Clasificacin de los edificios industriales con PG La diferencia principal entre un edificio industrial con o sin puente gra es la frecuencia de las cargas debidas al PG. Para disear edificios con PG se clasifican por frecuencia de cargas segn AISE RT13. ClaseCiclos de carga por daCiclos de carga en VU = 50 aos A500,000 2,000,000 B5 - 25Hasta 500,000 C1 - 5Hasta 100,000 DHasta 20,000 Clasificacin de los puentes gra La clases de servicio fueron establecidas por la CMAA (Crane Manufacturers Association of America) para especificar el puente gra ms econmico para la instalacin: se basa en el rango de cargas que reflejen lo mejor posible las condiciones reales de servicio. El espectro de cargas es una carga media efectiva con probabilidad uniforme, que se aplica al equipo a una frecuencia determinada; variando la magnitud de las cargas y los ciclos de carga representados por el factor de carga media efectiva, se dimensionan las componentes de la gra para sus funciones. Todas las clases de PG se ven afectadas por las condiciones de operacin: para la clasificacin se asume que la gra opera en condiciones normales de temperatura ambiente -17.7C a 40C y atmosfricas (sin polvo, humedad ni vapores corrosivos en exceso). Las gras se clasifican en grupos de carga segn las condiciones de servicio (cantidad de repeticiones de una carga determinada) de la componente ms solicitada de la gra. Clase AStand-ByUso infrecuente Manipuleo preciso de mquinas caras o cargas livianas (sin precisin) a baja velocidad, con grandes perodos ociosos entre cargas (para instalacin inicial o mantenimiento eventual).Pocos izajes por da o mes. BServicio LivianoUso liviano a baja velocidad. (Operaciones de Montaje liviano). 2-5 izajes/ hora de carga variable hasta capacidad. CServicio ModeradoLocales de venta de mquinas, mquinas papeleras. Pmedia = 50% P 5-10 izajes/ hora max 50% izajes a P DServicio PesadoProduccin pesada pero sin ciclo de operacin, a gran velocidad. Gras operadas desde cabina, con balde estndar y operacin magntica. Pmedia = 50% P10-20 izajes/horamax 65% izajes a P ECiclos PesadosGra para tareas pesadas capaz de manejar la carga mxima en forma continua a alta velocidad, en forma repetida a lo largo de la jornada de trabajo en un ciclo de operacin predeterminado. Pmedia = 50% P20 o+ izajes/horatodos a capacidad FServicio Pesado continuo (acera) La gra debe ser capaz de operar a capacidad en forma continua bajo condiciones de servicio severas a lo largo de su VU. Hay gras especializadas que se hacen a medida para tareas especificas de produccin. Estas gras deben ser las ms confiables, y debe hacerse mantenimiento. FATIGA La clase de gra, el tipo de gra y las cargas afectan al diseo: cada clase de gra (sobre todo E y F) tiene una fatiga asociada que es critica para el diseo de VPG y sus conexiones a las columnas.La clase de gra segn CMAA no est directamente relacionada con las condiciones de carga de fatiga de AISC ASD AppK, deben tenerse en cuenta el promedio de izajes de CMAA. El AISC LRFD no usa ms las condiciones de carga: usa ecuaciones para determinar un rango admisible de tensiones para una cantidad de ciclos dada N.

Aprox el 90% de los problemas en VPG son debidos a fisuracin por fatiga. Para minimizarlos: Mantener las tensiones dentro del rango aceptable Evitar restricciones inesperadas en las uniones y apoyos Evitar concentracin de tensiones en puntos crticos Evitar distorsiones fuera del plano (excentricidades por falta de alineacin del riel o camino, etc). Minimizar las tensiones residuales. Para que el comportamiento a fatiga sea el previsto, deben respetarse las tolerancias de fabricacin, montaje, y mantener peridicamente la alineacin y nivelacin del sistema de va. Las consideraciones de fatiga aseguran que no habr falla en la VU de diseo con 95% de confiabilidad (para un rango de cargas y VU esperada dada). Para que sea ms confiable (sino el 5% de los detalles pueden fatigarse durante la VU) el diseador puede elegir una vida de diseo mas corta que la esperada por el AISC. Daos por fatiga El dao por fatiga consiste en un crecimiento progresivo de fisuras por repeticin de las cargas de servicio. La variable ms importante es el rango de tensiones por aplicacin repetida de la carga viva, no la mxima tensin por carga viva y permanente. El dao por fatiga se desarrolla en 3 etapas: 1 Iniciacin de la fisura(tarda 80% VU) Las fisuras por fatiga comienzan en pequeos defectos o imperfecciones en el material de base o de aporte de soldadura, en discontinuidades geometricas (pie de soldadura), no intencionales (fabricacin), por efecto de corrosin, porque concentran las tensiones elsticas y plastifican. Una compresin fluctuante en una zona con traccin residual puede causar un efecto neto fluctuante de traccin o inversin de tensiones, que tambin puede iniciar la fisuracin. El aumento del rango de tensiones que lleva a la iniciacin de la fisura depende del tipo de entalla: Material de base lejos de soldaduras Material conectado en uniones mecnicas Soldadura entre componentes de elementos armados Soldadura de cateto longitudinal de borde Soldadura transversal al esfuerzo Material de base en soldaduras transversales de miembros Material de base en adiciones cortas Miscelneos Como tarda tanto en producirse, para cuando las fisuras son de tamao detectable ya ha casi terminado la VU del elemento o detalle y debe tomarse accin inmediata. 2 Crecimiento estable de la fisura Al aplicar ciclos de carga la deformacin plstica avanza hasta que el material se separa y avanza la fisura, plastificando la nueva punta de la fisura y as. 3 Crecimiento inestable de la fisura hasta fractura Eventualmente la fisura es suficientemente grande que el efecto combinado del tamao de fisura y la tensin aplicada exceden la resistencia del material, produciendo la fractura final. Para la verificacion a fatiga debe determinarse la cantidad prevista de ciclos de carga a mxima amplitud. Hay una diferencia entre las consideraciones del AISC, determinadas en pruebas de carga en ciclos de amplitud constante, y los ciclos de carga de amplitud variable en la VPG. En general la VPG se disea para una VU segn la clase de gra, que prevee la cantidad de ciclos de carga uniformes a amplitud mxima ara la VU de la gra. Pero la gra no iza siempre la mxima carga, ni viaja a la misma velocidad. En la tabla esta estimada la cantidad de ciclos de amplitud uniforme mxima para la clasificacion de gruas de la CMAA para VU=40 aos, pero los ciclos de carga reales deben establecerlos el dueo del edificio y el fabricante de la grua.

