memoria de calculo aumento de capacidad de silo a 245 tn

MEMORIA DE CALCULO EMP-C005-IT-001

AUMENTO DE CAPACIDAD DE SILO A 245 TN CON 5.7 m DE DIAMETRO Y 13.35 m DE ALTURA

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PROYECTO: PACASMAYO

MEMORIA DE CÁLCULO

AUMENTO DE CAPACIDAD DE SILO A 245 TN

EMP-C005-IT-001

0 31-MAR.2015 Ing. de Detalle A. Castillo J. Bonifacio J. Guerrero

B 28-MAR-2015 Revisión del

Propietario A. Castillo J. Bonifacio J. Guerrero

A 17-MAR-2015 Revisión Interna A. Castillo J. Bonifacio J. Guerrero

Rev. Fecha Emitido para Preparado Por Revisado Por Aprobado Por Aprobado Por:

COMECO SAC PACASMAYO



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ÍNDICE

1. GENERAL ........................................... ................................................................................................... 3

1.1. ALCANCE ...................................................................................................................................... 3

2. REFERENCIAS ...................................................................................................................................... 3

2.1. CÓDIGOS, NORMAS Y ESTÁNDARES ....................................................................................... 3 2.2. DOCUMENTOS Y PLANOS DE REFERENCIA ........................................................................... 4

3. MATERIALES ........................................ ................................................................................................ 4

4. GEOMETRÍA .......................................................................................................................................... 4

4.1. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS ......................................................................................... 4

5. CARGAS ............................................ .................................................................................................... 4

5.1. CARGA MUERTA (D) .................................................................................................................... 4 5.2. CARGA VIVA (L) ........................................................................................................................... 5 5.3. CARGA DE SISMO (E) ................................................................................................................. 5

6. CÁLCULO DEL SILO BY PASS .......................... .................................................................................. 5

6.1. CÁLCULO DEL CUERPO CILÍNDRICO ....................................................................................... 5 6.2. CÁLCULO DEL CUERPO CÓNICO .............................................................................................. 7 6.3. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (DIÁMETRO MAYOR DEL CONO) ...................... 9

6.3.1. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO CONSIDERANDO EL MATERIAL CORROÍDO ....................................................................................................................... 9

6.3.2. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO CONSIDERANDO EL MATERIAL NUEVO ............................................................................................................................ 10

6.4. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (DIÁMETRO MENOR DEL CONO) .................... 12 6.5. CÁLCULO DE LA TAPA SUPERIOR .......................................................................................... 14

6.5.1. CÁLCULO DE LA CARGA APLICADA AL TECHO......................................................... 15 6.5.2. PRESIÓN SOBRE EL TECHO ........................................................................................ 15 6.5.3. ESFUERZO SOBRE EL TECHO..................................................................................... 16 6.5.4. DEFORMACIÓN SOBRE EL TECHO ............................................................................. 16 6.5.5. CÁLCULO DE REFUERZOS SOBRE TECHO ............................................................... 16

6.6. CÁLCULO SÍSMICO-CORTE EN LA BASE ............................................................................... 19 6.6.1. CÁLCULO DEL PERIODO DE VIBRACIÓN (T).............................................................. 19 6.6.2. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN (C) (RNE E0.30) ........................................................... 19 6.6.3. FUERZA CORTANTE EN LA BASE (RNE E0.30) .......................................................... 19

6.7. CÁLCULO DE PERNOS DE ANCLAJE ...................................................................................... 20 6.7.1. ESFUERZO SOBRE LOS PERNOS ............................................................................... 20

6.8. CÁLCULO DEL ANILLO SOPORTE ........................................................................................... 21

7. RESULTADOS ........................................ ............................................................................................. 23

7.1. CUERPO CILÍNDRICO ............................................................................................................... 23 7.2. CUERPO CÓNICO ...................................................................................................................... 23 7.3. TAPA SUPERIOR ....................................................................................................................... 23 7.4. REFUERZOS SOBRE TECHO ................................................................................................... 23 7.5. ANILLO SOPORTE ..................................................................................................................... 24

7.5.1. RESULTANTE CARA INTERIOR .................................................................................... 24 7.5.2. RESULTANTE CARA EXTERIOR .................................................................................. 24



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1. GENERAL

1.1. ALCANCE

La presente memoria tiene como objeto el cálculo de los espesores presentes en el silo by

pass del proyecto Pacasmayo.

