Diseño de Un Silo - Estructura Metalica

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DISEODEUNSILOESTRUCTURAMETALICA14,694views

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ZantaSantamariaatCentroAcerosS.Aexcelentetrabajo,seriabuenoagregardatosdetablascondensidadesbajopresindeloselementosmascomunes,juntoconloscoeficientesdefriccindelosmismos.Hace1mesResponderEstseguro?SNoTumensajeapareceraqu

ArsaConstruyeexcelentelainformacionHace6mesesResponderEstseguro?SNoTumensajeapareceraqu

MiguelGranadosExcelenteaporte,agradecido!Hace6mesesResponderEstseguro?SNoTumensajeapareceraqu

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CcaritaCruzGRACIASEDGARAHIESTAMOSPARACOLABORAR.Hace7mesesResponderEstseguro?SNoTumensajeapareceraqu

EdgarFloresPadilla,SupervisordeObrasCivilesatIngenieroCivilMuybuenainvestigacionHace7mesesResponderEstseguro?SNoTumensajeapareceraqu

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SergioM.Fernandez,IngenieroCivilatTechintPanedileUTE2weeksago

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RorroCoajaguaatMineraDoaInsdeCollahuasi3monthsago

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JuanDiegoArangoM4monthsago

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1.PONTIFICIAUNIVERSIDADCATLICADELPERUESCUELADEPOSGRADOMAESTRAENINGENIERAMECANICA2011DISEODESILOFREDYALANCCARITACRUZDISEODECONSTRUCCIONESSOLDADAS04/11/20112.NDICE1.INTRODUCCIN2.CLASIFICACINDELOSSILOS2.1.TamaoyGeometra2.2.PatrndeFlujo2.3.MaterialEstructural3.CLCULODELASPRESIONESSOBRELASPAREDES3.1.Generalidades3.2.Eurocdigo1Reglasparaelclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenado3.2.1Presinhorizontalypresindefriccindelapared3.2.2Coeficientedeamplificacindelapresindebidoalefectodellenadoydescarga3.2.3Cargasenlatolvayenelfondo3.3.Otrasconsideracionesrespectoalacarga4.ANLISISYDISEOESTRUCTURAL4.1Seleccindelaformadelsilo4.2Diseodesilosnocirculares4.2.1Chapasdepared4.2.2Inestabilidaddelaplaca4.2.3Proyectoderigidizadores4.2.4Estructuradeapoyo4.3Proyectodetolvascirculares4.3.1Introduccin4.3.2Tensinenlaparedcilndrica4.3.3Pandeodelapared4.3.4Fondoytolva4.3.5Vigaperimetralenlatransicin4.3.6Apoyos4.3.7Uniones5.RESUMENFINAL6.BIBLIOGRAFA3.SISTEMASESTRUCTURALESDiseoEstructuraldeSilosPgina|14.OBJETIVOS/CONTENIDODesarrollarelclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenadoenlossilosdeacero.Describireldiseoestructuraldelostiposmsusuales.Cwcoeficienteamplificadordelapresindebidaalrozamientosobrelasparedesdcdimetrocaractersticodelaseccintransversal(figura5)Emdulodeelasticidadevalormayorentreeiyeoeiexcentricidaddebidaalrelleno(figura5)CONOCIMIENTOSPREVIOSNinguno.LECCIONESAFINESeoexcentricidadentreelejedelsiloyelejedelabocadedescarga(figura5)Ninguna.fcrRESUMENEnestaleccinsedesarrollaelclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenadoenlossilosdeacero,ascomoeldiseoestructuraldelostiposmsusuales.LosmtodosparaelclculodelascargassebasanenlasreglasdadasenelEurocdigo1[1]ylasguasparaeldiseoestructuralsehanobtenidodenumerosasexperiencias.Eldiseodetolvasesuntemacomplicadoqueincluyeelanlisisdelminasdelgadas,estudiodechapasrigidizadas,enlasquelascargasqueactansobreellastienenunosvaloresinciertos.Estaleccinselimitaaunavisingeneraldemtodossencillosyprcticosdediseoparalostiposmsfrecuentesdesilos.ABREVIATURAStensincrticadepandeoFpcargahorizontaldebidaalmaterialalmacenadoenunsilodeparedcircularFrbfuerzasobreelanillo(vigaenlauninentretolvaysilo)haltura,medidadesdelabocadedescargaalalneadesuperficie

http://www.linkedin.com/legal/copyright-policyhttp://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-3-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-2-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-4-638.jpg?cb=1383688432

equivalente(figura5).kcoeficientedepandeodelachapaKsrelacinentrelaspresioneshorizontalyverticallhalturadelapareddelatolva,medidadesdeeleje(figura8)phpresinhorizontaldebidaalmaterialalmacenadoa,bdimensionesdelaparedphopresinhorizontalenlabasedelsiloAreadelaseccintransversaldelaparedverticalpnpresinnormalalaparedinclinadadelatolvaCcoeficientedepandeoppCbcoeficienteamplificadordelapresinsobreelfondoChcoeficienteamplificadordelapresinhorizontalpresinespecficappspresinespecfica(ensilosdeaceronorigidizados)pspresindecadaPgina|25.ptpvpresindebidaalrozamientoenlatolva(figura5)presinverticaldebidaalmaterialensilado(figura5)pvfpresinverticalenelsilollenopvopresinverticalenlabasedelsilounavezllenoDEFINICIONESSilo.Estructuracilndricaoprismtica,deparedesverticales,quepuedenutilizarseparaelalmacenamientodemateriales.Siloesbelto.Aquelquecumpleh/dc1,5.Silocompacto.Elquecumpleh/dc1,5.Tolva.Depsitopwpresindebidaalrozamientosobrelasparedesdelsilo(figura5)conparedesinclinadasdeformatroncocnicasotroncopiramidal.Puedeservircomofondodeunsilo.rradioTransicin.Seccindeunindelsiloconlatolva.slongitudalolargodelasuperficiedelazonaafectadaporlacargapuntual(s=0,2dc)Fondoplanodeunsilo.Sedenominasiemprequelasparedesformanunnguloconlahorizontal20.tespesordelapared(figura5)thtensinenelzunchoNivelequivalente.Nivelsuperficialparaelmismovolumendematerialalmacenadoqueenlasuperficiereal(figura5).UpermetrointeriordelsiloWpesodelcontenidodelatolvazalturamedidapordebajodelnivelequivalentezoparmetrousadoparaelclculodelascargasnguloquemidelainclinacindelapareddelatolvasobrelahorizontal(figura5)coordenadaangularcoeficienteamplificadordebidoalacaidadelacargadensidaddelmaterialensiladocoeficientederozamientosobrelasparedesparaelclculodelapresinngulorozamientointernownguloderozamientosobrelasparedesdelatolvaparalaevaluacindelflujoPatrndeflujo.Modeloquedependedelcomportamientodelmaterialensudescarga.Existentrespatrones:demasa,deembudoeinterno(figura2).Flujodemasa.Esaquelenelquetodaslaspartculasalmacenadassemuevenduranteladescarga(figura2).Flujodeembudo(oflujocentral).CuandosedesarrollaunperfilenUdelmaterialquefluyeconunazonaconfinadaporencimadelasalidayelmaterialadyacentealaparedenlazonacercanadelasalidapermaneceestacionario.Elcanaldeflujopuedellegarensuinterseccinconlasparedesverticalesdelsiloollegaralasuperficiedelmaterial(figura2).Flujointerno.Esaquelenelqueelcanaldeflujoseextiendehastalasuperficiedelmaterialalmacenado(figura2).Cargadecada.Esunacargalocalenlatransicinduranteladescarga.Cargaespecfica.Cargalocalqueactasobreunazonadelapareddelsilo.30Pgina|36.INTRODUCCIN1.INTRODUCCINLossilosseutilizan,enunaampliagamadelaindustria,paraalmacenarslidosencantidadesmuyvariables.Puedenserdeacero,dehormignarmadoodeotrosmaterialesysudescargapuede,asmismo,serporgravedadoutilizandoprocedimientosmecnicos.Lossilosdeacerosondediversostiposquevandesdeestructurasformadasporchapasrigidizadas,alminas.Susustentacinesmuydiversa,apoyadosenpilares,ensucontorno,colgados,etc..Lossilosdefondoplanosuelensustentarsedirectamenteenlacimentacin.EstaleccinseconcentraeneldiseodesilosClase1y2,aunquelascomprobacionessonaplicablesalosdeClase3.Paraelproyectosepuedendistinguirlossiguientespasos:i.Determinarlascaractersticasdelflujodelmaterial.ii.Determinarlageometradelsiloconelfindequeposealacapacidadnecesaria.Obtenerunpatrndeflujodecaractersticasadecuadasyportantoaceptables,queasegurenunadescargafiable.Puedenutilizarsealimentadoresmecnicosespeciales.Clase1Silospequeoscuyacapacidadesmenorde100toneladas.Suconstruccinessencillayrobusta,teniendoengeneralreservassustancialesderesistencia.iii.Estimarlascargasqueactansobreelsilo,tantodebidasalmaterialalmacenadocomoaotrastalescomoelviento,instalacionesauxiliares,trmicas,etc..Clase2Silosdecapacidadintermedia(de100ta1000t).Puedendisearsemedianteclculosmanualessencillos.Hayquegarantizarelflujodecargasypresionesquedenresultadosfiables.iv.Clculoydetallesdelaestructura.Paraeldiseoestructurallossilosseclasifican,deacuerdoconelsistemaBMHB[2],enlasclasesocategorassiguientes:Clase3Silosgrandes(decapacidadessuperioresa1000t).Serequierenconocimientosespecializadosconelfindeprevenirlosproblemasdebidosalaincertidumbrerelativosaladistribucindecargasypresiones.Estnjustificadosanlisismssofisticados,talescomoelementosfinitos,etc..Clase4Siloscondescargaexcntrica,enlosquelaexcentricidaddelasalidaeo>0,25dc.Elsilodebeestardefinidoantesdeprocederalclculo.Lascargasdebidasalmaterialalmacenadodependen,entreotrasvariables,delpatrndeflujo,delaspropiedadesdelmaterialydelageometra.Losmtodosdeanlisisestructuralydediseodependen,pues,