Consideraciones de fatiga en la VPG Tensiones en el ala traccionada Los requerimientos por fatiga son ms severos en vigas armadas con placas (B) que en laminados (A). Soldadura de unin Alma Ala Las soldaduras de cateto entre el alma y las alas (F) deben cuidarse del corte.Si la unin alma ala superior comprimida es por soldadura de cateto, cada vez que pasa la rueda de gra se concentran tensiones de traccin por flexin en la cara inferior del ala comprimida. Como la gra tiene por lo menos 2 ejes, la cantidad de ciclos de esta carga en la union es varias veces mayor que la cantidad de ciclos de carga viva por pasada de gra. El calculo de una traccin por flexin tan concentrada es muy complejo y poco confiable: para reducir la probabilidad de fisuras, el RT13 recomienda que la unin del alma al ala comprimida sea de penetracin total con cateto de refuerzo. Tiebacks Abrazaderas en los extremos de la VPG para transferir cargas transversales del ala superior a la columna de gra, y para arriostrar lateralmente al ala superior contra abollamiento. Deben ser resistentes para poder transferir las cargas transversales de gra, pero tambin deben ser flexibles para permitir el movimiento longitudinal de la cabeza de la VPG debido al giro extremo (no es tan pequeo, 0.20 in) y vertical por acortamiento axial de la columna de gra (0.25 in). Debe estar conectado directamente al ala superior de la VPG: no debe conectarse al alma con un diagragma, porque la carga transversal viajara por la entalla flexionando al alma fuera de su plano, y adems restringe el movimiento por acotamiento de columna. Rigidizadores portantes extremos Deben disponerse rigidizadores portantes en los extremos de la VPG por reglamento.Si se une a la cara inferior del ala superior de la VPG con soldadura de cateto, cada vez que pasa la gra produce tensiones de corte en el cateto. Aunque hay criterio de fatiga para catetos a corte, es muy dificil determinar el estado de tensiones en la soldadura. Por eso el RT13 recomienda soldadura de penetracion total para unir el rigidizador portante al ala superior. La soldadura del rigidizador al alma debe ser continua. Deben cubrir la altura total del alma, porque si se usan rigidizadores de altura parcial la fisura comienza en la union del rigidizador al ala superior y corre longitudinalmente a lo largo del alma. Se propagan por la distorsion y rotacin de la seccion de VPG por torsin por excentricidad del riel. El pie de los rigidizadores extremos puede ser fitted (mejor) o soldado por cateto al ala inferior. Rigidizadores intermedios Si se usan rigidizadores intermedios, el RT13 recomienda que se unan al ala superior con soldadura de penetracin total por las mismas razones que los portantes, y soldadura continua al alma.No deben llegar al ala traccionada, y debe verificarse a fatiga el extremo inferior del rigidizador. Channel caps y placas de cabeza de VPG Se usan para aumentar la resistencia del ala superior para transferir cargas transversales a la columna y para dar estabilidad lateral-torsional a la seccin de VPG. No ajusta perfectamente arriba del ala superior: las tolerancias del ASTM A6 permiten que el elemento de alas anchas tenga el ala inclinada a lo largo, o que la placa de cabeza tenga un pequeo alabeo, o el canal est un poco torsionado. Por todo esto hay huelgo entre el ala superior de la VPG y el elemento, y cuando pasa la gra por encima del huelgo agota la soldadura de unin entre ambos, por eso no deben usarse para gras clase E/F.Para ciclos ms livianos puede calcularse y limitarse el flujo de tensiones de corte en la soldadura de unin, que puede ser continua o intermitente, aunque el rango de tensiones para el metal de base se reduce de categora B (continua) a E (intermitente). Placas de cabeza de Columna de gra Para permitir el giro extremo de la VPG: -No debe ser demasiado gruesa, porque debe poder deformarse. -Debe extenderse ms alla de las alas de la columna para permitir que los bulones de unin vayan por fuera de las alas de la columna, sino el par resultante entre los bulones y el ala de la columna resiste el giro extremo, haciendo que fallen los bulones. Los bulones de unin de la VPG a la placa deben ser capaces de transferir las cargas de frenado o choque contra el paragolpes al prtico de frenado. Si estas cargas son grandes, pueden agregarse placas de traccin entre las almas de las VPG. Para reducir la fatiga de los bulones deben usarse finger-tights con roscas upset. Otros elementos adosados No hay que adosar elementos a la VPG. El RT13 prohibe soldar elementos al ala traccionada. En general hay que agregar mnsulas para soportar la electrificacin de la va: si se abulonan al alma de la VPG hay poco dao por fatiga (cat B), pero si se suelda con cateto al alma debe verificarse a fatiga (cat D o E). si hay rigidizadores transversales deben unirse a los rigidizadores. CARGAS POR OPERACIN DEL PUENTE