El silo contiene material en polvo, cuya densidad relativa es de 0.7.

Tendrá una capacidad de 245 toneladas, para lo cual sus dimensiones serán de 5.7 m de

diámetro y 13.352 m de altura.

2. REFERENCIAS

2.1. CÓDIGOS, NORMAS Y ESTÁNDARES

REGLAMENTO NACIONAL DE

EDIFICACIONES 2009

E.020 Cargas

E.030 Diseño sismo resistente

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS

ASTM A36/A36M Standard Specification for Carbon Structural Steel

ASTM A325/A325M

Standard Specification for Structural Bolts, Steel, Heat-Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength (High-Strength Bolts for Structural Steel Joints).

ASTM F1554 Standard Specification for Anchor Bolts, Steel, 36, 55, and 105-ksi Yield Strength

AMERICAN SOCIETY OF CIVIL

ENGINEERS ASCE 7 - 10 Minimum Design Loads for Building and Other Structures

INTERNATIONAL BUILDING CODE IBC - 2009 Código Internacional de Construcción

ASME Section VIII Division 1 American Society of Mechanical Engineers

EDWIN H. YOUNG Process Equipment Design

LUIS F. ZAPATA BAGLIETTO Diseño Estructural En Acero

WARREN C. YOUNG Roark's, Formulas for Stress & Strain



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2.2. DOCUMENTOS Y PLANOS DE REFERENCIA

• 20065163_0_001_D000566-11582422_000_00_PDF01;

• 61011399D1 Aumento de capacidad Rev.A_10;

• Aumento Capacidad Silo By Pass - Arreglos Generales_B;

• 1939-RFI-PA-012 rpta.

3. MATERIALES

Acero Estructural

• Planchas : ASTM A36

• Pernos de anclaje de alta resistencia : ASTM F1554, Gr 36, 55 ó 105

Elementos de conexiones

• Pernos de alta resistencia : ASTM A325, tipo 1

• Tuercas : ASTM A563, grado A

• Tuercas de alta resistencia : ASTM A563, grado DH

• Soldaduras : AWS D 1.1, E-70XX

4. GEOMETRÍA

4.1. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

Remitirse al ítem 2.2.

5. CARGAS

5.1. CARGA MUERTA (D)

Comprenden las cargas permanentes o con una variación en magnitud pequeña en el

tiempo. Son cargas muertas:



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• El peso propio de los elementos estructurales y no estructurales, además del

peso de otros materiales que actúan sobre la estructura.

• El peso de los equipos del proceso, maquinarias, tuberías, válvulas, bandejas

eléctricas y sus contenidos.

5.2. CARGA VIVA (L)

Son cargas producto del uso o la ocupación de la estructura, que se caracterizan por ser

móviles o temporales.

5.3. CARGA DE SISMO (E)

Los efectos de los sismos sobre las estructuras se estimarán en base a la respuesta

inelástica generada por la inercia de las masas ante el movimiento sísmico.

6. CÁLCULO DEL SILO BY PASS

6.1. CÁLCULO DEL CUERPO CILÍNDRICO

Condiciones de diseño :

Diámetro interno (ID) : 5700,0 mm

Radio incluido el descuento por corrosión (R) : 2851,50 mm

Longitud (Lc) : 13352,0 mm

Espesor (t) : 6,0 mm

Descuento por corrosión (C) : 1,50 mm

Presión de diseño : 0 kPa @ 20 °C

Peso específico del material (SG) : 0,70

Presión estática producida por el material (Ps) : 90,8944 kPa

Esfuerzo admisible del material (S) : 114000 kPa

Eficiencia de soldadura (E) : 1,00



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Cálculo del espesor de diseño (a 20,00 °C) UG-27(c) (1)

t = P*R/(S*E - 0,60*P) + Corrosión

= 90,89*2851,50/(114000*1,00 - 0,60*90,89) + 1,50

= 3,777 mm

Máxima presión de trabajo (admisible), (a 20,00 °C) UG-27(c) (1)