http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-5-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-6-638.jpg?cb=1383688432

fundamentalmentedelageometraydelpatrndeflujo.Nodebensubestimarselasetapasi,iienelproyecto.ElEurocdigo1,Parte4[1]proporcionareglassimplificadasparasudiseobajoelpuntodevistafuncionalascomolaestimacindelascargassobrelasparedes.Estasreglasseexponenenelcaptulo3deestaleccin.ElEurocdigo3,Parte4[3]danormasespecficasydetalladasparaelclculoestructural.Estereglamentoannoestcompletoperopuedenobtenerseciertasguasenpublicacionestcnicas[2,416].Loscaptulos4y5deestaleccinresumenlaprcticaexistenteendiseoestructuralyproporcionaguasparalostiposmsfrecuentes.Pgina|47.2.CLASIFICACINDELOSSILOSEnloqueserefierealdiseo,seclasificansegneltamao,lageometra,elpatrndeflujodedescarga,delmaterialalmacenado,deltipoestructural.Msadelanteseanalizalaimportanciadecadaunodeestosparmetrosenelclculo:2.1TamaoyGeometraEltamaoygeometradependendelosrequerimientosfuncionalestalescomoelvolumendealmacenamiento,elsistemayformadedescarga,laspropiedadesdelmaterialalmacenado,elespaciodisponible,consideracionesdetipoeconmico,etc..Normalmenteeldepsitoestconstituidoporunaformavertical(silo)conunfondoplanooconunfondodeparedesinclinadas(tolva).Suelentenerunaseccintransversalcircular,cuadrada,poligonal.Lafigura1muestrafigurastpicasdesilosytolvas.LossiloscilndricossonestructurasmseficacesquelosprismticosbajoelpuntodeLarelacinentrelaalturadelsiloysudimetroinfluyeenlascargasqueproduceelmaterialalmacenado.ElEurocdigolosclasificaenesbeltoscuandoh/dc>1,5ycompactossih/dc1,5.Lastolvassongeneralmentetroncocnicas,troncopiramidalesuotrasformas.Lastolvastroncopiramidalessonmsfcilesdeconstruiraunquepuedenpresentarproblemasenelflujodedescargadebidoalaacumulacindelmaterialenlasesquinas.Lassalidaspuedenserconcntricasoexcntricas.Debenevitarseenloposiblelasdescargasexcntricasyaqueesmsdifcilevaluarladistribucindepresionesypuedepresentarproblemasdesolidificacionesdelmaterialalmacenado.Elngulodeinclinacindelasparedesdelastolvasseadoptaconelfindeobtenerunadescargacontinuaqueproporcioneelflujodematerialdeseado.2.2(d)SilodeflujomasivoFigura1Tpicasgeometrasdecontenedores32Eltamaodelsilolodeterminalarelacinentrelaalimentacinyladescarga,dependiendoasmismodelacantidaddematerialaalmacenar.Descargasmuyrpidasrequierentolvasdeparedesmuyinclinadasyaltas.Lossilosdefondoplanoseutilizancuandolavelocidaddedescargaquesenecesitaesbaja,eltiempodealmacenamientoeslargoyelvolumendematerialesgrande.(b)Depsitodetolva(a)Silocuadradocontolvapiramidal(c)Flujodeembebidoensilocilndricocontolvavistadecosteestructural.Encuantoacapacidaddealmacenamientodeunsilodeseccincuadrada,almacenaun27%msqueunocilndricodedimetroigualalladodelanterior.Sielsilotienefondoplanosucapacidaddealmacenamientoesmximoparalamismaaltura.PatrndeFlujoElEurocdigo1describedostiposdeflujo,quesemuestranenlafigura2.Sonelflujodemasayelflujodeembudo.Lapresindeladescargaestinfluenciadapordichospatronesy,portanto,debeasegurarsedichopatrnantesdelclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenado.Enelcasodeflujodemasa,todoelcontenidofluyecomounamasanicayelflujosucededemaneraqueelmaterialqueentraprimerosaleprimero.Ensilosdeflujodeembudo8.CLASIFICACINDELOSSILOStolvascnicasuotrasformas,nicamenteaefectodediseoestructural.Cuandonoesclaroeltipodeflujodebencomprobarseambos.2.3MaterialestructuralLamayoradelossilossondeacerouhormignarmado.Laeleccindepende,bajoelpuntodevistaeconmico,deloscostesdemateriales,delafabricacinymontaje.Hayotrosfactorestalescomoelespaciodisponible.Lasventajasprincipalesdelossilosdeacerofrentealosdehormignson:FlujointernoFlujomgicoFlujodeembudoFigura2Patronesdeflujoelmaterialfluyeporuncanalcentraly,portanto,elltimoqueentraelprimeroquesale.Eltipodeflujodependedelainclinacindelasparedesdelatolvaydelcoeficientederozamientodematerialcontralasparedes.Elflujodemasaocurrecuandolasparedesdelatolvasonaltaseindividualesmientrasqueelembudoapareceensiloscompactosconparedesdetolvapocoinclinadas.ElEurocdigo[1]presentaunmtodogrfico(mostradoenlafigura3)paradeterminarelpatrndeflujoennguloderozamientoentreparedesdelatolvaw40Losinconvenientesprincipalesdelossilosytolvasdeacerosonlanecesidaddemantenimientocontralacorrosinydesgaste,queharnpreci60FlujomgicooflujodetunelpuedeexistirentreestoslmitesFlujodeembudo3050Flujodeembudo40Flujomgicoodetnelpuedeexistirentreestoslmites302010sisuestructuraesatornilladasonrelativamentefcilesdedesmontarytrasladaraotrolugar.nguloderozamientoentreparedesdelatolvaw6050lossilosytolvasdeaceropequeosymedianospuedenserprefabricadosconuntiempodemontaje