GRA El diseador debe indicar en los planos las cargas de rueda, el intereje, las cargas de paragolpes y el criterio de diseo. Las condiciones de carga para pesos propios, viento y sismo estn bien definidas en los reglamentos, pero las cargas de gra no. El RT13 se basa en el ASD, mientras que el ASCE 7 sirve tambin para LRFD. Segn el ASCE7 la carga viva de gra es la capacidad en el gancho, sin dar factores de carga para los pesos de la gra. La gra de Diseo 7 del AISC recomienda 1.2 para pp del puente y 1.6 para el pp del carro. Impacto vertical Segn el RT13, 25% de la carga mxima de rueda para todas las gras, salvo de mantenimiento (20%). Bamboleo Transversal Causas de: 1 falta del alineacin de la va 2 oblicluidad de la gra 3 aceleracin y frenado del carro 4 realineacin de gra Segn el RT13, la carga de bamboleo total debe distribuirse segn la rigidez lateral de las estructuras de soporte del riel, y debe ser la mayor entre: 1 2 Para gras sin brazo 20% del peso combinado de la carga de izaje y el carro mvil.Para gras con brazo, 40% del peso combinado de la carga de izaje, el carro mvil y el brazo rigido 3 10% del eso combinado de la carga de izaje y el peso de la gra (15% para gras con brazo). La carga de izaje es la carga en el gancho incluyendo las cargas de trabajo, ganchos, vigas de izaje, imanes, etc excluyendo el peso de la columna o dispositivo para manejo de cargas que sea rgidamente guiado en vertical durante el izaje. Frenado longitudinal Segn el RT13, 20% de la carga mxima de rueda en las ruedas conductoras. Impacto en paragolpes La magnitud de la carga depende del dispositivo que se use en el paragolpes para absorber energa: puede ser lineal (paragolpes elstico, resorte de bobina) o no lineal (paragolpes hidrulico). El paragolpes, el portico de frenado y todos los elementos y conexiones que sirvan para transferir la carga de paragolpes al suelo de fundacin deben disearse para la carga de impacto en el paragolpes, que debe indicarse en los planos. Su magnitud la debe dar el fabricante de la gra, pero si no hay datos se puede estimar. Excentricidades Debe considerarse la flexion de la columna por la excentricidad de la VPG en la placa de asiento.La condicin crtica es cuando la gra no est sobre el centro de la columna sino a un lado. Cargas ssmicas Las gras no inducen cargas ssmicas en la estructura, pero el peso de la gra y su posicin debe considerarse al determinar la accin ssmica. En la masa de gra y carro con una carga de izaje suspendida debe considerarse slo el peso vaco de los equipos. Se debe hacer un estudio de campo para determinar el perfil de suelo para respuesta ssmica, y debe considerarse la interaccin entre el edificio y los equipos. Como el edificio, la estructura y los equipos deben seguir en funcionamiento juso despus de un nivel de sismo de servicio, hay que evaluar las aceleraciones verticales y su efecto en la capacidad de la gra para no balancearse fuera de la va durante un sismo. COMBINACIONES DE CARGAS DE GRA Adems del reglamento aplicable para el edificio, puede pedirse conformidad con el RT13 o considerar el uso de la estructura para determinar los criterios de diseo. Los reglamentos para edificios en general no dicen cmo combinar las cargas de gra entre s (qu cargas, y cuntas gras deben considerarse al mismo tiempo) pero s dicen como combinar las cargas de gra con cargas vivas, viento, nieve, sismo, etc. Para 1 gra, cada campo debe disearse para la condicin ms severa con 1 gra en la posicin ms desfavorable para cada elemento afectado. Si hay ms de 1 gra para izaje, muchos reglamentos no dicen nada y debe usarse criterio propio. El RT13 (ASD) da 3 combinaciones de carga; los elementos y prticos, materiales de unin y uniones deben disearse para la combinacin que les resulte ms desfavorable. Deben listarse las solicitaciones (M y Q) debidas a cada tipo de carga por separado. El rango de tensiones admisible bajo cargas repetidas debe obtenerse por consideraciones de fatiga con la cantidad de repeticiones estimada para la clase de edificio, con un aumento de repeticiones para las partes de la estructura donde sea necesario por carga de trabajo proyectada o posibe cambio de uso del edificio. Caso 1 D + Cvs + 0.5 Css + Ci Este caso aplica para el diseo de elementos bajo cargas repetidas (no para edificios Clase D).La carga permanente D no debe incluirse porque no provoca tensiones cclicas. Caso 2 D + Cvs + 1.0 Css + Ci + Cls + L + (Lr/R/S) Si hay ms de 1 gra en vez de (Ci + Cvs) va Cvm. Este caso aplica a cualquier clase de edificio, y se usan las tensiones totales. Caso 3D + Cvs + Ci + L + (Lr/R/S) + W D + Cvs + Css + Ci + L + (Lr/R/S) + 0.50 W D + Cvs + Ci + L + (Lr/R/S) + 0.67 Cbs D + Cvs + Cd + E Este caso aplica a cualquier clase de edificio, y se usan las tensiones totales. El efecto total de las cargas combinadas puede reducirse un 25%, sin aumentar las tensiones admisibles.

