Estrual Silos V.2018

Transcripción

1

2 Estrual Silos V.2018 El programa informático "Estrual silos y tolvas V. 2018", calcula todo tipo de silos silos industriales y silos granja elevados sobre estructura de soportes de entre 3 y 30 pilares con chapa lisa u ondulada, bien sean atornillados o soldados. Así mismo también calcula silos de 4 pilares y 4 vigas y silos sobre faldón (skirt), con fondo plano o con fondo con tolva troncocónica, con salida centrada o excéntrica y con carga de sólidos centrada o excéntrica. Además realiza todas las comprobaciones exigidas por los Eurocódigos. Con los módulos que cuenta esta nueva versión 2008, se podrá realizar el cálculo de: Silo metálico de sección circular, con fondo plano o tolva, elevado sobre estructura con 4 vigas y 4 pilares discretos. Pared de chapa lisa u ondulada, soldada o atornillada. Chapa lisa y chapa ondulada trapezoidal o sinusoidal.

3 Silo metálico de sección circular, con fondo plano o tolva, elevado sobre faldón (skirt). Pared de chapa lisa u ondulada, soldada o atornillada.

4 Silo metálico industrial o silo granja de sección circular, con fondo plano o tolva, con anillo de transición y elevado sobre estructura soporte de pilares discretos (entre 3 y 30). Pared de chapa lisa u ondulada, soldada o atornillada. La cantidad de comprobaciones realizada por el programa es inmensa, de tal forma que son diversas normativas totalmente actualizadas las que se siguen en función de cada comprobación realizada.

5 NORMATIVA DE CÁLCULO UTILIZADA POR ESTRUAL SILOS Y TOLVAS V ESTRUAL SILOS Y TOLVAS V.2018 MÓDULO DE CÁLCULO NORMATIVA UTILIZADA 0 Limitaciones geométricas, clasificación de pared del silo, clasificación de la esbeltez, clasificación del fondo y clasificación CEA (Clase de Evaluación de Acciones). Materiales de construcción del silo: Acero carbono y Acero inoxidable (con distintas calidades y acabados). Chapa de construcción del silo lisa y/o ondulada sinusoidal o trapezoidal. UNE EN (U.E.) 1 Cálculos en pared vertical: Presiones de llenado y cargas de descarga, simétricas y/o concentradas. Presiones horizontales, verticales y de tracción por rozamiento. Para Clase de Evaluación de Acciones CEA 1 y CEA 2. 2 Cálculos en pared inclinada de la tolva: Presiones normales y presión de tracción por rozamiento en pared inclinada de tolva. Cargas de llenado y cargas de descarga, simétricas y/o concentradas. Flujos en embudo, másico o incierto. Presión punta adicional en silos con flujo másico. 3 Cargas de viento sobre cilindros. Cargas horizontales, diferenciando el cálculo entre silos aislados o conjunto silos en batería. Se utilizan condiciones locales de viento de países europeos como son: España, Alemania, Francia e Italia, incluso pudiendo introducir una velocidad básica de viento genérica de cualquier otro país del mundo si se conoce este dato. 4 Cargas de viento sobre soportes. Cargas horizontales. Se utilizan condiciones locales de viento de países europeos como son: España, Alemania, Francia e Italia, incluso pudiendo introducir una velocidad básica de viento genérica de cualquier otro país del mundo si se conoce este dato. 5 Cargas de nieve y sobrecarga de uso. Cargas verticales. Se utilizan condiciones locales de viento de países y regiones como son: España y peninsula ibérica, Región alpina, Centro Este y UNE EN (U.E.) UNE EN (Anexo G - Normativo de reglas alternativas para presiones en tolvas) (U.E.) Eurocódigo 1 - EN (U.E.) Eurocódigo 1 - EN (U.E.) Eurocódigo 1 - EN (U.E.)