considerablementeinferior20Flujomgico090807060504030ngulodeinclinacindelapareddelatolva10Flujomasivo090807060504030ngulodeinclinacindelapareddelatolvaFigura3Mtodogrficoparaladeterminacindelpatrndeflujoso,enestecaso,elforradodelasparedesyposibilidaddecrearaguadecondensacinquepuededaarlosproductosalmacenadossensiblesalahumedadtalescomogranos,etc..Laeleccindematerialestructuraldependetambindesu339.AlturaHorizontalphVerticalpvGeometra.Lasparedesdelossilosestnsometidasacargashorizontalesyverticales.Lascargasverticalessondebidasalrozamientodelmaterialsobrelasparedesylashorizontalesdebidasalempujedelmaterial.Lossilosdehormignarmadohayquetenerespecialcuidadoenelclculodelosesfuerzosdebidoalosempujesylastraccionescorrespondientes.Enlossilosmetlicos,enparticularlosdeseccincircular,losempujestransversalessonsoportadosmedianteunesfuerzodetraccindelavirola.Enestossiloshayquetenerencuentalosefectosdelpandeodebidosalascargasverticales.Lafigura4indicalavariacindelaspresioneshorizontalesyverticalesenfuncindelaaltura.Apartirdeunaciertaprofundidadlavariacindelapresinhorizontalesdespreciable.LossilosdehormignsonmseficacesPresinFigura4Distribucindelaspresioneshorizontalesyverticalesenfuncindelaalturadelmaterialalmacenadoparacasosdesilosaltosylosmetlicoscuandosonpocoprofundos.10.CLCULODELASPRESIONES3.CLCULODELASPRESIONESSOBRELASPAREDES3.1GeneralidadesLamayoradeteorasexistentesparaelclculodecargasdelmaterialalmacenadoensilospartendelsupuestodequeladistribucindepresionesalrededordelpermetroesuniformeacualquierprofundidad.Enrealidad,siempreexisteunanouniformidaddelacarga.Estopuedeserconsecuenciadeimperfeccionesenlasparedes,delainfluenciadetcnicasdellenadonoconcntricas,odeagujerosdedescargaposicionadosexcntricamenterespectoalcentrodelmismo.Lapresinejercidaporelmaterialalmacenadosobrelapareddelsiloesdistintacuandoelmaterialfluyequecuandoestestacionario.Elestadotensionalmientraselmaterialestalmacenadocambiaalempezarafluirylasparedesdelcontenedorestnsometidasaaltaspresioneslocalizadasdecortaduracin.Estudiosdeinvestigacinhanidentificadodostiposdealtapresinduranteladescarga.Laprimeraseconocecomopresindecada,sucedealiniciodelflujoysloessignificativaenlatolva.Elsegundotipodepresinelevadaseatribuyeaunareorientacinlocaldelatensindentrodelmaterialquefluyecuandopasaporlasimperfeccionesdelasparedes.Elnotenerencuenta,eneldiseo,lacarganouniformeeslaprincipalcausadefallosenlossilos.Presentaproblemasparticularesensiloscircularesdiseadospararesistirnicamentelasfuerzascomomembrana.Laspresionesdebidasaladescargaexcntricasonirregularesypuedensersuperioresoinferioresalapresinuniformecalculadautilizandolasteorasclsicas.Aunquesehanidentificadoelevadaspresionesdedescargaysuscausasfundamentales,sondifcilesdecuantificar.Porelloesfrecuente,entrelosproyectistas,multiplicarlapresinestticacalculadaporunaconstanteobtenidaapartirdedatosexperimentales.Tradicionalmentesehaaplicadoestefactorempricoalapresinestticasintenerencuentalarespuestaestructuraldelsilo.Comolaspresionesdedescarganicamenteafectanreaslocales,producenunavariacindepresinquepuedeoriginarunacondicindetensinenlaparedpeorquelaoriginadaporunaelevadapresinuniforme.Oseaquesuponerunapresinelevadaperoconstanteacualquiernivelnotieneporquestarenelladodelaseguridad.3.2Eurocdigo1ReglasparaelClculodelasCargasdebidasalMaterialAlmacenadoElEurocdigo1[1]dareglasdetalladasparaelclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenadoenlossilos,sujetasalaslimitacionessiguientes:Laexcentricidaddelaentradaylasalidaselimitaa0,25dcdondedceseldimetrodelcontenedorolalongituddelladomscorto.Elimpactodelascargasduranteelllenadosonpequeas.Losdispositivosdedescarganotieneninfluenciaenladistribucindelaspresiones.Elmaterialalmacenadofluyelibrementeypresentaunabajacohesin.Existenreglasparaelclculodecargasensilosesbeltos,compactosyhomogneos.Lascuatrocargassiguientesestnespecificadasypuedendefinirseutilizandolasabreviaturasquemuestralafigura5.cargahorizontalyrozamientoenlaparedcargapuntualcargadelatolvacargadecada11.quelosdiseadosparapresionespuntualesyunapresinsimtricainferior.EjeSuperficieequivalenteZonadeparedverticalphzLascargasdebidasalatolvaconsistenenunadistribucinlinealdepresionesyunacargainstantnea.Estacargainstantneanicamenteseaplicaenlatransicinenelcasodeflujodemasa.pwheipvZonadetransicinpnTolva3.2.1pteoLapresinhorizontalacualquierprofundidaddelsilosecalculamediantelaclsicateoradeJanssen.Janssenconsiderelequilibrioverticaldeunaporcinhorizontalatravsdelmaterial

http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-10-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-9-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-11-638.jpg?cb=1383688432