SISTEMAS DE TECHO La presencia de gras en el edificio en general no afecta al sistema bsico de cubierta de techo, aunque deben evaluarse los detalles cuando el edificio se mueve. El uso de diafragmas de techo (bueno para cargas de viento, que se distribuyen uniforme) debe evaluarse porque las cargas de gra inducen cargas concentradas repetidas en el diafragma a travs del prtico transversal. SISTEMAS DE CERRAMIENTO LATERAL En general las columnas se unen a la pared para que: -la pared arriostre a la columna en el eje dbil (si no se preveen futuras ampliaciones) o-la columna soporte a la pared (si la columna no est muy cargada). Si la pared es de mampostera/hormign debe detallarse la unin teniendo en cuenta el movimiento por gra y la vibracin: la unin debe ser flexible en transversal para no forzar la pared. Para pared de mampostera, puede ponerse un buln de anclaje en la columna que sea flexible en transversal pero rgido en longitudinal para arriostrar a la columna en su eje dbil. SISTEMAS DE PRTICOS Valen en general los prticos para edificios sin gras, pero si las gras determinan el esquema de prtico ms econmico. Los edificios con gra tienen campos ms cortos (25-30 ft = 7-9 m) y esto permite usar perfiles laminados como VPG para las gras ms chicas. Campos ms largos (50-60 ft = 15-18 m) con parantes para viento son ms econmicos para gras pesadas y fundaciones profundas. Los prticos para edificios con gras deben verificarse tambin en servicio porque la rigidez del prtico y los arriostramientos sirven para acotar el movimiento lateral relativo y absoluto de la va por carga lateral externa (viento o sismo) o interna (operacin de gra). La carga de frenado hace que la va se desplace longitudinalmente por torsin de las columnas de apoyo (si se usan mnsulas) o por flexin de portico si las columnas de gra son bents rgidos. En general no es problema si se usan porticos de frenado. Deriva transversal del prtico por vientos con rec.10 aos o bamboleo Los criterios son distintos si la gra se opera desde cabina o colgante (el operador montado en la gra). Operacin colgante: deriva del prtico < NHR/100Operacin x cabina:deriva del prtico < NHR/240 o 2 Acercamiento de vas acortando la trochapor carga vertical de gra sin impacto: Si la VPG apoya en la columna por mnsula excntrica, el peso de gra flexiona a las columnas hacia adentro y las dos vas se acercan. Gras top-runningAcercamiento de vias 31 psfse tiene en cuenta 75% S Gras top-runningAlejamiento de vias 3.60 ton)se requiere un prtico de frenado en el plano del riel, aparte del prtico de viento longitudinal.

.Para prticos de frenado con esquemas de cruces de san andrs es mejor usar ngulos o Tes que rods. Si el campo debe quedar abierto, puede agregarse un arriostramiento tipo prtico para no flexar a la columna alrededor del eje debil. En los prticos de arriostramiento, debe disearse especialmente el dintel y las diagonales toman gran parte de las cargas de frenado, por lo cual slo deben usarse para cargas livianas y condiciones de baja fatiga. VIGA PORTA GRA Para gras clase E y F (y un poco para D), la resistencia de la VPG esta controlada por fatiga, que es ms restrictiva para vigas armadas: el rango de tensiones admisible por fatiga en vigas armadas con soldadura de cateto continua es ms acotado que en perfiles laminados. Criterios generales de diseo Perfil W Laminado De alas anchas Para gras de carga y uso livianos (< 5T) y luces cortas Perfil W Laminado+ Channel Cap / Angulos Para gras medianas y luces moderadas el cap sirve para controlar la deflexion lateral y las tensiones por cargas laterales. El costo de soldar el cap a un perfil estructural se justifica si se ahorra aprox 40 kg/m de acero. Viga Doble Te Armada(Plate Girder) Para gras pesadas y luces grandes Perfil U +Placas de Alma y Ala Viga de Alma Caladacon cordones W VCB de Placa continua VCB reticulada c/ chapas de unin Limitacin de deformaciones bajo cargas de grua, segn la clase de gra: A B CDE F Flecha Vertical por cargas verticales sin impactoL/600L/800L/1000 Flecha Lateral por cargas lateralesL/400L/400L/4000 Procedimiento de diseo de la VPG segn ASD La VPG est sometida a cargas verticales y laterales de gra, por lo cual hay que disearla a flexin oblicua segn los dos ejes. Como la carga vertical est aplicada por encima del eje neutro (en el ala superior, comprimida) tiene menos resistencia a pandeo lateral torsional. Adems, las cargas transversales de gra estn aplicadas a nivel del ala superior, torsionando la viga. Cuando las cargas verticales y transversales actan al mismo tiempo se acumulan los efectos. Para compensar, en general se asume que las cargas transversales las resiste el ala superior por flexin alrededor de su eje fuerte = yy, y Salmon sugiere que entonces la flexin de la viga alrededor de su eje dbil = yy no afecta a la estabilidad lateral de la viga, por lo cual la tensin admisible