Este documento resume el análisis estático de un pórtico fijo diseñado para soportar 1 tonelada. El resumen incluye las propiedades de los materiales utilizados (acero A-36), las cargas y condiciones de apoyo consideradas (una carga de 1 tonelada aplicada en la viga superior), y los resultados principales del análisis (factores de seguridad mínimo de 7.5 y máxima tensión de 2.98e7 N/m2, que es menor que el límite elástico del material).

1. PORTICO FIJO PARA 1 TONELADA
MEMORIA DE CALCULO
ANÁLISIS ESTÁTICO
Autor:
Luis Andrés Sarmiento Pinilla
Ingeniero Mecánico
Calle 75 No. 69Q-11 Barrio Las Ferias
BOGOTÁ DC. COLOMBIA
Email: infoproseinbc.com PBX: 704 0885 Cel: 316 421 9545

2. TABLA DE CONTENIDO
Contenido
Descripción:............................................................................................................................ 3
Suposiciones del estudio. ......................................................................................................
3
Información del modelo ........................................................................................................
3
Propiedades del estudio. .......................................................................................................
6
Propiedades del material. ..................................................................................................... 7
Sujeciones. ............................................................................................................................. 7
Cargas. ....................................................................................................................................
8
Contacto entre piezas. ...........................................................................................................
8
Fuerzas resultantes. .............................................................................................................
11
Resultados del estudio. ....................................................................................................... 12
Tensiones. ........................................................................................................................ 12
Desplazamientos.............................................................................................................. 13
Deformaciones unitarias. ................................................................................................ 14
Factor de seguridad. ........................................................................................................ 15
Conclusiones. .......................................................................................................................
16 ANEXO 1: Certificado de calidad de
materiales.................................................................. 17 Lámina Acero A-36
........................................................................................................... 17
Perfil estructural IPE 120 ................................................................................................. 18
Tubo estructural rectangular 100x50 .............................................................................. 19
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3. Descripción:
Pórtico de operación fija construido en acero estructural en perfiles IPE120 IPE160, tubo
rectangular 100x50x3 y lámina de 5/16” de espesor.
Estructura diseñada para sostener una carga máxima de 1 tonelada. Estructura diseñada,
analizada y construida en acero estructural ASTM A-36.
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Suposiciones del estudio.
Se realiza el análisis de carga en el pórtico contemplando las siguientes suposiciones:
1.El pórtico se encuentra completamente apoyado en una superficie plana.
2. Toda su estructura está completamente armada (todos los elementos
instalados) y todos los tornillos instalados y apretados con el torque correcto.
3.La carga se aplica en el ojal de la lámina diseñada e instalada para tal fin.
4.La carga de evaluación es de 1 tonelada (1000kg).
5.No se realiza el estudio para cargas adicionales y/o combinadas como sismo, caída o
inclinaciones de carga
Información del modelo

