Se realizaron cuatro comprobaciones según la norma EN280/13001 para la grúa: Resistencia estática, Resistencia estática para soldaduras, Comprobación de fatiga y Comprobación de fatiga para soldaduras:
Prueba de resistencia estática
La tensión límite de diseño ƒRd, utilizada para el diseño de los elementos estructurales, se calculará a partir de:
| ƒRdσ= | ƒy | para la tensión normal |
| ϒRm | ||
| ƒRdτ= | ƒy | para el esfuerzo cortante |
| ϒRm√3 |
con ϒRm=ϒm×ϒsm
donde
| ƒy | es el valor mínimo del límite elástico del material |
| ϒsm | es el factor de resistencia específica del material, tal como se indica a continuación |
Para material no laminado:
ϒsm=0,95
Para materiales laminados (por ejemplo, chapas y perfiles):
| ϒsm=0,95 | para tensiones en el plano de laminación |
| ϒsm=0,95 | para las tensiones de compresión y de cizallamiento |
Para las tensiones de tracción perpendiculares al plano de laminación:
El material deberá ser adecuado para soportar cargas perpendiculares y estar libre de defectos laminares
ϒsm=1,0 para espesores de chapa inferiores a 15 mm o material de las clases de calidad Z25 o Z35 conforme a la norma EN 10164:2004.
ϒsm=1,16 para material de las clases de calidad Z15 según la norma EN 10164:2004.
ϒsm=1,34 para materiales sin clasificación de calidad conforme a la norma EN 10164 pero, conformes a las clases S2 y E3 10160:1999.
ϒsm=1,50 sin clasificación de calidad de la propiedad a través del espesor.
Prueba para miembros estructurales
Para los miembros estructurales que se diseñen deberá demostrarse que:
σSd ≤ ƒRdσ y τSd ≤ ƒRdτ
donde
| σSd, τSd | son las tensiones de cálculo. En su lugar, puede utilizarse la tensión equivalente de von Mises como tensión de diseño. |
| ƒRdσ, ƒRdτ | son las correspondientes tensiones límite de cálculo de acuerdo con la cláusula 1. En caso de que se utilice von Misses, ƒRdσ es la tensión límite de cálculo. |
En un caso de estados planos de tensiones cuando no se utilicen las tensiones de von Mises se demostrará además que:
donde
| x,y | indican las direcciones ortogonales de los componentes de tensión. |
Aplicación
S.eqv tiene en cuenta todas las direcciones de tensión.
Gamma_m – factor de resistencia específico de los materiales, que se ha descrito anteriormente.
Rendimiento – tensión de fluencia de los materiales.
Resultados
En las imágenes de abajo se muestran los resultados de la comprobación estática de todos los modelos. Todos los resultados superiores a 1 son inaceptables.
Prueba de resistencia estática (soldaduras)
En función del número de ecuación que figura en la tabla 1, la tensión límite de diseño de la soldadura ƒw,Rd se calculará íntegramente mediante:
| ƒw,Rd= | αw׃y |
| ϒm |
de por
| ƒw,Rd= | αw׃uw |
| ϒm |
donde
| αw | es un factor que figura en la tabla 1 en función del tipo de soldadura, el tipo de esfuerzo y el material. |
| ƒy | es el valor mínimo del límite elástico de los miembros conectados considerados. |
| ƒuw | es la resistencia última a la tracción del material de soldadura (todo el metal de soldadura). |
Tabla 1 – Factor de tensión límite de soldadura
| Tipo de material de soldadura | Dirección de la tensión | Tipo de soldadura | Tipo de estrés | número de ecuación | ƒy≤ N/mm2 |
αw ƒy>420 ƒy<930 N/mm2 |
ƒy≥930 N/mm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Coincidencia (ƒy se refiere a los miembros soldados) |
Tensión normal a la dirección de la soldadura | Soldadura de penetración total | Tensión o compresión | 21 | 1.0 | 0.93 | |
| Soldadura de penetración parcial | Tensión o compresión | 21 | 0.90 | 0.85 | |||
| Tensión paralela a la dirección de la soldadura | todas las soldaduras | Cizalla | 21 | 0.60 | 0.55 | ||
| Falta de coincidencia (ƒy se refiere al material de soldadura) |
Tensión normal a la dirección de la soldadura | Soldadura de penetración total | Tensión o compresión | 22 | 0.80 | 0.85 | 0.90 |
| Welda de penetración parcial | Tensión o compresión | 22 | 0.70 | 0.75 | 0.80 | ||
| Tensión paralela a la dirección de la soldadura | todas las soldaduras | Cizalla | 22 | 0.45 | 0.50 | 0.50 | |
Los valores de αw son válidos para soldaduras en calidad C de EN ISO 5817:2007 de mejor.