a flexin para flexin oblicua se basa en la fluencia (60% FY para seccin no arriostrada). Como Salmon verifico slo para vigas cortas, se recomienda usar las ecuaciones de interaccin. Sidesway buckling (pandeo lateral): Para evitar el pandeo del ala traccionada bajo cargas concentradas donde no estn arriostradas por la VCB o por rigidizadores. Este modo de falla puede ser crtico cuando la longitud no arriostrada del ala traccionada es mucho mayor que la del ala comprimida (por ejemplo, si se usa channel cap). El criterio da una carga concentrada mxima admisible. No aplica a vigas sometidas a mltiples cargas de rueda al mismo tiempo. El LRFD e sms restrictivo que el ASD: Diseo de Vigas Armadas Se usan en edificios de produccin con muchos ciclos de carga. Como son secciones armadas, las consideraciones por fatiga son mucho ms importantes que para el diseo de perfiles W con channel cap. La soldadura de rigidizadores al alma de la viga reduce el rango de tensiones admisible por fatiga. Si se aumenta el espesor del alma para no necesitar rigidizadores intermedios puede ser ms econmico pero aparecen fisuras en la unin del ala superior al alma por el giro del ala superior por torsin bajo rueda y por tensiones locales bajo las cargas concentradas de rueda. El tensor provoca un camino adicional para la carga de paragolpes (adems de los bulones a traccin y corte combinados) y puede ser til para gruas de alta velocidad. Funciones de un edificio industrial 1) Proveer un rea de trabajo cubierta y protegida Los procedimientos de diseo son de rutina, con guias probadas y conocidas. 2) Servir de apoyo a dispositivos de izaje y transporte de cargas (gras) De mayor complejidad, porque la gra afecta al resto de la estructura. Para disear la estructura de soporte de la gra, debe considerar: Clase de Servicio y Capacidad de carga requerida Velocidad de desplazamiento, aceleracin y frenado. Capacidad de izaje en el gancho, peso de gra, peso de carro y dispositivo de elevacin. Posibilidades ante aumento de la capacidad de izaje requerida. Trocha del Puente, Glibos y Altura de izaje del gancho El fabricante de la gra indica los glibos a respetar, que deben estar totalmente libres de chapas de unin, ngulos de conexin, proyecciones de bulones/ tornillos, flechas verticales de vigas (si nieva) o horizontales de arriostramiento horizontal de techo, caerias y conductos, etc. Dispositivo Paragolpes Altura por encima del riel, y aplastamiento por compresin ante el impacto. Caractersticas Generales de la Gra Cantidad de ruedas y su separacin. Tipo y tamao del riel. Extensin del camino de rodadura A veces el camino se extiende hacia fuera del edificio para servir un rea descubierta. Agregado de otras gras: Efecto de varias gras en el mismo camino o en caminos adyacentes Combinaciones de cargas y abusos de operacin de gra: Si en el diseo preliminar no hay info del fabricante, las cargas pueden estimarse de tablas. Cargas Verticales Maxima carga en las ruedas (y separacin entre ejes de ruedas) Cargas de Impacto verticales (viga pg) y horizontales (paragolpes) Cargas Longitudinales de frenado y aceleracinCargas TransversalesFatiga por cargas cclicas Conexin de la VPG a la estructura La conexin de la VPG a la estructura principal debe disearse para minimizar la transferencia de flexin Tolerancias de fabricacin y montaje Debe preveer ajustes para la alineacin vertical y horizontal de los elementos, por imprecisiones en las fundaciones, falta de plomo de columnas, tolerancias de laminacin, deriva de VPG y tolerancias de fabricacin de la grua en s. Puentes Gra Seleccin del puente gra Factores a considerar: Capacidad de carga en el gancho Limitaciones de espacio Clase de servicio requerida Tipos de puentes gra: Overhead travellinghasta 300 ton Underslung Jib (con brazo) Gantry (prtico) Monoriel Overhead travelling Crane System Elementos del sistema: 1. Gra (viga, end truck, carro, gra, dispositivos de transm de energa, cabina de control y operador)2. Rieles de gra y fijaciones.3. Vigas PortaGra (laminadas, armadas, reticuladas).4. Columnas de gra (o bents), su arriostramiento y fundaciones. 5. Paragolpes de gra.6. Soporte del riel conductor. VIGA PORTA GRA Consideraciones de Diseo: 0)Calidad del Acero Usar Acero ASTM A-36 para mayor rigidez. Si se usa acero de alta resistencia, chequear la deformacin. 1) Cantidad de Tramos Ventajas de 1 solo tramo: Mas facil de disear para muchas combinaciones de carga No la afecta el asentamiento diferencial de los apoyos Es ms facil de reemplazar si se daa Es mas facil de reforzar si aumenta la capacidad de la gra Ventajas de viga continua: Menores flechas (en gral controla el diseo) Menor giro y movimiento (se reduce un poco el giro extremo y la flecha) Perfiles ms livianos y ahorro de material (si la fatiga no es determinante) No conviene en general porque: El ahorro inicial por menor peso (-20%) es menor que los costos de mano de obra y mantenimiento. Se sobrecarga con los asentamientos diferenciales de las columnas. Es mas complicada y costosa de reparar y reemplazar. Afecta al resto de la estructura con fatiga e inversin de solicitaciones.Para cierta posicin de cargas provoca tiro en las columnas. Si se aplican cargas cclicas y tiene rieles soldados al ala superior baja mucho el rango admisible Para acero A36 / 50ksi, gra de 4 ruedas y 10 tonS. La deflexin no era crtica, y no se consider fatiga. Deben evitarse tramos en voladizo. 