Verificación por cálculo de la columna de acuerdo con la norma EN 40-5.

Transcripción

1 Título del informe Verificación por cálculo de la columna de acuerdo con la norma EN Asunto: Verificación por cálculo de la columna de acuerdo con la norma EN 40-5 que a su vez remite a las normas EN y EN Denominación Báculo: LUMINARIAS PRISMA 420 Fecha: Código: GUIO Cliente Cliente: ESCOFET 1886, S.A. Atn.: GERARD FANECA Dirección: c/ MONTSERRAT, MARTORELL BARCELONA Este documento y los anexos en él referenciados tienen paginación independiente con indicación del número total de páginas en cada uno de ellos (tipo Página X de Y) Garantía de Calidad: ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L. garantiza que este trabajo se ha realizado cumpliendo las condiciones requeridas por el Sistema de Calidad de la compañía. Si desean expresarnos algún comentario les rogamos se dirijan al responsable de la unidad que lo ha realizado, o si lo prefieren, al Gerente de Desarrollo de Producto y Proceso, D. Jordi Gavaldà, Campus UAB - Apartado Correos 18 - E08193 Bellaterra (Barcelona) Teléfono: , Fax: jgavalda@appluscorp.com. Este documento no deberá reproducirse parcialmente sin la aprobación, por escrito, de Applus y del cliente.

2 Índice Descripción de los trabajos 1. ASUNTO SOLICITADO MATERIAL RECIBIDO CARACTERÍSTICAS DEL BÁCULO METODO DE ENSAYO RESULTADOS CONCLUSIONES DESCRIPCIÓN GEOMÉTRICA DE LA COLUMNA CÁLCULO MEDIANTE ELEMENTOS FINITOS OBJETIVO CÁLCULO MEDIOS INFORMÁTICOS DE CÁLCULO MODELO F.E.M. UTILIZADO. MATERIALES Y PROPIEDADES CONDICIONES DE CONTORNO. ( NORMA EN ) RESULTADOS ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 2 de 2

3 1. ASUNTO SOLICITADO Verificación por cálculo de la columna de acuerdo con la norma EN 40-5 que a su vez remite a las normas EN y EN MATERIAL RECIBIDO Documentación técnica de la columna de alumbrado modelo PRISMA 420-ESCOFET, incluida en el apartado 7 del presente informe, según manifiesta el peticionario. 3. CARACTERÍSTICAS DEL BÁCULO El báculo verificado consta de las siguientes características: Altura máxima del báculo es de mm La columna consta de las siguientes de secciones: o Sección rectangular constante de 160,00 mm y espesor 4,0 mm 1 luminaria vertical de peso unitario =9 Kg, área proyectada efectiva 0,142 m 2 Placa base 250x250x10 mm, 4 cartelas triangulares de 70x45x8 mm y posición pernos de anclaje 190x190 mm. El material de la columna tiene las siguientes propiedades mecánicas: Material Módulo de Elasticidad Módulo de Poisson Límite elástico Carga de Rotura Alargamiento Rotura A MPa MPa 420 MPa 24,0% ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 3 de 3

4 4. METODO DE ENSAYO El cálculo estructural se ha realizado mediante un modelo de elementos finitos discretizando cada uno de los elementos de su geometría incluyendo las luminarias. Una vez discretizada la geometría se aplican las condiciones de contorno y la carga de viento definida por la norma EN Las hipótesis consideradas en el cálculo son las siguientes: Velocidad del viento de referencia puede estar comprendida entre los 37.57m/s y los 46.94m/s (dependiendo de la altura del modelo y según norma NBE-AE-88). Terreno tipo II (norma EN ) Restricción de giros y desplazamientos de los puntos de fijación de los tornillos en la placa base. Representación de las luminarias mediante su peso propio y área efectiva al viento. Flexión de la columna respecto al eje débil (caso más desfavorable). La carga de viento se aplica en tramos de 2 m de altura de acuerdo con las especificaciones de la norma EN Coeficientes de seguridad adoptados: 1.2 para peso propio y 1.4 para sobrecarga de viento (según norma EN ). El cálculo de la carga de viento, el modelo de elementos finitos utilizado y los resultados obtenidos se detallan en el apartado 8.5 del presente informe. 5. RESULTADOS A continuación se detallan los resultados más relevantes del cálculo. Tabla 1. Deformación horizontal máxima y tensión máxima ALTURA Desplazamiento máximo Tensión característica Tensión última mm 3.9 mm 75.4 MPa 105 MPa Los resultados anteriores permiten concluir que la deformación máxima horizontal de la columna de iluminación es conforme a la CLASE 1 de las especificadas en la tabla 3 de la norma EN Asimismo, los resultados del cálculo estructural, permiten garantizar que la columna estudiada cumple con las exigencias para la verificación por cálculo según norma EN ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 4 de 4