6 Oeste europeo, Grecia, Región mediterránea, Suecia, Finlandia y Reino Unido e Irlanda. 6 Seísmo. Acción sísmica horizontal y vertical. NCSE-02 (España) EMS-98 (Escala Macrosísmica Europea - U.E.) según indicaciones de ECCS: European Convention from Constructional Steelwork Y Experimental Eurocódigo 8: Disposiciones para el proyecto de estructuras sismorresistentes. Parte 4: Silos, depósitos y tuberías 7 Cargas térmicas. Cálculo del diferencial de temperaturas. EN (U.E.) y CTE DB-SE AE (Punto Anejo E) 8 Otras acciones: Cargas excéntricas (escaleras de gato para acceso a techo, escalera y plataforma de acceso al actuador y compuerta, etc.). 9 Combinación de acciones y cálculo de esfuerzos en chapa de la pared vertical y en tolva troncocónica o fondo. 10 Comprobación a pandeo según espesor de chapa en pared vertical. Estado Límite de Pandeo (LS3) 11 Verificaciones estructurales en pared vertical: Comprobación bajo estado límite plástico. Colapso plástico o ruptura de pared con uniones soldadas ó atornilladas (LS1). Comprobación de pandeo bajo compresión axial. Comprobación de pandeo bajo presión externa, vacío y viento. 12 Verificaciones estructurales en pared de tolva tronco-cónica: Comprobación bajo estado límite plástico. Colapso plástico o ruptura de pared (LS1). Flexión local. Comprobación de ruptura en la transición. Colapso plástico por cambio de espesor en transición. Pandeo en tolvas. Verificación estructural y análisis de la transición y de viga-anillo, colapso plástico por carga axisimétrica. Flexión local en transición. Pesos propios Resistencia de materiales Eurocódigo 3 - EN (U.E.) Eurocódigo 3 - EN (U.E.) Design of steel structures - Part 4-1 Silos Eurocódigo 3 - EN (U.E.) Design of steel structures - Part 4-1 Silos 13 Cálculo de soportes o pilares de perfiles Resistencia de materiales

7 laminados comerciales en diversas calidades. Comprobación a pandeo y a resistencia. Cálculo de longitud de acople de soportes al cilindro 14 Cálculo de vigas. Comprobación a resistencia y flecha. 15 Cálculo de la estructura soporte mediante faldón (skirt), número y separación de anclajes a cimentación o solera y comprobación de anillo base (base ring) para anclaje del faldón. 16 Creación de informe de completo de cálculo en RTF para editar en cualquier procesador de textos OpenOffice o Microsoft Word con 100 hojas, que incluye todas las comprobaciones y cálculos realizados, ideal para anexar o utilizar como proyecto. CTE y Eurocódigo 3 - EN (U.E.) Design of steel structures - Part 4-1 Silos Resistencia de materiales CTE Eurocódigo 3 - EN (U.E.) Design of steel structures - Part 4-1 Silos - 17 Abrir y guardar archivos de cálculo - Como se observa la cantidad de comprobaciones y la casuística de silos metálicos de sección circular analizados por el programa es enorme.

8 OPCIONES DEL PROGRAMA ESTRUAL SILOS Y TOLVAS V Figura 1 Nada más iniciar el programa en la primera pantalla se introducen los datos referentes a materiales de construcción del silo (ver figura 1), concretamente de construcción de la lámina mediante chapa, pudiendo seleccionar entre chapa lisa, ondulada sinusoidal u ondulada trapezoidal, así como el tipo de acero (acero carbono o acero inoxidable) y el tipo de acabado (galvanizado, pulido, etc.). El programa cuenta con una amplia base de datos de materiales en acero carbono o acero inoxidable, en diversas calidades. En esta nueva versión se han añadido una inmensa cantidad de materiales nuevos típicos en la fabricación de láminas de silos en base a la norma EN Además la base de datos es abierta, pudiéndose añadir más materiales por parte del usuario (ver figura 2).

9 Figura 2 Así mismo en la misma pantalla inicial del programa (figura 1) también se introducen los datos referentes al material a ensilar, pudiendo seleccionar uno entre todos los que ofrece la norma EN , o incluso pudiéndose introducir nuevos materiales con todas sus características (ver figura 3). Estos datos son totalmente necesarios para poder realizar todos los cálculos de cargas y presiones en las paredes del silo provocadas por el material almacenado. Una vez seleccionado el material a ensilar se calculan automáticamente todos los valores característicos de ángulo de rozamiento interno, coeficiente de presiones laterales y coeficiente de rozamiento con la pared, con sus correspondientes coeficientes. Figura 3 Es importante señalar, que en esta nueva versión al incorporarse el cálculo con chapa ondulada sinusoidal o trapezoidal (ver figura 4) la cual es un tipo de pared D4 (según la norma EN ) se realiza también el cálculo automático del "coeficiente de rozamiento efectivo del material con la pared"