P = S*E*t/(R + 0,60*t) - Ps

= 114000*1,00*4,4989 / (2851,50 + 0,60*4,4989) - 90,8944

= 88,7952 kPa

Presión admisible máxima (a 21,11 °C) UG-27(c) (1)

P = S*E*t/(R + 0,60*t)

= 114000*1,00*6,0000 / (2850,00 + 0,60*6,0000)

= 239,6972 kPa

% de elongación de la fibra extrema - UCS-79(d)

= (50 * t / Rf) * (1 - Rf / Ro)

= (50 * 6,00 / 2853,0000) * (1 - 2853,0000 / ∞)

= 0,1052 %



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6.2. CÁLCULO DEL CUERPO CÓNICO

Condiciones de diseño:

Diámetro mayor (ID) : 5700,0 mm

Diámetro menor (ID) : 490,0 mm

Longitud axial (Lc) : 4512,0 mm

Radio incluido el descuento por corrosión (R) : 2851,50 mm

Espesor del cono (tc) : 8,0 mm

Descuento por corrosión (C) : 1,50 mm

Presión de diseño : 0 kPa @ 20 °C

Peso específico del material (SG) : 0,7

Presión estática sobre el diámetro mayor (Ps) : 90,8944 kPa

Presión estática sobre el diámetro menor (Ps) : 121,8418 kPa

Esfuerzo admisible del material (S) : 114000 kPa

Eficiencia de soldadura (E) : 1,00

Cálculo del espesor de diseño (a 20,00 °C) UG-32(g) (Diámetro mayor)

t = P*D / (2*Cos(α)*(S*E - 0,60*P)) + C

= 90,8944*5703,4668 / (2*Cos(30,000)*(114000*1,00 - 0,60*90,8944))+ 1,5011

= 4,13 mm

Cálculo del espesor de diseño (a 20,00 °C) UG-32(g) (Diámetro menor)

t = P*D / (2*Cos(α)*(S*E - 0,60*P)) + C

= 121,8418*493,4668 / (2*Cos(30,000)*(114000*1,00 - 0,60*121,8418))+ 1,5011

= 1,80469 mm

Máxima presión de trabajo (admisible), (a 20,00 °C) UG-32(g) (Diámetro mayor)

P = 2*S*E*t*Cos(α) / (D + 1,20*t*Cos(α)) - Ps



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= 2*114000*1,00*6,4989*Cos(30,000)/(5703,4668+1,20*6,4989*Cos(30,000)) -

90,8944

= 133,83 kPa

Máxima presión de trabajo (admisible), (a 20,00 °C) UG-32(g) (Diámetro menor)


= 2*114000*1,00*6,4989*Cos(30,000) / (493,4668 + 1,20*6,4989*Cos(30,000)) -

121,8418

= 2602.8719 kPa

Presión admisible máxima (a 21,11 °C) UG-32(g) (Diá metro mayor)


= 2*114000*1,00*8,0000*Cos(30,000) / (5700,0000 + 1,20*8,0000*Cos(30,000))

= 276,72 kPa

Presión admisible máxima (a 21,11 °C) UG-32(g) (Diá metro menor)


= 2*114000*1,00*8,0000*Cos(30,000) / (490,0000 + 1,20*8,0000*Cos(30,000))

= 3169,9521 kPa

% de elongación de la fibra extrema - UCS-79(d)

= (50 * t / Rf) * (1 - Rf / Ro)

= (50 * 9,2376 / 249,6188) * (1 - 249,6188 / ∞)

= 1,8503 %



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1

6.3. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (DIÁMETRO MA YOR DEL CONO)


Radio medio (Rm) : 112,3524 pulg

Radio del cilindro considerando corrosión (RL) : 112.2637 pulg

Espesor del cilindro incluido la corrosión (ts) : 0,1771 pulg

Espesor del cono incluido la corrosión (tc) : 0,2559 pulg

Peso del silo considerando el material corroído (WL) : 22.666,02 lb

Presión en la unión (P) : 32,5935 psi

Esfuerzo admisible del material (SS) : 16.534,3027 psi

Eficiencia de soldadura (E1) : 1,00

Ángulo del cono (α) : 30°

6.3.1. Cálculo de la unión cilindro-cono consideran do el material corroído

f1 = -WL/ (π*2*Rm) + 12*ML/ (π*Rm2)

= -22.666,02/ (π*2*112,3524) + 12*0/ (π*112,35242)

= -32,10799 lb/in (-56,2297 N/cm)

P*RL /2 = 1.829,535 lb/in (3.204,007 N/cm)

P/(Ss*E1) = 32,5935/(16.534,30*1) = 0,001971

De la tabla 1-5.1 ∆ = 14,89°

Como ∆ < α es necesario un anillo de refuerzo.