2)Rango de Tensiones La VPG debe disearse en rango elstico, no plstico. 3)Deformacin Vertical de la VPG La flecha vertical y el consecuente giro extremo de la viga son la mayor fuente de problemas, porque el movimiento se transmite a los otros componentes y como es cclico causa fatiga y debilita a las partes. Estira a los rieles, abre los empalmes, flexiona a las columnas, desva y vuelca al puente (ondulante). Para limitar la flecha vertical se trata de reducir la luz y aumentar la altura de la viga. Flecha Vertical Admisiblefv max=L/ 1000 (AISE RT 13) Si la luz es de aprox 75 pies (+ 20 m) debe contraflecharse para la flecha por carga permanente (pp de la viga) + carga viva (carga vertical de gra sin impacto). 3)Deformacin Horizontal Flecha Horizontal Admisiblefh max=L/ 400 4)Excentricidad del riel Si la excentrididad transversal del riel grande, provoca flexin local del ala por cargas verticales y torsin. La superficie resbalosa de la viga contribuye a esto y debe eliminarse durante la fabricacin. 4) Rigidizadores transversales Para contrarrestar los efectos de la excentricidad del riel, se agregan rigidizadores transversales. 5)Arriostramiento del Ala Inferior Para vigas muy largas (L > 36 ft = 11 m) el RT13 recomienda rigidizar el ala inferior con un sistema de arriostramiento lateral conectado a una viga girder o reticulada de arriostramiento adyacente. 5)Cargas transversales Por mala manipulacin de cargas, falta de alineacin del camino y de la gra, y accin ssmica. Para el diseo se considera aplicada en NHR. Las cargas transversales deben ser resistidas por el ala superior de la viga. Si no alcanza, se puede reforzar agregando un canal, placas o ngulos, y si las cargas transversales son muy grandes se puede disponer una placa o viga reticulada horizontal. Si se usan canales, placas o angulos, es conservativo (aunque antieconmico) considerar que las cargas verticales las resiste la viga sola, y que las cargas laterales las resiste slo el suplemento. La mayora considera que el suplemento tambin contribuye a tomar cargas verticales y que el ala superior contribuye a tomar cargas laterales. Si se agregan canales de refuerzo de la cabeza y se fijan los rieles con clips, el perfil del canal debe admitir la separacin de agujeros requerida. Los tornillos pueden reemplazarse por esprragos roscados si no se puede usar el gage adecuado. El fabricante de la viga portagra debe tomar las precauciones necesarias para asegurar que las almas son perpendiculares a las alas inferiores a lo largo de una distancia de 1pie 6 desde cada extremo, para prevenir el desalineamiento de las cabezas de las 2 vpgs que comparten la misma placa de cierre de columna. 5)Cargas Longitudinales Por traccin y frenado de la gra, impacto sobre paragolpes y accin del viento. Pocas veces son crticas, pero deben tenerse en cuenta sobre todo para: La conexin de la vpg a la placa de cabeza de columna Diseo del arriostramiento y las fundaciones 4)Soldadura de las Placas entre s La soldadura intermitente Alma Ala SuperiorPenetracin total para aumentar la VU de fatiga Rigidizadores Soldadura continua debajo del ala superior y a lo largo del alma Alma VCB/ capssoldadura continua (entalla B vs E) Juntas de Expansin Aunque no son necesarias ni aconsejables en los rieles, s son necesarias en las VPGs en coincidencia con las juntas de la estructura principal (mx 400ft=120m, o 500ft=150m si no hay gran variacin de T).Si el camino est a la intemperie hay ms variacin de T y las juntas deben acercarse. Si la VPG tiene juntas de expansin, los rieles deben fijarse con clips flotantes. Es mejor usar columnas duales que apoyo deslizante.Si se usa apoyo deslizante bajo el ala inferior de la VPG debe ser de un material que permita la rotacin. Cada tramo entre juntas de expansin debe arriostrarse longitudinalmente en forma independiente. Flecha y giro de la vpg en el plano vertical Las magnitudes de los corrimientos horizontal y vertical del extremo de la vpg son muy pequeos, pero las cargas que los producen son muy grandes. Es antieconmico tratar de restringir los movimientos, las conexiones deben ser resistentes pero permitir el movimiento. Si se conectan los dos tramos de vpg entre s con una chapa va a estar muy solicitada.Si hay empalme de riel arriba del gap entre vpgs va a estar bajo gran tensin. Lo mejor es que haya juego en el ala inferior de la vpg para que el ala pueda doblarse localmente cuando el exremo gira. Los bulones A deben ser capaces de transferir las cargas longitudinales. Si no se hace bien el detalle del extremo, puede romperse el alma. Detalle adecuado para gruas livianas Para gras pesadas:

Arriostramiento del ala superior: Puede usarse una viga reticulada horizontal (VCB) o una placa horizontal para conectar el ala superior de la VPG a un elemento estructural adyacente. Pero las barras de reticulado deben ser flexibles en sentido vertical para permitir que la VPG deflecte libremente respecto del elemento estructural al que se la une. Si el alma calada no es flexible, se va a tensionar y puede fallar por fatiga, y la VPG pierde el apoyo lateral. Segn el RT13, si la luz es mayor a 36 ft = 11m, por sidesway web buckling debe arriostrarse el ala inferior con una viga reticulada horizontal (VACI). Si no se sigue el RT13, se puede poner un canal en el ala inferior para arriostrarla para grandes luces.COLUMNAS Diseo del Perfil Mnsula Adosada Para gras livianas Pmax = 10 tonS = 9 ton Rmax = 50kip = 20 ton About 50T 150 K max

Very heavy cranes Para Exteriores Para Exteriores,Previendo cubrir a futuro o Para reducir la flexin lateral de las columnas Impacto Vertical del PG Segn el RT13 (no AISC), hay que considerar impacto en las columnas si la condicin critica es con 1 gra.Debe considerarse impacto si la vpg apoya en una mnsula adosada a la columna. Mnsula Adosada La placa de asiento de la mnsula tiene oblongos transversales para ajuste lateral.Los rigidizadores se disponen en el extremo de la viga para evitar el abollamiento del alma y guiar la reaccin hacia el alma de la mnsula. Los tornillos de unin de la vpg a la mnsula deben resistir las cargas longitudinales. En la figura no se ven rigidizadores en la chapa de alma de la mnsula justo debajo del alma de la vpg: esto permite que la placa de asiento se flexione con la vpg cuando pasa la gra. Pero los rigidizadores pueden ser necesarios para otras configuraciones de mnsula. Las cargas laterales son resistidas por el ala superior de la vpg. Si el edificio asienta y hay que elevar a la vpg para nivelar el camino, pueden insertarse calces entre la mnsula y el ala inferior de la vpg, y entre el ngulo y el ala superior. Transmisin de la Carga Lateral de la vpg La columna lleva un perfil ngulo (soldado en taller o abulonado) a la altura del ala superior de las vpg.Por otro lado, el ala superior de cada vpg lleva en su extremo una chapa soldada / abulonada en obra/ taller. Cada vpg se une independiente a la columna abulonando su chapa de extremo al perfil ngulo. Para permitir ajustes, se disponen oblongos longitudinales en el elemento (chapa o ngulo) que quede debajo (para que no se llenen de polvo o suciedad). Los bulones deben apretarse y despus aflojarse aprox vuelta, y martillar el buln o cortar la rosca o soldar. La cantidad de bulones es la necesaria para verificar la resistencia del buln contra el costado del oblongo. Perfiles WT acostados Agujeros en columna Oblongos longitudinales (horizontales) en WT Tornillos finger tight, stake nuts

Es un ltimo recurso, si los dems no sirven. No es ideal porque si el bamboleo es hacia adentro de la nave, el ala vertical del ngulo se flexiona y el buln se tracciona cuando trata de deslizarse a lo largo del oblongo. Tiene que agregarse una arandela biselada del lado de adentro del ala del canal, soldada para que no gire. Transmisin de la Carga Longitudinal de la vpg Las cargas longitudinales torsionan a la columna si se usan mnsulas de apoyo. La columna debe ser capaz de soportar los efectos de un momento torsor Mt = Pd. Para reducir el efecto se pueden agregar arriostramientos horizontales de perfiles W o canales acostados. La placa de asiento de la mnsula no se une directamente a la columna sino a los perfiles a ambos lados d ela columna. Los arriostramientos deben colocarse cerca del centro del camino, donde sea necesario. Para evitar que el ala inferior est en contacto directo con la placa de asiento de la mnsula (para evitar el giro horizontal cuando la viga se flexiona) se dispone una placa de filler de 3/8 entre el ala inferior de las vpgs y la placa de asiento. Columnas escalonadas Cuando la viga flexionada transfiere la carga a la columna, el fulcro est cerca del borde del ala de la columna. Esta zona del ala de la columna y el alma de la vpg tienen fuerte concentracin de tensiones, y a veces hay que agregar refuerzos a la columna. Columna de Gra Separada Cuando la carga debe transferirse a la columna con gran excentricidad. Las vigas porta gra para servicio pesado tienen mejor apoyo en columnas propias. La columna de edificio se orienta con el eje fuerte para soportar las cargas transversales de viento, sismo y bamboleo. La columna de gra se orienta con su eje fuerte para soportar las cargas longitudinales de gra, y sus alas