10 Figura 4 Este cálculo de "µeff" se lleva a cabo de forma automática pulsando sobre el botón "Pared tipo D4 - Calcular µeff" (ver figura 5), donde, introduciendo los datos correspondientes a las medidas o cotas exactas de la chapa o perfil ondulado, se procede al cálculo. Figura 5

11 Una vez introducidos todos los datos referentes al material ensilado y de construcción del silo, en la siguiente pantalla, se introducen los datos geométricos del mismo (ver figuras 6, 7 y 8). Figura 6 Como vemos se pueden seleccionar distintas tipologías geométricas de silos pudiendo ser silos con tolva (figura 6) o bien silos con fondo plano (sin tolva) -figura 8-. Además la salida del silo puede ser centrada (figura 6) o bien excéntrica (figura 7). Así mismo la carga del silo por la parte de arriba también puede ser centrada o excéntrica. Con ello se cubre prácticamente toda la tipología de silos existentes soportados sobre estructura, bien sea mediante soportes o mediante skirt.

12 Figura 7 Figura 8 Una vez introducidos los datos geométricos del silo y seleccionado el volumen de capacidad deseado, automáticamente se hallará: Volumen de cilindro y tolva, peso de sólido almacenado y clasificación del silo según Clase de Evaluación de Acciones

13 Comprobación de las limitaciones geométricas del silo Clasificación de la pared y limitación relativa al sólido almacenado en función del tamaño máximo de partícula a almacenar Clasificación del fondo Clasificación de la esbeltez También para el cálculo correcto de cargas se deberá introducir si el silo es soldado o atornillado. En las siguiente pantalla se calcularán las cargas de llenado simétricas en pared cilíndricas. Recordemos que este cálculo, así como el de las siguientes pantallas de cargas producidas en las paredes por el material ensilado estará en función de la Clase de Evaluación de Acciones del silo y de su Esbeltez (ver figura 9). Figura 9 Los resultados que se presentan en esta pantalla de cargas de llenado simétricas (figura 9) son cargas en la pared vertical a una profundidad máxima (justo en la transición, es decir, la zona más profunda del cilindro, zona de unión del cilindro con la tolva o fondo). Si deseamos observar los valores de cálculo y como van variando según la profundidad se puede pulsar el botón "Pulsar aquí para ver los resultados por altura en metros" y se abrirá la pantalla de la figura 10. En esta pantalla se presentarán todos los parámetros calculados, presiones horizontales, verticales y de tracción por rozamiento a cada altura diferente. Así mismo también se presentan según Estado Límite Último 1, 2 ó 3. También se puede observar un

14 gráfico donde aparecen todas las presiones que actúan en la pared cilíndrica pudiendo seleccionar también el E.L.U. deseado a representar. Figura 10 En la siguiente pantalla (figura 11) se realiza el cálculo de las cargas de llenado concentradas en la pared recta cilíndrica del silo. Figura 11 Y en la siguiente pantalla (figura 12) se realiza el cálculo de las cargas de descarga simétricas. Son cargas en la pared vertical a una profundidad máxima (justo en la transición, es

15 decir, la zona más profunda del cilindro, zona de unión del cilindro con la tolva o fondo). Si deseamos observar los valores de cálculo y como van variando según la profundidad se puede pulsar el botón "Pulsar aquí para ver los resultados por altura en metros" y se abrirá la pantalla de la figura 13. Figura 12 En esta pantalla de la figura 13, se presentarán todos los parámetros calculados, presiones horizontales de tracción por rozamiento en descarga, a cada altura diferente. Así mismo también se presentan según Estado Límite Último 1, 2 ó 3. También se puede observar un gráfico donde aparecen todas las presiones que actúan en la pared cilíndrica pudiendo seleccionar también el E.L.U. deseado a representar.

