descargar al final de este artículo, encontrará una estructura lo más realista posible, incluyendo un modelado esquemático simple para comprender mejor el comportamiento.

Este ejemplo muestra para cada tipo cómo levantar un peso de G = 100 N sobre una altura de u = 100 mm. Donde:
F ... Fuerza necesaria para levantar el peso, se corresponde con el apoyo inferior izquierdo en el modelo de RFEM
n ... Número de secciones de cable de soporte
Δl ... Distancia de tracción necesaria para aumentar el peso en u

Para este tipo de sistema de poleas, la distancia necesaria de las poleas se determina mediante Δl = n · u.

Traducción 1: 1
F = G
Δl = u

Traducción 1: 2
F = 0,5 · G
Δl = 2 · u

Traducción 1: 3
F = 1/3 · G
Δl = 3 · u

Traducción 1: 4
F = 1/4 · G
Δl = 4 · u

Modelado en RFEM

Durante el modelado, debe introducir el cable como una polilínea continua con al menos tres nudos. Por lo tanto, el programa "sabe" que es un elemento que es un cable completo. Luego, puede asignar el tipo de barra "Cable en poleas" a esta polilínea. Al menos un extremo del cable debe tener un soporte fijo o una barra para que se pueda transferir la carga de tracción aplicada. Dado que la fuerza de tracción debe ser constante en un "Cable en poleas", los elementos conectados durante el proceso de modelado no necesitan ninguna definición adicional. Los elementos adyacentes o apoyos en nudo reciben esfuerzos de desviación si hay pandeo en los cables.

Al modelar, las barras rígidas se aplicaron de tal manera que la fuerza de la losa se puede mostrar en un apoyo. Se colocaron apoyos estabilizadores adicionales en las poleas sueltas para contrarrestar la inestabilidad.

La distancia de tracción necesaria se aplicó mediante una deformación en nudo impuesta.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Walter Fröhlich

Dipl.-Ing. (FH) Walter Fröhlich

Product Engineering & Customer Support

El Sr. Fröhlich brinda asistencia técnica a los clientes y es responsable del desarrollo de productos para estructuras de hormigón armado.

Palabras clave

Sistema de polea Polipasto (sistema de poleas y bloque) Polea Cable en poleas

Referencia

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  • Actualizado 22. febrero 2021

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