hacen de pivote para las dos vpg que apoyan, al flexar por cargas verticales y longitudinales. Para minimizar la excentricidad de las cargas verticales hay que minimizar la altura de las columnas de gra en la medida de lo posible y no deben colocarse rigidizadores longitudinales bajo la placa de cabeza de la columna (aumentaran la excentricidad de la carga transferida por la viga al flexar). Los rigidizadores extremos de las vpgs se deben colocar justo por encima de las alas de la columna de gra. Esta regin de la columna est sometida a condiciones muy severas de cargas repetidas: cuando pasa la gra, la carga se transfiere primero a una de las alas y despus a la otra, y a veces la columna se fisura bajo la placa de cierre. Conexin independiente de las 2 vpgs a la columna No deben conectarse entre s los extremos de 2 VPGs adyacentes ni de 2 VCBs adyacentes (cada una debe unirse a la columna en forma separada con chapas individuales). No deben usarse diafragmas rigidizadores conectando el alma de la vpg a la columna: concentrara tensiones en el alma de la viga justo debajo del ala superior (para pasar bamboleo y torsin) y lleva a falla por fatiga, fisuracin y prdida de capacidad portante. Slo deben usarse si la gra es muy pesada y no se puede hacer una VCB de resistencia adecuada, o como medida de seguridad en caso de que la conexin para transferir bamboleo falle, se debilita inadvertidamente o se destruye por alteraciones. Si se van a usar diafragmas rigidizadores extremos, el giro extremo de la vpg debe acotarse y cada vpg debe tener el suyo. Es bueno que cubran toda la altura del alma de la vpg, y sean lo ms delgados posible (5/16 3/8) para mantener flexibilidad. Otros usos de diafragmas rigidizadores: Rigidizador vertical entre 2 vpgs paralelas Rigidizador horizontal entre la VPG y la viga secundaria (cordn exterior de VCB).Sirve tambin como plataforma de trabajo o pasarela, si se observan los cdigos y medidas de seguridad. Arriostramiento Transversal -Grado de vinculacin de la base de la columna -Vigas Reticuladas de Techo -Parante Vertical adyacente a la columna Prtico de Frenado Este arriostramiento debe colocarse alineado con la CL de las columnas de gra. Si se usan columnas escalonadas o con mnsula se dispone cerca del CL de las columnas y sirve para arriostrar a la estructura contra el viento adems de las cargas de gra. Cruces de San Andrs Es el diseo ms simple y efectivo Secciones eficientes: doble ngulo, alas anchas, tubos, caos (rods no) ngulo simple slo para gras de servicio liviano. Esbeltez L/r < 200 por inversin de tensiones abrupta No deben ir conectados a la cara inferior de la VPG. Este esquema sirve cuando se necesita altura de paso. Otra variante para dejar paso entre columnas. El momento inducido en las columnas debe tenerse en cuenta al disearlas. Un prtico longitudinal a cada lado de la junta de expansin, para mantener la va a plomo, va en contra del objetivo de la junta de expansin, restringiendo el movimiento en los campos adyacentes.Es mejor arriostrar cerca del centro de la nave que cerca del extremo de la nave, para permitir la expansin y contraccin trmica desde del centro anclado hacia los extremos. Para mantener la mayor cantidad de campos con acceso lateral despejado hacia naves adyacentes, los prticos de frenado y longitudinal deben disponerse en el mismo campo. Pero hacen falta ms porticos de frenado que prticos longitudinales (por si obstaculiza las operaciones del edificio y lo sacan, tiene que haber prticos de frenado de ms por seguridad), y deben disponerse en campos adyacentes pero cerca del centro anclado como en la figura. La longitud de cada campo vara con la temperatura y el ala inferior del tramo de VPG bajo gra se alarga. Given:L = 7,60mTramo 2-3 cargadoElongacin del ala inf de VPG =4.8 mmDT = 30CElongacin de VPG por DT = 30 6.5 E-6 3L=4.5 mm Desplazamiento total de la cabeza de la col 1 = 10.2 mm Si se quiere poner una cruz en el campo 1-2, a 45, la elongacin sera 0.707 10.2 mm = 7.2mm.Si el elemento de arriostramiento tuviese un largo de 10.67m y una seccin de 26cm2, la tensin debida al estiramiento sera:A * E * est/Long = 26 * 2100 * 0.072/10.67 ton/cm2=73 kips = 33 ton Si se usa acero A-36 estara al lmite de capacidad con el estiramiento solo, y adems la fundacin no aguantara tanta carga. No vale la pena tratar que la columna 1 no se mueva. Knee-Bracing: no debe usarse para arriostrar longitudinalmente a la va porque causan restricciones, flexin en columnas y tensiones secundarias, transmitiendo cargas no deseadas a la fundacin. Debe reemplazarse por cruces de san andrs o prticos. Slo para deflexin de VPG muy reducida por su relacion de altura, o bajas cargas de gra. Las uniones en obra deben hacerse con bulones de alta resistencia pretensados a friccin salvo en las uniones con deslizamiento, donde se usan finger-tightporque son ms duros y resistentes a abrasin.