QL = P*RL /2 + f1

= 1.829,5354 + -32,108

= 1.797,427 lb/in (3.147,777 N/cm)

K = Ss*Es/(Sr*Er)

= 16.534,3027*29.348.388/(16.534,3027*29.348.388)

= 1



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1

ArL = (k*QL *RL /(Ss*E1))*(1 - ∆/α)*tan(α)

= (1*1.797,4274*112,2638/(16.534,3027*1))*(1 - 14,89/30)*tan(30)

= 3,548846 in2 (22,89573 cm2)

AeL = (ts - t)*(RL *ts)0,5 + (tc - tr)*(RL *tc/cos(α))0,5

= (0,1771 - 0,2215638)*(112,2638*0,1771)0,5 + (0,2559 -

0,2558398)*(112,2638*0,2559/cos(30))0,5

= -0,1980607 in2 (-1,277808 cm2)

Área de refuerzo adicional = ArL- AeL = 3,74691 in2 (24,17356 cm2)

El área del perfil de refuerzo es = 14.19 in2 (91.6 cm2)

6.3.2. Cálculo de la unión cilindro-cono consideran do el material nuevo

f1 = -WL/ (π*2*Rm) + 12*ML/ (π*Rm2)

= -29.526,9/( π *2*112,3228) + 12*0/( π*112,32282)

= -41,83791 lb/in (-73,26939 N/cm)

P* RL /2 = 1.828,572 lb/in (3.202,32 N/cm)

P/(Ss*E1) = 32,5935/(16.534,30*1) = 0,001971

De la tabla 1-5.1 ∆ = 14,89°

Como ∆ < α es necesario un anillo de refuerzo.

QL = P*RL /2 + f1

= 1.828,5723 + -41,8379

= 1.786,734 lb/in (3.129,051 N/cm)

K = Ss*Es/(Sr*Er)

= 16.534,3027*29.348.388/(16.534,3027*29.348.388)

= 1

ArL = (k*QL *RL /(Ss*E1))*(1 - ∆/α)*tan(α)

= (1*1.786,7344*112,2047/(16.534,3027*1))*(1 - 14,89/30)*tan(30)

= 3,525877 in2 (22,74755 cm2)




AeL = (ts - t)*(RL *ts)0,5 + (tc - tr)*(RL *tc/cos(α))0,5

= (0,2362 - 0,2214472)*(112,2047*0,2362)0,5 + (0,315 -

0,2557051)*(112,2047*0,315/cos(30))0,5

= 0,4545844 in2 (2,932797 cm2)

Área de refuerzo adicional = ArL- AeL = 3,07129 in2 (19,81474 cm2)

El área del perfil de refuerzo es = 14.19 in2 (91,6 cm2)

CÁLCULO DEL ANILLO RIGIDIZADOR, (MAWP=94.88 kPa)

Carga

Chequeo del área

del Rigidizador

f1

(N/cm) QL

(N/cm) Arl

(cm 2) Ael

(cm 2)

Área del

anillo (cm 2)

Status

Peso corroído Sí -56,23 3.147,78 22,9 -1,28 91,6 OK

Peso nuevo Sí -73,27 3.129,05 22,75 2,93 91,6 OK




6.4. CÁLCULO DE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (DIÁMETRO ME NOR DEL CONO)


Diámetro medio (D) : 19,6654 pulg

Radio medio (Rm) : 9,8327 pulg

Radio del cilindro considerando corrosión (RS) : 9.7047 pulg

Espesor del cilindro incluido la corrosión (ts) : 0,1771 pulg

Espesor del cono incluido la corrosión (t) : 0,25585 pulg

Peso del silo considerando el material corroído (Ws) : 29.574,71 lb

Presión en la unión (P) : 39,005 psi

Esfuerzo admisible del material (SS) : 16.534,3027 psi

Eficiencia de soldadura (E1) : 1,00

Ángulo del cono (α) : 30°

f2 = -WS/ (π*2*Rm) + 12*MS/ (π*Rm2)