La prueba de los miembros conectados, de acuerdo con 3.5.1 se requiere siempre además de la prueba de la soldadura, de acuerdo con 3.5.4. En un caso de miembros conectados de diferentes materiales, la prueba se hará para cada miembro por separado.
Para la definición de penetración total y penetración parcial, véase la norma EN ISO 17659.
Material de las soldaduras coincidentes: material de las soldaduras con una resistencia última igual o superior a la de los miembros conectados.
Material de las soldaduras no coincidentes: material de las soldaduras con una resistencia última inferior a la de los miembros conectados.
Las soldaduras que unen partes de miembros construidos, por ejemplo, las conexiones entre bridas, pueden diseñarse sin tener en cuenta la tensión normal paralela al eje de la soldadura, siempre que las soldaduras estén proporcionadas para acomodar las fuerzas de cizallamiento desarrolladas entre dichas partes.
No se recomienda una soldadura asimétrica. Sin embargo, si se utiliza, los miembros conectados deberán apoyarse de forma que se evite el efecto de la excentricidad de la carga sobre la soldadura.
Prueba para conexiones soldadas
para que la soldadura sea diseñada deberá demostrarse que:
σw,Sd y τSd ≤ ƒRdσ
donde
| τSd, σw,Sd | son las tensiones de diseño de la soldadura. |
| ƒw,Rd | es la correspondiente tensión límite de diseño de la soldadura. |
Aplicación
Con un límite elástico de la soldadura de 735 MPa, la tensión estática admisible en una soldadura puede resumirse como sigue:
| Tipo de tensión | Material conectado a límite elástico | ||
|---|---|---|---|
| A juego | Insuficiente | ||
| por debajo de 735 Mpa | hasta 930 Mpa | por encima de 930 Mpa | |
| S_normal | rendimiento | 0.85×735 | 0.9×735 |
| T_cizallamiento | 0,6×rendimiento | 0.5×735 | 0.5×735 |
Las comprobaciones de las soldaduras se realizaron para el tipo de tensión normal y de cizallamiento. X e Y son la tensión normal y XY – la tensión de cizallamiento en las soldaduras. También se calculó la tensión equivalente para todas las direcciones. En los resultados, los gráficos muestran los resultados globales.
Resultados
En las imágenes de abajo se muestran los resultados de una comprobación estática de soldaduras. Todos los resultados superiores a 1 son inaceptables.
Comprobación de fatiga
Para el detalle, en consideración, se demostrará que:
ΔσSd ≤ ΔσRd
ΔσSd = maxσ – minσ
donde
| ΔσSd | es el rango máximo de tensiones de diseño. |
| maxσ, minσ | son los valores extremos de las tensiones de diseño (tensiones de compresión con signo negativo). |
| ΔσRd | es el rango de tensión límite de diseño. |
El rango de tensión límite de diseño se calculará a partir de:
| ΔσRd = | Δσc |
| ϒmf×3√S3 |
donde
| ΔσRd | es el rango de tensión límite de diseño; |
| Δσc | es la resistencia característica a la fatiga de los detalles con m = 3; |
| S3 | es el parámetro histórico de tensión clasificado; |
| ϒmf | es el factor de resistencia específica a la fatiga; |
Para la más grave ϒmf = 1,25 y los valores de ΔσRd en función de la clase S y Δσc.
Aplicación
Explicaciones para todos los parámetros en comprobación véase más arriba.
Resultados
En las imágenes de abajo se muestran los resultados de la comprobación de fatiga de todos los modelos. Todos los resultados superiores a 1 son inaceptables.
Comprobación de fatiga (soldaduras)
Aplicación
La explicación de todos los parámetros en check véase más arriba.
Resultados
En las imágenes de abajo se muestran los resultados de la comprobación de fatiga de las soldaduras. Todos los resultados superiores a 1 son inaceptables.