almacenadoenuncontenedor(figura6)yobtuvolasiguienterelacin:PresionesGeometradcCLPlanocentraldcdcCLA(v+dv)+UKsPlanocentraldcCLvdz=AdzPlanocentral+AC:EjeverticaldcLFigura5FormasdesilosmostrandolasanotacionesdedimensionesypresionesLascargashorizontales(pht)yderozamientoenlapared(pwt)inicialessonuniformesacualquierprofundidaddelsilo.Semultiplicanporuncoeficienteconstanteparacompensarlasdesviacionesdelapresinduranteladescarga.Seaadealacargasimtricaunacargapuntualparasimularelefectodeunacarganosimtrica.Debidoalacomplejidaddelanlisisestructuraldelminasqueincorporancargapuntual,elEurocdigo[1]permitelautilizacindeunadistribucindepresinsimtricaparaelclculodecontenedorescondimetroinferiora5m.Lapresinsimtricaseaumentaparacompensarlapresinpuntual,yfrutodeelloeseldiseodecontenedoressegurosperomsconservadores(1)vConlareorganizacinysolucindelaecuacindiferencialdeprimerordenseobtienelaecuacindeJanssenparalapresinverticalpvaSeccionestransversales36PresinhorizontalypresindefriccindelaparedvKsvzKsvdzv+dvFigura6Tensionesenunafranjahorizontaldelsilo12.CLCULODELASPRESIONESlaprofundidadz,lapresinhorizontalphtylapresindebidaalafriccinenlaparedpwt:pvAUKs1eZKsPw(z)=oPwf(z)dz=UAAz(2)ph=Kspv(4)zzo(ieElmtododeReimbert[6]esunaposiblealternativaaldeJanssenparaelclculodepresionesestticas.Sinembargo,noestincluidoenelEurocdigo[1].(3)pw=phU(z/zdLaprecisindelmtododependedelaseleccindeunvalorparalarelacinentrelapresinhorizontalylapresinverticalKsydelcoeficientedefriccindelapared.Laspresionesenlasparedesdelsilovarandebidoaquesellenanconmaterialesquepuedenpresentarpropiedadesdistintasenmomentosdistintos.Cuandolosslidosalmacenadospulenohacenmsrugosaslasparedespuedendarlugaracambiosdepresin.Porlotanto,deberanproyectarseteniendopresentesvariascondiciones.ElEurocdigotieneencuantaestasituacinyproporcionaunrangodepropiedadesparalosmaterialesmscomnmentealmacenados[1].Laspropiedadesdelmaterialseseleccionanparaobtenerelvalordecargamsadverso.LapresinhorizontalmsdesfavorableseobtienecuandoKspresentaelvalormximoyelmnimo.LacargadefriccinenlaparedsedacuandoyKspresentanambasvaloresmximos.Laspropiedadesdelmaterialpuedendeterminarseporensayootomandolosvaloresdelatabla4.1delEurocdigo.Encontenedoresdeparedesonduladasdebedarseunmargenparavaloresdemselevadosdebidoalefectodelmaterialalmacenadoenlasondulaciones.ParamayorfacilidadelEurocdigoproporcionaunafrmulaparaelclculodelafuerzadecompresinaxialenelsilodebidaalapresindefriccindelaparedacualquierprofundidad.Lacompresinaxialporunidaddepermetroaunaprofundidadzesigualalaintegraldelapresindebidaalrozamientosobrelapared,cuyovalores:3.2.2CoeficientedeamplificacindelapresindebidoalefectodellenadoydescargaLapresincalculadamediantelateoradeJanssenparalaspresionesdebidasalacargaydescargasemultiplicaporunoscoeficientesempricosquetienenencuentalassiguientescondiciones:i.Cargadecorreccinparaelllenado.ii.Incrementouniformedepresinparaladescarga.iii.Cargadecorreccinparaladescarga.Paramayorsimplicidaddelproyectoestructural,elEurocdigo1daunareglaalternativasimplificadaparaobtenerlacargadecorreccindebidasalefectodellenadoydescarga.i.a.Cargadecorreccinparaelllenado:tolvassinrigidizadoresLaspresionesdeterminadasmediantelaecuacindeJanssenseincrementanmedianteunacargalocalizadaocargadecorreccinparacompensarladistribucinasimtricadelaspresiones.Lacargadecorreccinesobligadaparacompensarlaspresionesasimtricasquelaexperienciaindicaquetienenlugarentodaslastolvas.Lanouniformidaddelapresindependeprincipalmentedelaexcentricidaddelaentradaalatolva,delmtododellenadoydelaanisotropadelmaterialalmacenado.Lacargadecorreccinaumentaconlaexcentricidaddelllenado.Lafigura5muestralaaparicindedesplazamientohorizontaldelmaterialdebidoalaexcentricidaddelllenado.Dependedeltipodedispositivodellenadoydebeestimarseantesdecalcularlacargadecorreccin.3713.Lacargadecorreccinesdistintaparatolvasdeaceronorigidizado(membrana)ytolvasdeacerorigidizadoyhormign(nomembrana)debidoaladiferenciaderespuestaalacargaquepresentanestasestructuras.Latensinmximaenlasparedesdelastolvasrigidizadasdependedelamagnituddelapresin,mientrasquelastolvasdeaceronorigidizadassonmssensiblesalavariacindelapresin.Paratolvasdeacerorigidizadas,seaplicandoscargasdecorreccinendosreascuadradasdelapareddiametralmenteopuestas,conunalongituddeladodecadaunadeellasdes=0,2dc(figuras7ay7b).LascargassonsimtricasypermitenLapresindecorreccinsecalcula:pp=0,2phfLapresinactasobreunaalturas,donde:s=0,2dci.(a)Alzadopppps(b)Plantadelapareddeunsilo


circularpppple(c)PlantadesilocirculardepareddelgadaFigura7Cargadecorreccin38(5)(6)Debeaplicarseesteefectoadistintosnivelesdelapareddelatolvaparadeterminarelcasodecargamsdesfavorable,quedalugaralasmximastensionesenlapared.Parasimplificar,elEurocdigopermiteque,entolvasrigidizadas,lacargadecorreccinseapliqueamediaalturadelasparedesverticales,ascomolautilizacindeesteporcentajedeaumentoenlastensionesdelaparedatodoelsilo.Estareglasimplificadanopuedeutilizarseparagruposdesilos.ppshclculosrelativamentesencillosdelosmomentosdeflexininducidosenlaestructura.b.Cargadecorreccinparaelllenado:tolvassinrigidizadoresLastolvasdeacerodemembranasonmuysensiblesalavariacindelapresinyparatenerlaencuentasesuponeunadistribucincosenoidaldeladistribucindelaspresiones.Elpatrndepresionesquemuestralafigura7cseextiendeatodalatolva.Lapresineshaciafueraenunacarayhaciadentroenlaotra,ysometelalminaaunaflexinglobal.Lainfluenciamsimportantedelacargaindicadaeselaumentodelacompresinaxilenlabasedelatolva.Elincrementopuedecalcularsefcilmenteutilizandolateoradeflexindelavigaysuponiendocomoelementoglobaldeflexinalatolva.Paracalcularelesfuerzodecompresinaxialdebecalcularselafuerzahorizontaltotaldelacargadecorreccinapartirde:14.CLCULODELASPRESIONESdondepps=ppcosyppyssecalculanmediantelasecuaciones(5)y(6)respectivamente.Estefactordebeconsiderarseaplicadooaunaprofundidadzopordebajodelasuperficieequivalenteoamediaalturadelasparedesverticales,laquedlacargamselevada,dondezo=AKsULapresindecorreccinintroducetensindeflexinlocalenlatolva,enelnivelqueseconsidera.Estastensionesdeflexinsondifcilesdecalcularyserequiereunanlisisdelaestructuraporelementosfinitos.Parasimplificarelclculoseutilizaunadistribucindelaspresionesquesedescribeacontinuacincomoalternativaalapresindecorreccin.ii.Parasimplicidaddelproyectoestructural,elEurocdigo1permitelautilizacindeuncoeficienteenlaspresionesuniformesdedescargaparacompensarlosincrementosdetensindebidosapresionesasimtricas.Elcoeficientesecalculaapartirdelamplificadordelacargadecorreccinyproporcionaunareglasencillaperoconservadoraquepuedeutilizarseenvezdelapresindecorreccin.Parallenadoydescarga,lapresinnormalenlaparedcalculadautilizandolaecuacin(3)semultiplicapor1+0,4ylafriccinenlaparedpor1+0,3.3.2.3CargasenlatolvayenelfondoLosfondosplanossedefinencomofondosdesilodonde20,estsometidaaunapresinnormalpnyaunafuerzadefriccinptporunidaddesuperficie.Lasparedesdelsistemadealimentacinsoportantodoelpesodelmaterialalmacenadoenlatolva,menoselquesoportanporfriccinlasparedesverticales.Paradefinirlacargaenlatolvahayqueconocerlapresinverticalenlatransicinentresiloytolva.915.EnelEurocdigo1sehanadoptadofrmulasempricasparaelclculodelaspresionesnormalesydefriccinenlasparedesdelatolva,obtenidasapartirdeunaseriedeensayosentolvaspiramidales.Losensayosmuestranqueesaceptablesuponerunadistribucinvariablelinealmentedesdeelvalorcorrespondienteenelsiloenlalneadetransicinconlatolva,alexistenteenlasalida.Lapresinnormalalapareddelatolvapnesiguala:lhps=2pho(9)(14)dondepho)xpn=pn3+pn2+(pn1pn2elmaterialpasadeunestadoesttico(presinactiva)aunodinmico(presinpasiva).ElEurocdigo1proporcionaunvalorempricopsmuyaproximadoparalacargainstantnea:eslapresinhorizontallabasedelsilo(vasefigura8)setomacomonormalalasparedesdelatolvaaunadistanciaiguala0,2dcyhaciaabajo.psdondexesunalongitudentre0,ylh(figura8)y:pn1=pn2pn3pvo


