Torre de arriostramiento - ensayos y cálculo

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TORRE DE ARRIOSTRAMIENTO

El presente informe es un resumen de las tareas de proyecto, construcción, prueba del modelo, mediciones, análisis físico numérico realizado durante el primer cuatrimestre del año 2009, en la materia Análisis Experimental de Tensiones (64.16) correspondiente a la carrera Ing. Civil de la Universidad de Buenos Aires.

Análisis Experimental de Tensiones

-2-Competencia Anual AAENDE – GEE – 02
Participante: Parente, Luis Fernando. Cátedra Análisis Experimental de Tensiones LAME Universidad de Buenos Aires Dirección: Scalabrini Ortiz 582 Piso 17 Dto. 7 Teléfonos: (011) 4855-2421 / (011) 15 – 6980 – 6890 E-mail: lfernandoparente@gmail.com

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Agradecimientos a: Personal del taller de la FIUBA sede Las Heras: Ariel Romero, Sebastián Martin yMario Leal Ing. Diego Pérsico. Ing. Pedro Castagnola. Ing. Carlos Guzmán. Nuestras familias y amigos.

Fernando Parente y Guillermo Petracca, Buenos Aires, Septiembre 2009

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Índice:
Parte Uno: Generalidades. 1.1 Diseño del modelo. 1.2 Base. 1.3 Mástil. 1.4 Sistema de tensores. 1.5 Escala. Parte Dos: Dimensiones. Parte Tres: Ensayos. 3.1 Ensayo de paso de los tensores. 3.2 Ensayo delcable. 3.3 Ensayo general de carga. 3.3.1 Colocación y ubicación de los instrumentos de medición. 3.3.2 Características y constantes de los instrumentos de medición. 3.3.3 Nivelación del Tubo. 3.3.4 Pretensado del sistema. 3.3.5 Metodología de ensayo. 3.3.6 Tabla de mediciones. 3.3.7 Análisis de Ensayos. Parte Cuatro: Modelo Numérico 4.1 Modelo General. 4.1.1 Geometría y Materiales. 4.1.2 CausasDeformantes. 4.1.3 Resultados de análisis. 4.1.4 Resumen. 4.1.5 Análisis adicional 4.2 Análisis Analítico. Pandeo de Euler 4.3 Análisis del cable. Parte Cinco: Conclusiones. ANEXO A Análisis de rigidez flexional del reticulado y tubo de aluminio. 5 5 5 6 8 9 10 13 13 14 17 17 18 18 19 19 21 21 24 24 24 27 28 35 35 36 36 38

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Parte Uno: Generalidades
1.1 Diseño del Modelo
Se optó porestudiar el comportamiento mecánico de una estructura llamada: “Mástil atensorado” ó “Torre de arriostramiento”, esta consiste en una estructura reticulada vertical de gran esbeltez sujetada mediante cables de acero en diferentes direcciones y alturas, con el fin de lograr grandes alturas con pocos elementos estructurales. La aplicación del mismo puede estar relacionada a ser sustento de antenas decomunicación, transmisión de señales, pararrayos y otros fines para los cuales se necesite tener elementos a grandes alturas y libre de obstáculos aledaños, ya que estos pueden ocasionar problemas funcionales de los elementos que se sujetan Para el diseño se recurrió a diferente información recopilada vía web, tal como “Torre arriostrada de 66 m. de altura, Instrucciones para el montaje”elaborado por la empresa Televés. Debido a diferentes factores como económico, temporales, prácticos se decidió simplificar el modelo adoptado siempre manteniendo el fin estructural del mismo.

1.2 Base
La base es el elemento de apoyo del mástil y de amarre de los tensores, por lo cual debe estar proporcionada de una rigidez relativamente grande respecto a los demás elementos para que no sufradeformaciones que puedan afectar a las mediciones. En un primer momento se proyectó construir la base con una tabla de madera pero debido a que dependía de la disponibilidad de la madera y su alto costo se decidió buscar otra alternativa. La alternativa fue tres barras de acero nervurado ADN420 ø32mm de aproximadamente 55cm de longitud, dispuestas en estrella a 120º. Las barras fueron soldadas mediantesoldadura manual por arco eléctrico al punto central, y rigidizadas con una placa de 5mm de espesor, la misma sirve también como base de apoyo para la torre. En esta placa base se practicó una entalla esférica cóncava, con el fin de: propiciarle a la torre de un apoyo “ideal” tipo rótula en forma puntual y evitar posibles deslizamientos horizontales de la torre. En cada uno de los extremos de las...