= -29.574,71/(π*2*9,8327) + 12*0/(π*9,83272)

= -478,7049 lb/in (-838,3405 N/cm)

P* RS /2 = 189,2707 lb/in (331,4637 N/cm)

Como f2 está a compression y f2 > P*RS/2 entonces es necesario el siguiente análisis:

l = 4*M/(π*D2) - WS/(π*D)

= 4*0/(π*19,66542) - 29.574,71/(π*19,6654)

= -478,7049lb/in (-838,34 N/cm)

Pe = P + 4*l/D = 37,08204 + 4*-478,7049/19,6654

= -60,28794 psi (-415,67 kPa)

Esfuerzo longitudinal dentro de la superficie del c ilindro

σL = (Pe*R/t)*(0,5 - X*(R/t)0,5)




= (-60,2879*9,832699/0,2558606)*(0,5 - 0,3248*(9,832699/0,2558606)0,5)

= 3.507,188 psi (24,181 MPa)

Esfuerzo longitudinal exterior a la superficie del cilindro

σL = (Pe*R/t)*(0,5 - X*(R/t)0,5)

= (-60,2879*9,832699/0,2558606)*(0,5 + 0,3248*(9,832699/0,2558606)0,5)

= -5.824,048 psi (-40,155 MPa)

Esfuerzo sobre el silo-parte cilíndrica

σtm = (P*R/t)*(1 + (Pe/P)*Y*(R/t)0,5)

= (37,082*9,8327/0,2559)*(1 + (-,2879/37,082)*0,1788*(9,8327/0,2559)0,5)

= -1.143,082 psi (-7,881 MPa)

Esfuerzo longitudinal dentro de la superficie del c ono

σL = (Pe*R/t)*(0,5/(n*cos(α)) - U*(R/t)0,5)

= (-60,2879*9,832699/0,2558606)*(0,5/(1*cos(30)) - 0,3248*(9,832699/0,2558606)0,5)

= 3.327,979 psi (22,946 MPa)

Esfuerzo longitudinal exterior a la superficie del cono

σL = (Pe*R/t)*(0,5/(n*cos(α)) + U*(R/t)0,5)

= (-60,2879*9,832699/0,2558606)*(0,5/(1*cos(30)) + 0,3248*(9,832699/0,2558606)0,5)

= -6.003,257 psi (-41,391 MPa)

Esfuerzo sobre el silo-parte cónica

σtm = (P*R/t)*(1/(n*cos(α)) + (Pe/P)*Y*(R/t)0,5)

= (37,082*9,8327/0,2559)*(1/(1*cos(30)) + (-60,2879/37,082)*0,1788*(9,8327/0,2559)0,5)

= -922,6251 psi (-6,361 MPa)




ESFUERZOS SOBRE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (Diámetro me nor del cono)

ESFUERZO SOBRE EL CILINDRO/PRESIÓN INTERNA (MAWP=94 ,88 kPa)

Carga

Esfuerzo

σL (MPa)

Esfuerzo admisible

(MPa) σtm (MPa)

Interior Exterior Compresión Tensión Calculado Admisible

Peso

corroído 24,181 -40,155 342 342 -7,881 171

ESFUERZOS SOBRE LA UNIÓN CILINDRO-CONO (Diámetro me nor del cono)

ESFUERZO SOBRE EL CONO/PRESIÓN INTERNA (MAWP=94,88 kPa)

Carga

Esfuerzo

σL (MPa)

Esfuerzo admisible

(MPa) σtm (MPa)