(Cbcos2+1,5sen2)(10)=Cbpvocos2=3,0AKsU(11)(12)Elconceptodecargainstantneanicamenteseaplicaasilosdeflujomsico.Enlastolvasdeflujoenembudoestacargaserparcialototalmenteabsorbidaporlacapadematerialestacionario,porloquenoestanimportantecomoenlastolvasdeflujomsico.Latransicinentresiloytolvaestsolicitadaacompresindebidoalascargasdelatolva.Lacargainstantneaactaendireccincontrariaalaanteriormenteindicada,porloqueaumentaralacargaquepuedesoportarlatolvaduranteladescarga(estacargainstantneapuedenoactuar,porlotanto,nodebeutilizarseenelproyecto).dondeCbesconstanteeiguala1,2pvoeslapresinverticalqueactaenlatransicin,calculadasegnlaecuacindeJanssen.elvalordelapresindefriccinenlaparedptvienedadopor:pt=pnlhx(13)CargainstantneaAlcomienzodeladescargasehanmedidopresioneselevadasenlastolvasparaelcasodeflujomsicodebidoalcambioenelestadodetensindelmaterialalmacenado.Aestecambioselesuelellamaraperturayoriginaunacargainstantneaenlatransicin.Tienelugarcuandopn3phopt90pn1pspn3pn20,2dcFigura8Cargasenlatolva16.CLCULODELASPRESIONES3.3OtrasconsideracionesrespectoalaCargaLadistribucindelaspresionespuedeestarafectadaporfactoresquepuedenincrementarodisminuirlascargasenlasparedes.Estosfactoressondifcilesdecuantificar,ysonmssignificativosenunastolvasqueenotras.Acontinuacinsemuestranunaseriedeellos.VariacindeTemperaturaElmaterialalmacenadolimitalacontraccintrmicadelapareddelatolva.Lamagnituddelincrementodepresinlateralresultantedependedeladisminucindelatemperatura,deladiferenciaentreelcoeficientedetemperaturadelaparedyeldelmaterialalmacenado,delnmerodecambiosdetemperatura,delarigidezdelslidoalmacenadoydelarigidezdelapareddelatolva.ConsolidacinLaconsolidacindelmaterialalmacenadopuedeserdebidaalaeliminacindeairequehacequelaspartculassecompacten(loquerepresentaunproblemaenmaterialespulverulentos),alainestabilidadfsicacausadaporcambiosdelahumedadytemperaturasuperficiales,alainestabilidadqumicacausadaporcambiosqumicosenlasuperficiedelaspartculasoalavibracindelcontenidodelsilo.Paradeterminardeformaprecisalaspresionesenlaparedhayqueconocerlavariacindeladensidaddelslidoconlaprofundidadyelnguloderozamientointerno.ContenidodeHumedadUnaumentoenelcontenidodehumedaddelmaterialalmacenadopuedeaumentarlasfuerzasdecohesinoformarenlacesentrelaspartculasdesubstanciassolublesenagua.Paraelclculodelaspresiones,elnguloderozamientocontralasparedesdebedeterminarseutilizandoelmaterialmssecoy/oelmshmedoquedeberemosalmacenar.Unaumentodehumedadtambinpuedeoriginarelhinchadodelslidoalmacenado,ydebetenerseencuentaenelproyecto.SegregacinLaspartculasdematerialalmacenadoconunaampliagamadedensidades,tamaosyformastiendenasegregarse.Cuntomayorsealaalturaocadalibreenelllenado,mayorserlasegregacin.Lasegregacinpuedeoriginarreasdematerialdenso.Loqueespeor,puedequelaspartculasrugosasvayanaunladodelatolvaylasmsfinasyadherentesvayanalotro.EntoncespuedeformarseunperfilenUexcntricoqueconduceacargasasimtricasenlapared.Laconcentracindepartculasfinaspuedecausarbloqueosenelflujo.DegradacinUnslidopuededegradarseduranteelllenado.Laspartculaspuedenromperseoreducirsedetamaodebidoalimpacto,laagitacinyelrozamiento.Lastolvasparaalmacenamientodelcontenidodelsilorepresentanunproblemaparticular.Ladegradacindelmaterialoriginauncampodevariacindepresionesquetiendealahidrosttica.CorrosinLosslidosalmacenadospuedenatacarqumicamentelaestructura,alterandoelnguloderozamientocontralaparedylaflexibilidaddelamisma.Lacorrosindependedelascaractersticasqumicasdelmaterialalmacenadoydelcontenidodehumedad.Tpicamente,seincrementaelespesordeparedproyectadoparacompensarlacorrosin.Esteincrementodependedeltiempodevidaproyectadoparaelsilo.AbrasinPartculasgranularesgrandescomolosmineralespuedendesgastarlasuperficiedelapared,originandoproblemassimilaresalosdescritosparalacorrosin.Puederevestirselaparedestructural,tomandolasprecaucionespertinentesconelfindegarantizarqueladeformacindelaparednodaeelrevestimiento.Losrevestimientossefabricanconmaterialescomoelaceroinoxidableoelpolipropileno.417.PresionesdebidasalImpactoCuandoenlacargaaparecenelementosdegrandesdimensionespuedenoriginarsepresioneselevadasdebidasalimpacto.Amenosquehayamaterialsuficienteparaamortiguardichoefecto,esprecisoproporcionarunaproteccinespecialalasparedesdelatolva.Elcolapsodelosarcosnaturalesquepuedenformarseenelmaterialalmacenadoylaretencindelflujotambinpuedenoriginarpresionesdeimpactoelevadas.Paraminimizaresteefectodebeestudiarselageometradelsilo.Paraprevenirlasexplosiones,elEurocdigo1recomiendaunmantenimientoylimpiezaadecuadosylaexclusindefuentesdeignicin.AsientosDiferencialesA