16 Figura 13 En la siguiente pantalla (figura 14), tiene lugar el cálculo de las cargas de descarga concentradas

17 Figura 14 Una vez calculadas todas las cargas que actúan en la pared del cilindro, en la siguiente pantalla se realiza el cálculo de la tolva o fondo del silo, según el método seleccionado para dicho cálculo, ya que se puede realizar de dos formas: Método del Anexo G (Normativo).- Es el recomendado, por ello viene marcado por defecto de la norma EN Método de referencia de la norma EN En la figura 15 se puede ver el cálculo realizado de las presiones en la tolva, además se realiza la clasificación del flujo, según sea de embudo, másico o incierto. Si el flujo es en embudo, se tendrán en cuenta las siguientes cargas en la pared inclinada de la tolva: Pn.- Presión normal a la pared inclinada Pt.- Presión de tracción por rozamiento en la pared inclinada Mientras que si el flujo es másico o incierto, aparte de esas 2 presiones anteriores también se tendrá en cuenta otra presión más: Ps.- Presión punta que actúa alrededor de la pared inclinada de la tolva desde la transición y hasta una distancia hacia abajo, en metros.

18 Figura 15 Los resultados presentados en la pantalla de la figura 15, son los máximos valores que tienen lugar en la transición. Si deseamos observar los valores de cálculo y como van variando según la profundidad se puede pulsar el botón "Pulsar aquí para ver los resultados por altura en metros" y se abrirá la pantalla de la figura 16. Figura 16

19 En esta pantalla de la figura 16 se podrán observar los valores de Pn y Pt según la altura a la que se esté analizando la presión, además en el gráfico se puede observar cómo van variando dichas presiones en la pared inclinada de la tolva y también según ELU 1 ó ELU 2. Pulsando la siguiente pestaña entraremos en la pantalla de cálculo de cargas de viento (ver figura 17). En ella se podrá realizar el cálculo de viento en países como España, Alemania, Francia e Italia. Además si se conoce la velocidad básica del viento se podrá el cálculo de la acción de viento en cualquier parte del mundo. Además se podrá seleccionar si el silo se encuentra aislado o bien en un grupo de silos, ya que el cálculo varía en función del coeficiente eólico para un silo cilíndrico. Figura 17 En la figura 18 se puede ver el cálculo del viento para Francia.

20 Figura 18 En la figura 19 se puede ver el cálculo del viento para Alemania. Figura 19 Pulsando la pestaña "Cargas de nieve y sobrecargas" podrá acceder a la pantalla de cálculo de la figura 21, donde se realiza precisamente este cálculo, además pulsando sobre el

21 botón "Regiones climáticas" aparecerá la pantalla de la figura 20 donde podrá ver en qué región climática puede estar ubicado el silo y realizar así el cálculo de la carga de nieve. Figura 20 Como puede observar puede elegir entre todos los países de la Unión Europea, así mismo también y dentro de cada país deberá seleccionar la zona donde se realizará la instalación del silo. También se deberán aportar datos de altitud sobre nivel de mar para hallar correctamente la carga de nieve. También podrá introducir la sobrecarga de uso del techo y una posible carga excéntrica como puede ser una escalera de barco o de gato de acceso al techo introduciendo su peso, la cual también se tendrá en cuenta en el cálculo. Figura 21

22 En la siguiente pantalla se pueden observar las zonas de cálculo de carga de nieve en Suecia y Finlandia, figura 22. Figura 22 En la siguiente pantalla de la figura 23, se realiza el cálculo de la acción térmica para los estados límite últimos 1, 2 y 3, teniendo en cuenta el diferencial de temperaturas máximo, bien sea en verano o en invierno. Figura 23

23 En la figura 24 se lleva a cabo el cálculo del diferencial de temperaturas en invierno según la zona climática de España. Figura 24 También se realiza el cálculo de la acción sísmica en caso de que sea necesario, pudiendo optar por dos normativas de cálculo distintas: Si la instalación del silo se encuentra en España, se puede utilizar la norma NCSE-02 con la EMS-08 según disposiciones ECCS. Ver figura 25 Si la instalación se encuentra en cualquier país del mundo, se recomienda utilizar la norma ENV , que aunque es una norma de carácter experimental, no son necesarios datos locales para su cálculo. Ver figura 26

24 Figura 25 Figura 26 Una vez calculadas todas las cargas que actúan sobre el silo, se realiza en la siguiente pantalla (figura 27) la combinación de acciones de dichas cargas según Eurocódigo, dando lugar a las diferentes hipótesis de cálculo, tanto en la pared vertical del cilindro (figura 27).