Interior Exterior Compresión Tensión Calculado Admisible

Peso

corroído 22,946 -41,391 342 342 -6,361 171

6.5. CÁLCULO DE LA TAPA SUPERIOR

Figura N° 1: Distribución de refuerzos sobre la tapa del silo





Diámetro de la tapa : 5700,0 mm

Espesor de la plancha : 8 mm

Descuento por corrosión : 1,5 mm

Longitud más corta del paño : 1140 mm

Longitud más larga del paño : 5700 mm

Variable adimensional (α) : 0,1417

Variable adimensional (β) : 0,7476

Variable adimensional (γ) : 0,501

6.5.1. Cálculo de la carga aplicada al techo

Peso de la tapa superior : 1602,50 kg

Peso de los perfiles de refuerzo : 611.75 kg

Conexiones bridadas

201328 : 10,218 kg

214948 : 40 kg

201508 : 105 kg

121658 : 29,082 kg

214656 : 9,00 kg

Peso de las conexiones bridadas (aprox.) : 210 kg

6.5.2. Presión sobre el techo

Debido al peso propio y a los refuerzos (q1) : 0,851 kPa

Debido a las conexiones bridadas (q2) : 0,32 kPa




Presión total sobre el techo (q1 + q2) : 1,174 kPa

6.5.3. Esfuerzo sobre el techo

(Roark's, Formulas for Stress & Strain 7 ma edition (Warren C. Young))

Esfuerzo admisible : 16600 lb/pulg2

Esfuerzo calculado : 2.587,088 lb/pulg2

6.5.4. Deformación sobre el techo


Deformación admisible (L/350) : 0,128 pulg

Deformación calculada : 0,107 pulg

6.5.5. Cálculo de refuerzos sobre techo

(Pressure Vessel Design Manual – Third Edition (Dennis Moss))

Perfil de refuerzo : C 8” x 13.75 mm

Longitud del refuerzo (b) : 5,7 m

Momento de inercia del refuerzo compuesto (I) : 27864028.0352 mm4

Módulo de sección – Compresión (Sc) : 441136,4028 mm3

Módulo de sección – Tracción (St) : 188224,9294 mm3

Presión total sobre el techo (qt) : 1,174 KPa

Momento de flexión sobre el refuerzo

Mr = (256*qt*b2)/8

= (256*1174*5,72)/8

= 1220769,547 N x mm

Esfuerzo sobre el refuerzo – Compresión

σc = Mr/Sc

= 1220769,547 /441136,4028

= 2,767 MPa




Esfuerzo sobre el refuerzo – Tracción

σt = Mr/St

= 1220769,547 /188224,9294

= 6,485 MPa

Deformación admisible (b/500) : 11,4 mm

Deformación calculada

δ = (5*256*qt*b4)/(384*E*I)

= (5*256*1174*5.74)/(384*200*109*27864028.0352)

= 0,741 mm

Perfil de refuerzo : PL 12 x 120 mm

Longitud del refuerzo (b) : 2,214 m

Momento de inercia del refuerzo compuesto (I) : 5202294,0021 mm4

Módulo de sección – Compresión (Sc) : 172307.04 mm3

Módulo de sección – Tracción (St) : 53188.84 mm3

Presión total sobre el techo (qt) : 1,174 KPa

Momento de flexión sobre el refuerzo

Mr = (256*qt*b2)/8

= (256*1174*2,2142)/8

= 184256.5065 N x mm

Esfuerzo sobre el refuerzo – Compresión

σc = Mr/Sc

= 184256.5065 /172307.04

= 1,069 MPa

Esfuerzo sobre el refuerzo – Tracción

σt = Mr/St

= 184256.5065/53188.84




= 3,464 MPa

Deformación admisible (b/500) : 4,428 mm

Deformación calculada

δ = (5*256*qt*b4)/(384*E*I)

= (5*256*1174*2,2144)/(384*200*109*5202294,0021)

= 0.09 mm




6.6. CÁLCULO SÍSMICO-CORTE EN LA BASE


Altura total del silo (H) : 43,8056 pie

Diámetro del silo (D) : 18,7 pie

Peso del silo por pie de alto (w) : 12.226,6784 lb/pie

Espesor del silo (t) : 0,236 pulg

Factor de zona (Z) (RNE e0.30) : 0,4

Parámetros de suelo (Tp(s)) (RNE e0.30) : 0.4

Coeficiente sísmico (R) : 2

Parámetros de suelo (S) (RNE e0.30) : 1

Categoría de las edificaciones (U) (RNE e0.30) : 1

6.6.1. Cálculo del periodo de vibración (T)

(Process Equipment Design Edwin H. Young)