menudotienenlugargrandesasientosenelllenadodelossilos,particularmentelaprimeravezydebetenerseencuentaelefectodedichosasientosdiferencialesenelcasodegruposdesilos.Dichosasientospuedenoriginaragotamientodelaestructuraporpandeo,enparticularenloscasosdesilosdeaceronorigidizados.CargayDescargaRpidasAccionesSsmicasLadescargarpidademasasslidasconunapermeabilidadalosgasesrelativamentebajapuedeinducirpresionesnegativas(succininterna)enlatolva.Elllenadorpidopuedeoriginarunamayorconsolidacin,conlosefectosquesehandescritomsarriba.ElEurocdigo1proporcionareglasparaelclculodelosefectosdelsismo,aunquetienencarcterprovisional.Estasindicacionessalenfueradelobjetivodeestaleccin.MaterialesPulverulentosInstalacionesdeDescargaMecnicaElllenadorpidodematerialespulverulentospuedeairearelmaterialyoriginarunadisminucintemporaldedensidad,adherencia,friccininternayfriccindepared.Enuncasoextremo,lapresindeunmaterialaireadoalmacenadopuedellegaraserlahidrosttica.Lasinstalacionesdedescargamecnicapuedenoriginardistribucinasimtricadelaspresiones,inclusocuandoseconsideraquedejansalirelmaterialalmacenadodeformauniforme.Enelproyectodebetenerseencuenta,lainfluenciadelainstalacindedescargamecnica,enlaspresionessobrelapared.CargadelVientoCargasenelTechoEnelEurocdigo1,Parte2[17]sedanmtodosparaelclculodecargasdelvientoensilos,quenosetratanenestaleccin.Losefectosdelvientosonespecialmentecrticosduranteelperododemontaje.Lostechosdelossilosactansobrelasparedes,produciendoenlasmismasunempujeyunacompresinaxil,quedebentenerseencuentaenelproyecto.Elproyectodetechosparalossilosseincluyeenestaleccin.ExplosionesdelMaterialAlmacenadoCombinacionesdeCargaElEurocdigo1,Parte4[1]recomiendaquelossilosparaalmacenamientodematerialesquepuedenexplotardebenproyectarsepararesistirelefectodelaexplosinoposeerunvolumensuficienteparaamortiguardichoefecto.Latabla1delEurocdigoindicaunaseriedematerialesquepuedenoriginarexplosiones.Tambinproporcionaguasgeneralesparaelproyecto[14].Muchossilos,durantelamayorpartedesuvidaoperativa,estntrabajandoenlascondicionesdemximacapacidadyconelmaterialprevistoenelproyecto.Enstos,elEurocdigoindicaqueesteestadodecargadebecombinarse,conuncoeficientedesdeel0al90%,conotrotipodecarga,conelfindeconseguirla4218.CLCULODELASPRESIONEScargamsdesfavorableenlosestadoslmitesdeservicioyltimos.Cadacarga(porejemplocargasdebidasalmaterialalmacenado,cargadeviento,etc.)debeconsiderarsecomopredominanteycombinarseconlasotrascargasconelfindeconseguirelestadopsimodediseo.419.4.ANLISISYDISEOESTRUCTURAL4.1SeleccindelaFormadelSiloEnlaetapadediseo,seestudialageometradelsiloysetienenencuentaloscostesdelasdistintasformasestructurales.Loscostesdemateriales,fabricacin,montajeytransporteinfluyenenlaseleccindelaformadelaestructura.Lossilosdeacerosuelentenerunaseccintransversalrectangularocircular.Lossiloscircularessuelensermseconmicasquelosrectangularesporquelasparedescircularesestnsometidasacargasdetraccincomomembranamientrasquelasrectangulareslohacenaflexin,conunrendimientomenoseficaz.Lossilosrectangularesnecesitan,aproximadamente,2,5vecesmsaceroquesiloscircularesdelamismacapacidad.Losrectangularestiendenaserestructurasfuertementerigidizadas,mientrasquelascircularesamenudonoestnrigidizadas,exceptoenlapartesuperioryenlatransicinconlatolvalossilosrectangulares,generalmente,tienengrandesreservasderesistencia.Engeneral,estenoeselcasoenlossiloscirculares,porloquehayquetenerpresenteenelproyectolosefectosdebidosalassobrecargas,ascomoelestudiodelpandeodelasparedes.4.2Laspresionesenlasparedesverticaleinclinadassecalculanutilizandolossistemasestablecidosenelapartado3.Eldiseoestructuralsepresentaacontinuacin.4.2.1ChapasdeParedLossilosnocircularestiendenaserestructurasfuertementerigidizadas,comosemuestraenlafigura9.Lascargasdematerialenelsiloseaplicandirectamentealaschapasdelasparedes,ysetransmitenalosrigidizadores.Lasparedesestnsujetasaflexinytraccin.Lasfuerzasdebidasalrozamientoproducenunacompresinverticalsobrelasparedesy,debidoalarigidezdelosnudosyalosapoyos,unaflexinenelplanodelasparedes.Bsicamente,existendosenfoquesparaelanlisisdelsistemaestructural.Oseanalizaelsilocomounconjuntodecomponentesaisladosocomounaconstruccincontinua.Lamayorademanualesrecomiendanelprimerenfoque.LasparedessediseanenunasdeterminadascondicionesdecontornoysedesprecialainteDiseodeSilosNoCircularesXXLafigura9muestrauntpicosilorigidizadonocircular.Paraeldiseoestructuraldebenseguirselossiguientespasos:Yseleccindelossistemasdeapoyo,derigidizacindelasuniones,YSeccinXdiseodelaschapasqueconformanlasparedes,diseodelarigidizacinverticaly


horizontalincluyendolavigaperimetralenlatransicin,SeccinYAlzadodiseodelossoportes.delextremoSeccintransversalFigura9Rigidizacintpicaenunsilorectangular:[11]4420.ANLISISYDISEOESTRUCTURALraccinentrelaschapas.Estasolucinestorientadaalcasodesilosdechapasplanas.Unasolucinmseconmicapodraserutilizarchapasdeperfilonduladas.Enestecaso,laparedb/apeslapresinnormalmediavienedadaenlastablas1y2.1,01,21,41,61,82,03,04,0>5,00,0480,0630,0750,0860,0950,1080,1190,1230,125Tabla1parachapasconcantossimplementeapoyadosb/a1,01,250,05130,06651,50,07571,752,00,0817>2,50,08290,0833Tabla2parachapasconbordesfijosdelsilosediseateniendoencuentalascaractersticasgeomtricascorrespondientesalaseccindelperfilondulado.Lapresinsobrelasparedessesoporta,enparteporlaaccindelachapaaflexiny,enparte,porlaaccincomomembrana.Lasparedesdelsiloseanalizangeneralmenteutilizandolateoradelapequeaflecha.Lasflechasdelaparedsonpequeas(menoresqueelespesordelachapa)y,porello,enelproyectoesaceptablesuponerquelacargasesoportaenteramentemedianteflexindelachapa.Generalmenteseutilizantresmtodosdeclculo.Lasparedesdechapasentrerigidizadoresconunarelacinaparentesuperioradosaunoseanalizancomovigasquesloseflectanenunadireccin.Seconsideracomounavigacontinuaconluzentrerigidizadoresapoyadaenlosextremos.Laschapasconunarelacinaparentemenorquedosaunoseproyectanapartirdedatostabulados(placas).Elmomentoflectormximoparachapasconbordessimplementeapoyadosobordesfijos,vienedadopor:a2a/3ha/6h(a)a2aeqbeqha1(b)aeq=Mmax=pa2b(15)beq=hdondeaybsonlasdimensionesdechapamscortaymslargarespectivamente2a2(2a1+a2)3(a1+a2)a2(a2a1)6(a1+a2)Figura10Placarectangularequivalenteaunaplantatrapezoidal4521.Nosedantablasparaelanlisisdechapastrapezoidales,porloquelasparedesdelatolvaseanalizancomochapasrectangularesidealizadasysusdimensionessecalculanapartirdelasfrmulasdadasenlafigura10.Losdosmtodosquesehandescritodanlugaradimensionamientosconservadoresdebidoalageometradelachapayalascondicionesdeentornosupuestas.Mediantelautilizacindetcnicasnumricascomoelmtododeelementosfinitosparaanalizarlainteraccindelasvariasbarrasdelaplacasujetasacargasenelplanoyfueradelpuedelograrseunamayorprecisin.4.2.2InestabilidaddelaPlacaEspocoprobablequeelpandeoseaelquedecidaelespesordepareddelasplacasanalizadassegnlateoradelaflechapequea.Porello,engeneralseadoptaunanlisisdeestabilidadconservadorysecalculalacargadepandeoelsticacrticasuponiendoquelasnicascargasqueactanestnenelplanodelachapa.Lacargadepandeoelsticacrticapuedecalcularseapartirdelaecuacin:fcr=k2E12(12)b2menteporrigidizadoresverticales,peroincorporarigidizadoreshorizontalesenlatransicinyenlapartesuperiordelsilo.Losrigidizadoresverticalesenlasparedesverticalesseproyectanparasoportarlasaccionesdebidasalaspresioneshorizontalesyverticalesprovenientesdelmaterialalmacenadoactuandosobrelaschapasqueformanlasmismas.Losrigidizadoresquesoportanlatolvaestnsolicitadosporlasreaccionesdelapoyoycargasnormalesalapareddelmaterialalmacenado,comosemuestraenlafigura11.Puedequetambinhagafaltaconsiderarlasfuerzasdetraccinactuandosobrelavigaperimetral.ElrigidizadorhorizontalenlapartesuperiordelatolvaseproyectaparasoportarlareaccinenAdelascargashorizontalesdelaparedvertical.Lascargashorizontalesincluyenlasdelmaterialalmacenadoylascargasdelviento.Lascargasdebidasalatolvasetransmiten,generalmente,aunavigaperimetralenlatransicin.Estavigadebesoportarelpesodelatolvaytransmitirlascargasdelsiloalossoportes.Alprincipiodelllenado,lavigaperimetralactacomounmarcoacompresin.Estsolicitadoporfuerzasdirigidashaciaelcentrodelanillodebidasalatolva.Alcontinuarelllenado,las(16)AtSesuponequelachapaestlibrementeapoyadaenloscuatrobordes,yqueestsometidaaunacargauniformeoqueaumentadeformalineal.Sihacefalta,puedecalcularselaresistenciaalpandeodeunachapadeperfilplanocompensandoporlaresistenciaadicionaldebidaalapresinlateraldelmaterialalmacenadoyalaresistenciapostpandeo[4].Pv1h1Ph1FrbBPv2Ph2h2PhPv3OC4.2.3ProyectodeRigidizadoresLafigura9muestraunadisposicinderigidizadorestpica.Estconstituidaprincipal46abFigura11Cargasyreaccionesenunsilo22.ANLISISYDISEOESTRUCTURALfuerzasdecompresinsecombinanconlasdetraccinqueoriginalapresinlateralejercidaporelmaterialalmacenado.Lafigura11muestralascargasresultantes.Lafuerzaqueactaenlavigaperimetralsecalculatomandomomentosrespectoalpunto0.Frb=1h2pv12aa+pv2+pv3a_p23h22h2h2_ph32(17)3ph2yph3sonlascomponenteshorizontalesdelapresincalculadacomonormalala