25 Figura 27 Como también en la pared inclinada de tolva o fondo del silo (figura 28). Figura 28 Por último en esta misma pantalla también se presentan los esfuerzos calculados, a partir de las hipótesis anteriores halladas. Tanto en pared vertical del cilindro (figura 29) como en las paredes de la tolva o fondo (figura 30).

26 Figura 29 Figura 30 Se puede observar que para el cálculo de esfuerzos en cada parte (cilindro y tolva o fondo), se pueden utilizar 2 métodos distintos. En la pared del cilindro o parte recta:

27 o o Teoría de la membrana según "Guide for the economic design of circular metal silos" Teoría de la membrana de estructuras laminares En pared inclinada de la tolva o fondo: o o Teoría de la membrana teniendo en cuenta la combinación de acciones más desfavorable Teoría de la membrana teniendo en cuenta únicamente la acción Pn y Pt más desfavorable En ambos casos se recomienda quedarse con la opción más desfavorable, esto es, la que mayor valores aporte. En la siguiente pantalla (figura 31) tienen lugar todas y cada una de las verficaciones estructurales exigidas por la norma, por lo que se llevan a cabo todas las comprobaciones en pared vertical del cilindro, en pared de la tolva o fondo y en la estructura soporte del silo (bien sea mediante 4 soportes y vigas, mediante Skirt, o bien mediante un número variable de pilares de entre 3 y 30). Figura 31 Pulsando cada uno de los botones con la señal de verificación (que significa que la comprobación se cumple) aparecerá la pantalla de comprobación de esa verificación en concreto. Así encontramos todos y cada uno de los cálculos de forma pormenorizada en las pantallas que se van abriendo según se puse cada botón:

28 Verificación 1 en el cilindro (figura 32): Verificación 2 en el cilindro (figura 33): Figura 32 Figura 33

29 Verificación 3 en el cilindro (figura 34): Figura 34 Si con el perfil seleccionado como anillo rigidizador transversal no se cumple la comprobación de verificación en cilindro número 3 (figura 34) al pulsar el botón se abrirá la base de datos de perfiles de acero (figura 35) pudiendo seleccionarse otro perfil que sí cumpla dicha comprobación. Verificación 1 en tolva (figura 36): Figura 35 Figura 36

30 Verificación 2 en tolva (figura 37): Figura 37 Verificación 3 en tolva (figura 38): Figura 38 Verificación 4 en tolva (figura 39): Figura 39

31 Verificación y análisis en la transición (unión entre cilindro y tolva) (figura 40): Figura 40 Cálculo del techo del silo (espesor de chapa lagrimada o estriada del techo) figura 41: Figura 41 Así mismo también se calcula la estructura soporte del silo. En el caso de el módulo 1, se halla el perfil para los 4 soportes, 4 vigas, arriostramientos en cruz de San Andrés y arriostramientos intermedios (figura 42):

32 Figura 42 En el caso de el módulo 2, se halla el espesor que deberá tener el faldón (skirt), así como el perfil y espesor del anillo de la base, el número de anclajes y la separación de dichos anclajes que sujetarán el silo a la losa o solera. (figura 43): Figura 43 En el caso de el módulo 3, se halla el perfil para los pilares en función de su altura y su número (el usuario podrá optar entre un número de entre 3 y 30 soportes -típicos en los silos granja e industriales). Así mismo también se halla la longitud necesaria de anclaje del pilar al cilindro (es la distancia mínima de acople del pilar al cilindro del silo) (figura 44):

33 Figura 44 VÍDEO DE DEMOSTRACIÓN DEL PROGRAMA ESTRUAL SILOS Y TOLVAS V Puede ver un vídeo con sonido, con todas las explicaciones y pormenores del cálculo de silos, para observar cómo trabaja el programa en directo en el siguiente enlace: (Por favor, encienda los altavoces del ordenador para escuchar las explicaciones, sino solo podrá ver la imagen). QUÉ INCLUYE EL PROGRAMA INFORMÁTICO? Tenga en cuenta que al adquirir el programa informático, lo que adquiere es una solución informática, ya que en la compra está incluida: El programa informático Estrual Silos y Tolvas V con un número de licencias infinitas, es decir, usted podrá instalar el programa en todos sus ordenadores, portátiles, etc., sean el número que sean. Esto, aunque puede parecer obvio, no lo es.

