Norma ISO 8686-4:2005 para cargas en Grúa Pórtico

Clasificación y valores de las cargas

Las cargas permanentes G (peso propio, equipamiento fijo, carril), las cargas variables Q (carga suspendida, viento, nieve, impacto, temperatura) y las cargas accidentales A (terremoto, colisión). La presión de viento de operación es de 250 N/m², y la presión de viento fuera de servicio corresponde al valor extremo con periodo de retorno de 50 años. El factor de carga dinámica se sitúa entre 1,1 y 1,3, y el coeficiente de impacto por rodadura entre 1,1 y 1,3. Particularidades de las grúas pórtico: carga por desviación de los estabilizadores (diferencia de altura ≤ S/1000), fuerza de agarre del carril (10 % de la carga por rueda) y fuerza horizontal por oscilación de la carga (5 %–10 % de la carga suspendida).

Método de combinación de cargas

Combinación básica en servicio: γG × G + γQ × Q + ψW (γG = 1,2; γQ = 1,5; ψ = 0,6–0,7). Fuera de servicio: G + Wmax (γG = 1,0; γW = 1,0). Durante el montaje: G + Q × 1,3. Combinación accidental: G + A + ψQ (ψ = 0,5). En cada combinación, la tensión de cálculo σd debe cumplir σd ≤ fd / γM (γM = 1,0–1,1 para acero; γM = 1,15–1,25 para cordones de soldadura). La estructura del pórtico debe verificarse frente a la estabilidad general y la estabilidad local de los estabilizadores.

Inspección de cimentación y carril

El asentamiento de la cimentación se mide semestralmente (asentamiento anual ≤5 mm, asentamiento no uniforme ≤1/1000). El carril se inspecciona mensualmente (desgaste ≤5 mm, luz ±5 mm, conexión 1~2 mm). La inspección de par de los pernos se realiza cada mes. La puesta a tierra se verifica semestralmente con un valor ≤4 Ω.

El núcleo del diseño estructural de una Grúa Pórtico reside en la determinación precisa de las cargas actuantes y en la correcta definición de las combinaciones de cargas para cada condición de trabajo. La carga permanente G incluye el peso propio de la viga principal (calculado a partir del peso propio de la estructura — densidad del acero 7850 kg/m³, multiplicada por la sección transversal y la longitud acumulada de cada componente), el peso propio del carro y del mecanismo de elevación (peso real proporcionado por el fabricante), el peso del carril y sus accesorios (calculado según el peso por unidad de longitud del Tipo de carril multiplicado por la longitud) y el peso propio de la pasarela, la plataforma y el equipo eléctrico. Para el cálculo de los esfuerzos internos, el coeficiente parcial de seguridad de la carga permanente γG se toma como 1,2 (cuando el efecto de la carga es desfavorable para la estructura — como el aumento del momento flector en el centro del vano de la viga principal o la compresión en los estabilizadores) o 1,0 (cuando el efecto es favorable — como en la estabilidad antivuelco o en las reacciones de anclaje).

El cálculo de la carga de viento, dentro de las cargas variables Q, requiere considerar múltiples factores. El valor característico de la presión de viento en condición de trabajo se toma como 250 N/m² (correspondiente a una velocidad de viento de aproximadamente 20 m/s, fuerza 7-8 en la escala Beaufort). En condición fuera de servicio, se toma el valor de presión correspondiente a la velocidad máxima de viento con un periodo de retorno de 50 años (que puede alcanzar hasta 1500 N/m² en zonas costeras, mientras que en zonas interiores suele oscilar entre 500 y 800 N/m²). En la fórmula de cálculo de la carga de viento Fw = C × q × A, el coeficiente de forma C se determina según la sección transversal del componente — para una Viga de cajón (sección rectangular) se toma entre 1,3 y 1,6; para una estructura de celosía tubular (tubo circular) entre 0,7 y 1,0; y para los estabilizadores (sección en I o de cajón) entre 1,0 y 1,3. El área expuesta al viento A se calcula como el área proyectada del contorno real del componente multiplicada por un factor de relleno de 0,4 a 0,6 (considerando los huecos en estructuras de celosía). La distribución no uniforme de la presión de viento con la altura: por cada 10 m de elevación sobre el suelo, la presión de viento aumenta un 2%.

Preguntas frecuentes sobre el diseño estructural