pareddelatolvautilizandolaecuacin(9).Lavigaperimetraltambintienequesoportar:Cargaverticaldebidoalrozamientocontralasparedesdelsilo.Esfuerzosdecompresinaxialesqueseoriginanacausadelaflexindelaschapasdelapared.Traccinaxialdebidaareaccionesdelasparedesadyacentes.4.3ProyectodeTolvasCirculares4.3.1IntroduccinElespesordepareddelastolvascircularesseseleccionadespusdeverificarlasdeformacionesdebidasafuerzasdetraccincircunferencialesylaestabilidadfrentealpandeo.Elespesordelapareddelamayoradelossilosdependedelascomprobacionesfrentealpandeo,aunqueaveceseslatensinenlatransicinentresiloytolvalaquelodefine.Lamayorpartedelossiloscilndricosnicamentetienendosrigidizadores,unoenlatransicinyotroenlapartesuperior.Puedenutilizarserigidizadoresadicionalespararesistirlacargadelviento.Lastolvascnicasnosuelenestarrigidizadas.Estaseccindescribelosmtodosbsicosdediseoyanalizacadaunodesuscomponentescrticos.Losprincipalespasosdelproyectoson:Determinacinpreliminardeltamaodelasparedesdelsiloydelatolva.Pandeodelapareddelsilo.Torsindebidaalaexcentricidadcualquieradelasfuerzasanteriores.de4.2.4EstructuradeapoyoEngeneral,laestructuradeapoyodelossilosestsituadaenlavigaperimetral.Lasparedes,ensilospequeos,soportantodaslascargas.Estetipodesoporteesfrecuenteenlossiloscirculares,peroenloscuadradosgeneralmentesesiguencolocandosoportesdesdelavigaperimetraldelatransicinhastalapartesuperiordelaestructura.Sufuncinesladesoportarlascargasverticalesdelsiloyproporcionarresistenciaalpandeo.Generalmentesecolocaunavigaperimetralenlapartesuperiordelatolvaparaproporcionarunarigidezadicionalfrentealasfuerzashorizontales.Laestructuradesoportesearriostraparaproporcionarestabilidadcontralasfuerzaslateralesaplicadasexternamenteolasdebidasacargasnosimtricas.Determinacindelosrigidizadoresteniendoencuentalastensionesdeparedyelpandeo.Proyectodelossoportesconsiderandolainfluenciadelastensionesenlaparedyelpandeo.Ensayosrecienteshanmostradolaslimitacionesquelasreglasdediseosimplificadastienenyhanresaltadolaszonasdelproyectoquepuedenrequerirunestudiomsdetallado.Estaspartesincluyenlaselevadastensioneslocalizadasenlazonadesoporteysusalrededoresylainfluenciadelascargasasimtricasenlastensionesdepared.Ensilosmuygrandesserecomiendaunanlisisdetalladodelaestructuramedianteelementosfinitos.Puedequeestonoseaposibleparalamayoradeproyectosdesilosdebidoafactoreseconmicos,porloqueelproyectosellevaacaboutilizandoprocedimien4723.tossimplificados.Enmuchoscasosestosprocedimientosnosonmodelosprecisosdelcomportamientodelsilo,yserequiereunproyectomuycuidadosoparaprevenirelagotamiento.magnitudyformadelasimperfeccionesdelapared,ladistribucindelacargaderozamientoenlapared,lamagnituddelapresininterna,4.3.2Tensinenlaparedcilndricalaspropiedadeselsticasdelmaterialalmacenado,Ensilosdemenosde5mdedimetrolastensionescircunferencialesdeparedpueden,enunaprimeraaproximacin,estimarsedeformasencillaperoconservadorautilizandoladistribucinsimtricadepresionesenvezdelacargadecorreccinpresentadaenelapartado3.2.2ylateorademembranadelaslminas.Lateorademembranasuponequelapareddelsilonicamenteestsujetaafuerzasdetraccin.Latensinenlatolvadebecalcularseenlaparteinferioryensuuninconelcilindrodelmodosiguiente:lasuniones,th=pher(18)Elespesordeparedresultantedebeaumentarseparatenerencuentalosfactoresdebidosalastensionesenlasmismas,lacorrosinyeldesgaste,yparagarantizarsuseguridadfrentealpandeo.(Enlaleccin19sedanfactoresdeeficaciadelaconexinparaunionessoldadas).Lateoradelamembranasloesvlidaenladeterminacindelastensionesdeparedenzonaslejosdediscontinuidadestalescomocambiosenelespesordelapared,enlossoportesoenlosrigidizadores.Sehandetomarprecaucionesespecialesenfuncindeltipodesoporterequerido.Estasprecaucionesseanalizanenlosapartados4.3.4a4.3.6.4.3.3PandeodelaparedElmododefallomsfrecuenteenlossilosdeacerocilndricoseselpandeodelaparedsometidoacompresinaxil.Estacompresinaxilpuedeserdebidaalascargascombinadasdelafriccinenlapared,delasdebidasaltechoydelasdelequipoadicional.Latensindepandeoelsticadelapareddelsiloestinfluenciadaporlossiguientesfactores:lossoportesdelsilo.Puedeestudiarseelefectodelpandeomediantesencillosclculosmanuales,siemprequelasparedes,apoyosyunionesdelsilosehayanestudiadocuidadosamenteparaprevenirdesplazamientossignificativosfueradelplano,quepuedenconducirafalloporpandeo.Sehanpropuestodiversosmtodosparaelclculodelatensindepandeoelsticacrtica,mtodosresumidosporRotter[13].Unenfoquesencilloyconservadoresadoptarlatensincrticaelsticaclsicamultiplicadaporuncoeficientedeseguridademprico.Etfcr=0,605r(19)donde=0,15Lainfluenciadelapresinlateralsedespreciayse

http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-23-638.jpg?cb=1383688432