5 6. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos del cálculo permiten concluir que la columna de iluminación del fabricante ESCOFET 1886 S. A., recogida en el apartado 8.5 del presente informe, cumple con las exigencias de la norma EN para su verificación por cálculo. Francesc Rivillas Cañaveras Cornelia Donciu Responsable de Desarrollo de producto Técnico Responsable Los resultados se refieren exclusivamente a la muestra, producto o material recibidos en el Laboratorio, tal como se indica en el apartado correspondiente a la descripción del material recibido, y ensayado en las condiciones descritas en este informe de ensayo. ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 5 de 5

6 7. DESCRIPCIÓN GEOMÉTRICA DE LA COLUMNA ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 6 de 6

7 ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 7 de 7

8 8. CÁLCULO MEDIANTE ELEMENTOS FINITOS 8.1. OBJETIVO CÁLCULO El objetivo del estudio es conocer el comportamiento estructural de la columna bajo el cuaderno de cargas indicado en la norma EN de enero de MEDIOS INFORMÁTICOS DE CÁLCULO HARDWARE Se ha utilizado una Estación de Trabajo Pentium IV con 2Gb de RAM SOFTWARE Modelado y mallado: I-Deas 11 Solver: ABAQUS MODELO F.E.M. UTILIZADO. MATERIALES Y PROPIEDADES Dada la topología de la columna, el modelo F.E.M. presenta las siguientes características: Elementos Shell: utilizados en los perfiles tubulares de la columna así como en la base. Elementos Lumped Mass: utilizados para modelizar la luminarias Dependiendo de la región, se aplica a los respectivos elementos el espesor correspondiente, así como el offset correspondiente a la fibra neutra. El espesor de las placas y su offset se define en base a los planos suministrados por el peticionario. Las características mecánicas del material se definen en el régimen no lineal. Todos los elementos respetan los criterios de calidad ( ASPECT RATIO, WARP, SKEW y TAPER) exigidos por el solver de cálculo ABAQUS. ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 8 de 8

9 El modelo F.E.M. correspondiente a la geometría: Detalle de la luminaria Detalle de la base ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 9 de 9

10 8.4. CONDICIONES DE CONTORNO. ( NORMA EN ) El cuaderno de cargas asociado al modelo viene definido en la normativa EN Las condiciones de contorno consideradas son: EMPOTRAMIENTO: Se restringen los desplazamientos y los giros de los nudos correspondientes a los tornillos de unión de la peana de la columna con el suelo. GRAVEDAD: Se aplica el peso propio a la estructura ( columna + luminarias) PRESIÓN: Se aplica la presión definida en la norma EN sobre la superficie de la columna expuesta al viento. ( ver tabla. ) Presión del viento Presión del viento de referencia (N/m 2 ) 450,80 Densidad del aire (Kg/m 3 ) 1,25 Coeficiente de probabilidad 0,96 Velocidad media del viento en 10 minutos (m/s 2 ) 28,00 Coeficiente de altitud 1,00 Características mecánicas del báculo Altura máxima [milímetros] Primera frecuencia natural [Hz] 11,52 Coeficiente del tamaño del Báculo 0,96 Coeficiente de comportamiento dinámico 1,04 Coeficiente topográfico 1,00 Tramo Coeficiente del terreno Presión característica del viento (N/m 2 ) 0-4 m 1,80 807, m 2,04 915,13 ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 10 de 10

11 Tramo Velocidad del viento (m/s 2 ) 0-4 m 37, m 39,99 Tramo Número de Reynolds 0-4 m 3,980E+05 Tramo Coeficiente de forma del Báculo 0-4 m 1,51 Tramo Presión Báculo (N/mm 2 ) 0-4 m 1,221E-03 FUERZA: Teniendo en cuenta el valor de la presión característica del viento y la superficie de la luminaria, obtenemos la fuerza aplicada en la misma: N. ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 11 de 11

12 8.5. RESULTADOS. Adjuntamos a continuación una tabla con los resultados tensionales, de deformación y deformación plástica obtenidos para cada caso de carga: CARACTERÍSTICO y de TENSIÓN ÚLTIMA DESPLAZAMIENTO MÁXIMO EN EL CASO DE CARGA CARATERÍSTICA Desplazamiento debido a la carga de viento. Desplazamiento Máximo: 3,9 mm ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 12 de 12

13 DIAGRAMA DE TENSIONES EN EL CASO DE CARGA ÚLTIMA. Adjuntamos a continuación unas imágenes con el resultado tensional en el pie de la columna para el caso de carga última. Tensión Máxima: 105 Mpa. ASCAMM PLUS Servicios Tecnológicos S.L Página 13 de 13