34 Si usted adquirió otro programa informático para su empresa de carácter técnico, seguramente el precio solo incluía una única licencia para un solo ordenador y si desea instalarlo en el resto de ordenadores donde haya más técnicos trabajando no puede, debe adquirir más licencias (seguramente a un precio inferior) pero deberá pagarlas aparte. Incluso ahora los programas técnicos se vende "por suscripción anual", es decir que todos los años debe renovar su licencia pagando el precio del programa, año tras año. Sin embargo esto no ocurre con nuestro programa informático Estrual Silos y Tolvas V Cuando usted lo compra lo puede instalar en todos los ordenadores que quiera y lo podrá utilizar el resto de la vida sin pagar nada más. En el precio del programa están incluidas todas las actualizaciones y mejoras que se realicen en el software durante el próximo año, y que serán algunas que ya estamos preparando. Por lo tanto en los próximos meses recibirá todas actualizaciones que se apliquen sin costo adicional alguno. Acceso a la plataforma de documentación durante un año. En la plataforma de documentación encontrará numerosa normativa en PDF totalmente descargable y relacionada con el cálculo de estructuras y silos metálicas (Eurocódigos, normativas locales, publicaciones, etc.). Así mismo también hay gran cantidad de vídeo-tutoriales de manejo del programa que se subirán periódicamente a la plataforma. Se trata de vídeos con sonido tremendamente instructivos para que poco a poco se vaya familiarizando con el manejo del programa, porque aunque pueda parecer trivial, existen diferentes trucos y habilidades escondidas al manejar el software que debe tener en cuenta. Soporte vía mail para resolver sus dudas relacionadas con el manejo de software. Como puede observar, no simplemente realiza la compra de un programa informático sino toda un serie de servicios que no ofrecen en empresas del sector informático de programación de software técnico. REQUISITOS PARA LA INSTALACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL PROGRAMA Para el funcionamiento correcto el programa, es necesario un ordenador que cuente como mínimo, con las siguientes características: Sistema operativo: Microsoft Windows 10 o posterior, es decir Windows 8, Windows 7 ó Windows Vista. Procesador de textos: Para poder posteriormente editar el informe de alrededor de 100 páginas que genera el programa (añadir sus logotipos, etc.).

35 Resolución de monitor o pantalla de su ordenador mínima de 1366 x 768 píxeles. Si tiene una resolución menor, no se verán correctamente las pantallas del programa y pueden aparecer "cortadas" en el monitor. Teclado configurado con idioma "Español (España, internacional). Esto es de vital importancia ya que el separador decimal en este idioma es efectivamente "la coma", es decir, el carácter "," y no el punto (como es el caso de Español - México -por ejemplo-). El programa contiene numerosos campos numéricos para que sean introducidos por el usuario y que se puedan realizar los diferentes cálculos, por lo que si en vez de introducir como separador decimal una "," se introduce un punto "." puede dar lugar a errores muy importantes. Téngalo muy en cuenta. NOTA SOBE LA ANTIGUA VERSIÓN DEL PROGRAMA SILOS V. 2016: La antigua versión del programa que es la versión 2016 queda obsoleta, nuestra recomendación es que no se utilice, ya que le faltan numerosas comprobaciones con respecto a esta nueva versión, además de que únicamente calcula un tipo de silo de sección circular de chapa lisa soldada, con carga y descarga centrada y con estructura soporte de 4 pilares y 4 vigas soporte. Además solo realiza la verificación estructural número 2 en el cilindro y la número 1 en la tolva, faltando hasta 8 verificaciones estructurales importantes que se incluyen los Eurocódigos y normas aquí presentadas. Tampoco realiza el cálculo de cargas de viento, nieve y seísmo según normativa internacional de Eurocódigos que se pueden aplicar a múltiples países, con lo que el uso de la antigua versión 2016, queda limitado únicamente a España. Además solo permite silos de chapa lisa y no ondulada y con salida y carga centradas y no excéntricas. Esta versión 2016 ha sido retirada y queda totalmente obsoleta. PRECIO: No dude en consultarnos si desea más información sobre el precio. Mail información comercial: info@estrual.com