blog-post-cover

Cargas móviles para el diseño de Vigas Carrileras

PUENTES GRÚA

En el día a día de muchas compañías industriales es común que se necesite desplazar elementos de gran peso dentro de sus edificaciones, esto suele ser un trabajo que se realiza mediante los llamados Puentes Grúa, convirtiéndolos en uno de los sistemas de transporte más utilizados en la industria.

puente-grua

Fig. 1 – Modelo de Puente Grúa

Generalmente estos Puentes Grúa se desplazan longitudinalmente en las naves industriales mediante ruedas que se apoyan en un carril, que conocemos como «viga carrilera» o «viga carril». Dependiendo de los requerimientos del cliente se pueden configurar uno o más Puentes Grúa en una misma Nave Industrial, que incluso pueden ser adosadas e interconectadas entre sí para cumplir con líneas de manufactura, líneas de ensamblaje, almacenes o centros de acopio, entre otros.

nave-industrial-puente-grua

Fig. 2 – Nave Industrial con múltiples Puentes Grúa

Las cargas transportadas por estos Puentes Grúa pueden ser livianas, medianas o pesadas; éstas se transfieren a las ruedas del mismo creando cargas dinámicas y estáticas sobre la viga carril, en función del tiempo y que dependen de la posición a lo largo de dicha viga y de la magnitud de la carga total. El frenado y la aceleración del Puente Grúa generan fuerzas dinámicas que dependen de cada configuración o modelo del mismo; y el movimiento de elevación vertical y transversal de la carga es llevado a cabo por un polipasto.

CARGAS MÓVILES SOBRE LA VIGA CARRIL

Para realizar un correcto diseño de la viga carril debemos obtener las solicitaciones y esfuerzos que actúan sobre ella, y precisamente hace falta el uso de software con las capacidades adecuadas que faciliten esta labor y a su vez sea confiable y eficiente.

No todos los programas de análisis y diseño permiten crear cargas móviles, de hecho, hay programas especializados en el diseño de vigas carril, pero estos no permiten modelar absolutamente toda la estructura de la nave industrial, por lo que su uso implica que tendremos que trabajar con modelos aislados, y tener suficiente criterio y experiencia para poder interpretar bien los resultados y diseñar correctamente la viga carril y el resto de los elementos que la soportan, incluyendo las cimentaciones.

viga-carrilera-puente-grua

Fig. 3 – Vista esquemática de Viga Carrilera y Puente Grúa – Runway Beam

Nos vamos a enforcar en las ventajas que representa el uso de un software para generar las acciones que actúan sobre una viga carril, y a continuación, vamos a mencionar las comprobaciones que se tienen que realizar para el diseño de la misma:

  • Determinación de las solicitaciones y esfuerzos
  • Clasificación de la sección transversal
  • Comprobación de esfuerzos globales en la sección transversal
  • Pandeo Lateral
  • Comprobación de esfuerzos locales en la sección transversal
  • Abolladura
  • Comprobación de deformaciones
  • Comprobación a la fatiga

VIGAS CARRIL CON AUTODESK ROBOT

Uno de los programas que nos permite modelar cargas móviles es Autodesk Robot Structural Analysis Professional, y, además, no estaríamos modelando una viga de forma aislada para obtener los esfuerzos y analizar las líneas de influencia, sino que podemos modelar toda la estructura de nuestra nave industrial, incluyendo la viga carril y sus soportes (también las cimentaciones), permitiendo que diseñemos todos los elementos.

Robot Structural Analysis permite definir cargas móviles según varios reglamentos, uno de ellos es el AASHTO Specifications ’92, lo cual representa una gran ventaja porque la asignación de estas cargas está muy bien organizada y parametrizada.

carro-carga-movil

Fig. 4 – Definición de carro para carga móvil – Catálogo ASSHTO

Esto en Robot se conoce como una carga especial, y se crea a partir de carros/coches, cada carro tendrá fuerzas que pueden ser concentradas/puntuales, lineales o de superficie. Podemos definir la distancia entre las ruedas del carro y sus ejes, y guardarlo en un catálogo para poder usarlo posteriormente. Una vez definido el carro pasamos a la creación del camino o ruta por el cuál se moverá, este será trazado de tal forma que las ruedas donde se aplican las cargas queden apoyadas sobre nuestra viga carril. Una gran ventaja adicional es que podemos definir coeficientes laterales, verticales y horizontales para determinar los esfuerzos dinámicos producto de la aceleración y frenado del Puente Grúa, además del movimiento de elevación. Significa que en cada punto del recorrido tendremos 3 vectores de aplicación de la carga.

deformada-viga-carrilera

Fig. 5 – Líneas de Influencia y deformada en viga carrilera.

Robot analizará todo el movimiento de la carga móvil y nos permitirá evaluar reacciones, momentos, fuerzas de corte, fuerzas axiales, líneas de influencia, y deformaciones; creará las combinaciones necesarias para el diseño de nuestra viga carril, así como también para nuestros soportes, columnas, y cimentaciones.

diseno-cimentacion

Fig. 6 – Diseño de cimentación considerando todas las acciones.

Esta aplicación especializada de Autodesk Robot es solo una más de las razones por las que rápidamente el software se ha posicionado internacionalmente como una de las herramientas de mayor difusión y uso internacional para el cálculo de estructuras. Fórmate en su uso apuntándote a nuestro Curso de Análisis y Diseño de Edificaciones utilizando Autodesk Robot y aprende a sacarle el máximo provecho en tus proyectos.



Utilizamos cookies para ayudar a mejorar la experiencia de usuario, al continuar navegando acepta su uso.