4. Nombre de documento y
referencia
Elemento/material Propiedades volumétricas
Viga base 1
IPE120
Masa:29.9016 kg
Volumen:0.00380912 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:293.036 N
Viga base 2
IPE120
Masa:29.9016 kg
Volumen:0.00380912 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:293.036 N
Paral 1
Tubo rectangular 100x50
Masa:25.6484 kg
Volumen:0.00326731 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:251.354 N
Paral 2
Tubo rectangular 100x50
Masa:25.6484 kg
Volumen:0.00326731 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:251.354 N
Paral 3
Tubo rectangular 100x50
Masa:25.6484 kg
Volumen:0.00326731 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:251.354 N
Paral 4
Tubo rectangular 100x50
Masa:25.6484 kg
Volumen:0.00326731 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:251.354 N
Perfil de cierre de base 1
IPE120
Masa:12.2845 kg
Volumen:0.00156491 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:120.388 N
Perfil de cierre de base 2
IPE120
Masa:12.2845 kg
Volumen:0.00156491 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:120.388 N
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5. Refuerzo lateral 1
Tubo rectangular 100x50
Masa:4.90905 kg
Volumen:0.000625357 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:48.1087 N
Refuerzo lateral 2
Tubo rectangular 100x50
Masa:4.90905 kg
Volumen:0.000625357 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:48.1087 N
Refuerzo lateral 3
Tubo rectangular 100x50
Masa:4.90905 kg
Volumen:0.000625357 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:48.1087 N
Refuerzo lateral 4
Tubo rectangular 100x50
Masa:4.90905 kg
Volumen:0.000625357 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:48.1087 N
Columna inferior 1
IPE120
Masa:27.2417 kg
Volumen:0.00347028 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:266.968 N
Columna inferior 2
IPE120
Masa:27.2417 kg
Volumen:0.00347028 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:266.968 N
Columna superior 1
IPE120
Masa:27.8024 kg
Volumen:0.00354171 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:272.464 N
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6. Columna superior 2
IPE120
Masa:27.8024 kg
Volumen:0.00354171 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:272.464 N
Viga de carga
IPE160
Masa:26.587 kg
Volumen:0.00338688 m^3
Densidad:7850 kg/m^3
Peso:260.553 N
Propiedades del estudio.
Tipo de análisis Análisis estático
Tipo de malla Malla sólida
Efecto térmico: No contemplado
Grandes desplazamientos No permitidos
Calcular fuerzas de cuerpo libre Si
Fricción No
Sistema de unidades: Métrico (MKS)
Longitud/Desplazamiento mm
Presión/Tensión N/m^2
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7. Propiedades del material.
Referencia de modelo Propiedades
Nombre: ASTM A36 Acero
Tipo de modelo:
Isotrópico elástico lineal
Criterio de error Desconocido
predeterminado:
Límite elástico: 2.5e+008 N/m^2
Límite de tracción:
4e+008 N/m^2
Módulo elástico:2e+011 N/m^2
Coeficiente de Poisson: 0.26
Densidad: 7850 kg/m^3
Módulo cortante:
7.93e+010 N/m^2
Sujeciones.
El análisis de carga en el pórtico se realiza teniendo como condición y restricción el apoyo
completo y horizontal de los dos perfiles IPE120 de la base (Viga base 1 y Viga base 2). El
pórtico se encuentra en una superficie completamente plana y horizontal.
Nombre
de
sujeción
Imagen de sujeción Detalles de sujeción
Fijo-1
Entidades: 2 cara(s)
Tipo: Geometría fija
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8. Nombre
de
sujeción
Imagen de sujeción Detalles de sujeción
Fuerzas resultantes
Componentes X Y Z Resultante
Fuerza de
reacción(N)
4.23193 9808.92 -1.47905 9808.92
Momento de
reacción(N.m)
0 0 0 0
Cargas.
El pórtico se evalúa con la aplicación de una carga de 1 tonelada (9810N) ubicada en ojal
instalado para tal fin.
El ojal instalado es fijo por lo cual para este análisis la carga no se ha ubicado en un lugar
diferente. La carga se encuentra centrada en la viga de carga IPE160 y dispuesta en
dirección vertical hacia abajo.
Nombre de
carga
Cargar imagen Detalles de carga
Fuerza-1
Entidades: 1 cara(s) Referencia:
Arista< 1 > Tipo:
Aplicar fuerza
Valores: 9810 N
Contacto entre piezas.
Las diferentes partes del pórtico se ensamblan mediante tornillos de 1/2” de diámetro
para tener un conjunto solido sin juego o desviaciones entre piezas. Las partes para
ensamble entran en contacto siempre en láminas planas de 5/16” de espesor. Este análisis
parte del supuesto de que cada una de las partes entra en contacto con su compañera
mediante las
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9. láminas correspondientes, en contacto total, sin deformación de dicha lámina y con los 4
tornillos instalados y apretados con el torque correcto.
Este supuesto permite realizar el análisis con la siguiente descripción para contacto entre
piezas: Unión rígida, sin penetración entre piezas.
Esto permite que las partes se deformen bajo la carga como un solo cuerpo.
Contacto Imagen del contacto Propiedades del contacto
Contacto-3
Tipo: Par de
contacto
rígido
Entidades: 2 cara(s)
Contacto-4
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
Contacto-5
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
Contacto-6
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
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10. Contacto Imagen del contacto Propiedades del contacto
Contacto-7
Tipo: Par de
contacto
rígido
Entidades: 2 cara(s)
Contacto-8
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
Contacto-9
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
Contacto- 10
Tipo: Par de
contacto rígido
Entidades: 2
cara(s)
Contacto
global
Tipo: Unión rígida
Componentes: 1 component
Opciones:
Mallado
compatible
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11. Fuerzas resultantes.
La carga de estudio a la que se somete el pórtico genera reacciones en los ejes
coordenados X, Y y Z. Por la geometría misma del pórtico, se generan reacciones en los
ejes Z y X las cuales no alcanzan a ser el 0,05% de la carga aplicada. El restante 99,95% de
la carga, se evidencia en la reacción en el eje Y.
Ubicación de los ejes coordenados del estudio:
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12. Resultados del estudio.
Tensiones.
Nombre Tipo Mín. Máx.
Tensiones1 VON: Tensión de von
Mises
33.3393 N/m^2
Nodo: 217862
2.98466e+007 N/m^2
Nodo: 340263
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13. Desplazamientos.
Nombre Tipo Mín. Máx.
Desplazamientos1 URES: Desplazamientos resultantes 0 mm
Nodo: 22
0.34812 mm
Nodo: 290500
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14. Deformaciones unitarias.
Nombre Tipo Mín. Máx.
Deformaciones unitarias1 ESTRN: Deformación unitaria
equivalente
8.14065e-011
Elemento: 104296
0.000118931
Elemento: 169214
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15. Factor de seguridad.
Nombre Tipo Mín. Máx.
Factor de seguridad1 Automático 8.37616
Nodo: 340263
7.49866e+006 Nodo:
217862
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16. Conclusiones.
1.El comportamiento de trabajo del pórtico bajo la carga establecida descrito en este
análisis, es el resultado del diseño mismo del pórtico y el cumplimiento de las condiciones
de entrada que se describieron, apoyos, unión entre piezas y ubicación de carga. El
estudio no se realizó para condiciones diferentes ya que el pórtico se diseñó únicamente
para la condición de trabajo y carga máxima analizada en este documento. Otra condición
de trabajo, condiciones y carga fuera de las descritas en este documento generará
resultados inesperados que estarán bajo responsabilidad del usuario.
2.Como resultado de la aplicación de una tonelada de carga aplicada en el ojal de carga y
en forma vertical hacia abajo, se tiene lo siguiente:
a. Una deformación máxima ubicada en las columnas verticales de 0,35mm en el
eje X.
b. Una tensión máxima ubicada en el perfil de carga superior (IPE160) de
29,85Mpa. El material empleado en el diseño (Acero ASTM A-36) tiene un
límite elástico de 250Mpa.
c. En la zona más exigida (perfil de carga superior IPE160), se tiene un factor de
seguridad de 8,37.
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17. ANEXO 1: Certificado de calidad de materiales.
Lámina Acero A-36
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18. Perfil estructural IPE 120
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