T = 2.65 x 10-5 x (H/D)2 x (w x D/t)1/2

= 2.65 x 10-5 x (43,8056/18,7)2 x (12.226,6784 x 18,7/0,236)1/2

= 0.143133 seg

6.6.2. Factor de amplificación (C) (RNE e0.30)

C = 2,5 x (Tp/T)

= 2,5 x (0,4/0,143133)

= 6,9864 (valor máximo 2,5)

6.6.3. Fuerza Cortante en la Base (RNE e0.30)

V = (ZxUxCxS)xP/R




= (0,4x1x2,5x1)x261.267,86x9,81/2

= 1’281.518,853 N

6.7. CÁLCULO DE PERNOS DE ANCLAJE


Fuerza cortante en la base (V) : 1’281.518,853 N

Número de pernos (N) : 12

Diámetro de pernos (D) : 1 ½ pulg

Área raíz de los pernos (A) : 834.8 mm2

Esfuerzo de corte admisible (perno F 1554 Gr 36) : 148.8 MPa

6.7.1. Esfuerzo sobre los pernos

δc = V/N x A

= 1’281.518,853/12 x 834.8

= 127.9267 MPa




6.8. CÁLCULO DEL ANILLO SOPORTE


Dimensiones del anillo soporte:

Altura de cilindro inferior : 3000 mm

Espesor : 12 mm

Ancho de anillo superior : 288 mm

Espesor : 20 mm

Altura rigidizador anillo superior : 150 mm

Espesor : 20 mm

Ancho de anillo inferior : 463 mm

Espesor : 25 mm

Altura rigidizador anillo inferior : 200 mm

Espesor : 25 mm




Propiedades mecánicas:

Área sección transversal : 613.4 cm2

Momento de inercia en X : 7’778.085 cm4

Momento de inercia en Y : 166.100 cm4

Módulo resistente en X, superior : 45.960 cm3

Módulo resistente en X, inferior : 59482 cm3

Módulo resistente en Y, superior : 4.349 cm3

Módulo resistente en Y, inferior : 14.070 cm3

Cargas máximas en los apoyos:

Momento flector en X : -259.996 kg x m

Momento torsor : -104.521 kg x m

Cortante : -67.329 kg

Esfuerzo máximo resultante cara interior:

Compresión axial : -56 kg/cm2

Compresión por flexión : -437 kg/cm2

Compresión total borde inferior : -493 kg/cm2

Corte vertical : -110 kg/cm2

Esfuerzo máximo resultante cara exterior:

Compresión axial : -56 kg/cm2


Compresión total borde inferior : -395kg/cm2

Corte vertical : -314 kg/cm2




7. RESULTADOS

7.1. CUERPO CILÍNDRICO

Espesor calculado : 3,777 mm

Espesor considerado : 6 mm

Presión de trabajo : 88,7952 kPa

Presión admisible : 239,6972 kPa

Factor de seguridad : 2.7

7.2. CUERPO CÓNICO

Espesor calculado : 4,13 mm

Espesor considerado : 8 mm

Presión de trabajo : 133,83 kPa

Presión admisible : 276,72 kPa


7.3. TAPA SUPERIOR

Espesor : 8 mm

Esfuerzo calculado : 901,671 lb/pulg2

Esfuerzo admisible : 16600 lb/pulg2


7.4. REFUERZOS SOBRE TECHO

Perfil de refuerzo : C 8” x 13.75 mm

Esfuerzo calculado : 6,485 MPa

Esfuerzo admisible : 165 MPa





Perfil de refuerzo : PL 12 x 120 mm

Esfuerzo calculado : 3,464 MPa

Esfuerzo admisible : 165 MPa


7.5. ANILLO SOPORTE

7.5.1. Resultante cara interior


Compresión total borde inferior : -493 kg/cm2

Esfuerzo admisible : 1427,6 kg/cm2


7.5.2. Resultante cara exterior


Compresión total borde inferior : -395kg/cm2

Esfuerzo admisible : 1427,6 kg/cm2


memoria de calculo aumento de capacidad de silo a 245 tn

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