¿Cómo calculo esta estructura metálica?

Necesitaría saber si la estructura metálica que he diseñado aguantará un peso de 3000kg sobre ella. La carga apoyará uniformemente sobre los tres travesaños. El diseño se ha realizado con cuadradillo de acero 70x70x5, las patas estarán atornilladas al suelo.

Respuesta
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Si la carga apoya uniforme en los tres travesaños, significa que hay mas carga del lado superior, donde estan los dos mas juntos. Pero aun cargando sobre una sola pata, la carga de compresion no pasaria de 215 kg/cm2. Buena cifra. La barra larga, un calculo rapido, me da una deformacion de unos 2 mm cuando se cargue (calculo rapido... habria que tomar en cuenta otros factores como esa pata despareja y por otro lado en mi tabla no me figura el caño de 70x70x5, asi que aproxime la resistencia). No es excesivo.

A TENER EN CUENTA: Las patas deberian ir soldadas de abajo del rectangulo, para que la carga sobre las soldaduras sea de compresion y no de corte (no sabemos "lo bien que quedara la soldadura", por lo que conviene prevenir)

Lo que NO ME GUSTA: Faltarian algunos esquineros, para reforzar la estructura frente a posibles deformaciones paralelas al suelo, provocadas por vibraciones (sea de lo que pongas arriba... sea del suelo). Innegable que lo ideal serian travesaños en X en los cuatro laterales. Esos podrian ser con caño mas fino o con angulos de hierro, tambien mas delgados: Son solo para absorber esas deformaciones laterales y no exigir las soldaduras a flexion frente a esos esfuerzos.

Muchas gracias Boris por tu rápida respuesta.

Para más detalles:

- Esta estructura se montará junto a otras 6 más, cosidas entre ellas por las patas mediante varillas pasantes a traves de los taladros colisos, entiendo que esto dará estabilidad al conjunto. Cada estructura aguantará un peso de 3000kg. (De ahí también esa pata despareja)

- La carga tiene 3 puntos de apoyo, que coinciden con la posición de los travesaños

- Las vigas largas van apoyadas sobre las patas, y los travesaños soldados a las vigas.

Siendo así, ¿Qué tal lo ves?

Por otro lado, suelo diseñar este tipo de estructuras para cargas bastante menores y nunca hago cálculo por que por experiencia sé que aguantan, pero en este caso no me fiaba... ¿podrías darme unas indicaciones más o menos sencillas para poder realizar el calculo?

Muchisimas gracias de nuevo, eres de mucha ayuda. Saludos!!

Al ser varias unidas entre si, ya estamos asegurando la resistencia estructural a fuerzas laterales. Los tornillos al piso, ya te daban algo, pero nunca prefirieron confiar "todo al piso", ya que la resistencia a la rotura del piso, aunque sea hormigón, es muchísimo menor que la del acero (sino fuese así, los cortafierros no servirían de nada, ¿cierto?)

Indicaciones.. algunas, porque el calculo "fino" no es nada sencillo.

Las patas si, es facilísimo, así que vamos por eso:

-El alto nunca debe ser más de unas 15 veces el lado del caño. Con menos de eso nunca se produce el llamado "Pandeo" (O sea que con la presión de carga, se vaya de lado). El calculo de la resistencia es fácil: Calculas "cuantos kilos va sobre cada pata", y sacas la superficie del metal de la pata: fuerza/superficie , te la la presión de carga en kg/cm2. El acero, sin problemas resiste hasta 1.200 kg/cm2...pero salvo que hagamos cálculos finos, por precaución, jamas usar más de 400 a 600 kg/cm2, para no ir justo, que cualquier carga extra pueda dar problemas.

Por otro lado, TODAS las cargas producen deformaciones en las estructuras: Lo importante, es que esas deformaciones no se salgan de parámetros de seguridad. Con esa carga de las patas no se saldrán. No te pongo "como calcular cuanto se deforman", porque ya entramos a complicar.

El calculo del pandeo a la carga en la viga horizontal, es muchísimo más complejo: Hay que sacar el momento de torsión que provoca la carga (fuerza de la carga por distancia a la pata) y dividirlo por la resistencia de el material (los 1.200 kg/cm2 del acero, en caso del acero...), y el resultado dividirlo por la deformación admitida (0,2 cm, o sea 2 mm use en tu caso). Poniendo todas las fuerzas en Kg y las distancias en cm, te da un resultado que en tablas de perfiles, figura como "Sx". Y uno elige SIEMPRE un perfil que tenga un Sx más alto que el calculado, para que la deformación no sea mayor. Y todo eso en base a ciertas "suposiciones", como homogeneidad del material, apoyo en los extremos, y varias más.

Te dejo el enlace a un blog donde copia de un libro más sobre el tema, pero no es simple, tomalo más para "saber como se hace" y algún calculo para estar seguro, y nunca trates de "hacerlo muy fino y llevar la resistencia al limite".

http://almadeherrero.blogspot.com.ar/2009/09/calculo-de-la-resistencia-de-una-viga.html 

Muchas gracias! Me quedo más tranquilo sabiendo que la estructura aguantará el peso.

Me has sido de mucha ayuda también para próximos trabajos

Un saludo Boris 😛

De nada, y éxitos!

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