suponequelalminaestcomprimidaaxialmentedemanerauniforme.Puedeutilizarselaecuacin(19)consuficienteseguridadsilareparticindelacargaesuniforme(porejemplo,siseutilizaladistribucindelaspresionesconservadoradadasenelEurocdigo1)ylosapoyossehayanestudiadodemodoqueseevitentensionessignificativasfueradeplanoydeformacionesenlapared.Paraprevenirelpandeo,debentenerseencuentalossiguientesfactoresalahoradeproyectarlasparedesdesiloscilndricos:24.8ANLISISYDISEOESTRUCTURALLossilospuedencalcularsedeformamenosconservadoramediantelaaplicacindeladistribucindepresionesdecorreccin.Lacargadecorreccinresultadeunadistribucinasimtricasdelaspresionesalrededordelapareddelsilo,ycorrespondiendoconrpidoscambioscircunferencialesdetensin.Serequiereunanlisisrigurosodelalminaquecomponelapareddelsilo,yaquelosmtodosdeclculomanualessencillosnosonvlidosparaunanlisispreciso.Puedenobtenerseahorrosmayoresteniendoencuentaelincrementodelaresistenciadelapareddelsilodebidoalapresinlateraldelmaterialalmacenado.Latraccinenlatolvaresultantedelapresinlateralreducelasensibilidadalasimperfeccionesdelpandeobajocompresinaxilyaumentalaresistenciaalpandeo.Sehandesarrolladomtodosparaincluirlainfluenciadelapresininternaenlaresistenciaalpandeo[15].Losproyectistashansidoreaciosautilizarestasconsideracionesdebidoalelevadonmerodetiposdefallosporpandeodesilosdeaceroyalanecesidaddegarantizarquelacapaestacionariadematerialalmacenadoadyacentealapareddelsilodebetenerunespesoradecuado.Ensiloscondescargaexcntricanopuedegarantizarseestacircunstanciaentodalapared,porloquepuedequenoseproduzcaningnincrementoenlaresistenciaalpandeo.dosmedianteprocesosdistintospuedenpresentarresistenciasalpandeomuydistintas.Enlossiloscongrandesimperfeccionesdebereducirselatensincrtica.LasrecomendacionesECCS[15]proporcionanreglasparalareduccindelaresistenciadependiendodeltipoytamaodelasimperfecciones.Enlossilosconstruidosmedianteunionesatornilladasconchapasasolapadas,laresistenciaalpandeosereducepordebajodelvalorutilizadoenelcasodesoldaduraatope.Lasunionescircunferencialesdanlugaraexcentricidadesdelacompresinaxil,loqueprovocadeformacionesasimtricasdesestabilizadoras,tensionesdecompresincircunferencialesytensioneslocalesdeflexin.Lospilarespuedeninducirtensionesdeflexinelevadasenlapareddelsilo.Estaspuedeninfluirenunazonaaunadistanciavariasveceseldimetromedidoapartirdelapoyo.Puedereducirseelproblemaextendiendolossoporteshastalaalturatotaldelsilo(entonceslossoportespuedenaguantardirectamentelascargasdeltecho).Silossoportesnosecontinanhastalapartesuperiordelsilo,puedeutilizarseunanlisisdeflexindelalminaparadeterminarlastensionesinducidasenlapared,vigaperimetralyrigidizadoresasociados.PandeodebidoaCargadelVientoNormalmente,lasparedescilndricasnotienenrigidizadoresverticales.Eltamaofsicodelasabolladuraslocalesespequeo,porloqueseranecesariocolocarlosrigidizadoreslongitudinalesapocadistanciaunosdeotrosparaprevenirelpandeo.Losrigidizadorescircunferencialesnotienenningnefectoespecialenlaresistenciaalpandeobajocompresinaxil.Latensindecrticadepandeosereduceconlasimperfeccionesdelasuperficie.Elnmeroytamaodeestosdefectos,asuvez,dependedelprocesodefabricacin.CilindrosaparentementeidnticosfabricaLasECCS[15]yBS2654[16]danrecomendacionesparaelproyectodecilindrosqueresistanpresionesexternas.Generalmentesedisponeenlapartesuperiordelsilounmarco,yaseamedianteuntechofijoounrigidizadorenlapartesuperiordelcilindro.Engrandessilos,puederesultareconmicorigidizarlaseccindelsilocircular.Estarigidizacinincrementalaresistenciaalpandeodebidaalvientoperonoladetraccincircunferencialolacompresinmeridional,exceptolocalmente.Losrigidizadorescircunferencialesdebencolocarseenlaparteexteriordelatolvaparaevitardisminucinyuniformidadenelflujo.Lastolvasdeaceroson25.mssusceptiblesalpandeoporelvientodurantelaconstruccinquecuandoestnenservicio,porqueenestecasoeltechoylavigaperimetralenlatransicinproporcionanunamayorrigidezfrentealpandeo.4.3.4FondoytolvaCuandolapareddelsiloestrgidamenteconectadaalforjadoplanoqueformaelfondo,tienenlugarelevadastensionesenlauninentreellos.Estastensionespuedenreducirsemedianteunauninquepermitamovimientosoproyectandolapareddelsilodeformaquenoseproduzcansobretensiones.Losfondosplanosdebenproyectarseparasoportarlapresinverticalcalculadaapartirdelaecuacin(8).Lastolvascnicassecalculancomomembranasatraccin.Paraelclculodelespesordelaparedyeldetalledelaunin,hayquetenerencuentalastensionesmeridionalycircunferencialesenlamisma.Latensinmeridionaltm,secalculaapartirdelapresinverticaldedescargapvenlatransicinyelpeso,tantodelmaterialenlatolvacomodelpropiodelanorma,W.tm=


pvrW+2cos(90)2rcos(90) (20)4.3.5VigaperimetralenlatransicinLatransicinentreelcilindroyelcono(siloytolva)puedeefectuarsemediantediferentessistemas,algunosdeloscualessemuestranenlafigura12.Latolvaestsometidaaunasfuerzashaciaelinterioryhaciaabajoqueinducenunacompresincircunferencialsobrelavigaperimetralenlatransicin.Estavigadebecomprobarseparaevitarelcolapsoplsticoyelpandeo.Esprcticausualcalcularvigasperimetralesapoyadasdemodocontinuopararesistirlascomponenteshorizontalesdelatensintmdebidaalatolva.Estapuedeserreducidaaltenerencuentalaaccinhorizontaldelapartecilndrica.Lavigaperimetraltienequesoportarlascargasverticalesytransmitirlasalossoportes.Unresumendelasfuerzasqueactanenlavigaperimetralenlatransicinsera:cargaverticaldebidaalrozamientodelmaterialsobrelaparedenelcilindrocargahaciafueradelapresinhorizontalsobreelcilindrofuerzasdebidasalaaccinsobrelatolvaconsideradacomomembranaLatensinenlatolvathsecalculaapartirdelapresinnormalalaparedduranteladescarga,yesiguala:th=prcos(90 )(21)Debentenerseencuentatambinlosefectosdelosequiposauxiliaresparaladescargamecnicaylainfluenciadelosapoyosenlastensionesenlasparedesdelatolva.Noexistenmtodosdeclculomanualesfiablesparaconocerlastensioneslocalesdebidasalainfluenciadelospilares,porloqueparaobtenerunaprediccinfiablehaderecurrirsealanlisisporelementosfinitos.Figura12Vigasperimetralesdetransicintpica:[9]5026.ANLISISYDISEOESTRUCTURALtorsindebidaalaexcentricidaddecualquieradelasfuerzasanteriorescargasatransmitiralossoportespuedentransmitirsemedianterigidizadores.accionesdelascargastransmitidasalossoportes.Estasfuerzasproducen:Enelcasodesilosdepocodimetroodedimetrocaractersticodc

No.4,1980,pp1925.[8]Trahiar,N.S.etal,Structuraldesignofsteelbinsforbulksolids,AustralianInstituteofSteelConstruction,1983.[9]TheUniversityofSydney,Designofsteelbinsforthestorageofbulksolids,Postgraduateprofessionaldevelopmentcourse,1985.[10]Lambert,F.W.,Thetheoryandpracticaldesignofbunkers,TheBritishConstructionSteelworkAssociationLimited,1968.[11]Safarian,S.S.andHarris,E.C.,HandbookofconcreteengineeringSilosandBunkers,VanNostrandReinholdCo.,NewYork,1974.[12]Wozniak,S.,SilodesigninStructuralEngineersHandbook.[13]Rotter,J.M.etal,Asurveyofrecentbucklingresearchonsteelsilos.Steelstructuresrecentresearchadvancesandtheirapplicationstodesign,edM.Pavlovic,Elsevierappliedscience,London,1986.[14]BuildingResearchEstablishment,DustExplosions,BRETIL613,1984.[15]EuropeanConventionofConstructionalSteelwork(ECCS),Europeanrecommendationsforsteelconstruction:Bucklingofshells,4thedn.[16]BS2654:BS2654:1989,Manufactureofverticalsteelweldednonrefrigeratedstoragetankswithbuttweldedshellsforthepetroleumindustry.BritishStandardsInstitution,London,1989.[17]Eurocode1:Basisofdesignandactionsonstructures,Part2,Windloadsonbuildings,ENV199121,CEN(inpreparation).28.DISEOESTRUCTURALDESILO650KNMemoriadeClculo29.CDISEODEUNSILO1.INTRODUCCIONYAMBITOEnesteejercicioaplicatibosetratadelclculodeunsilocilndricodeaceroconfondoplano,comosemuestraenlafigura1.Esunadelasmuchasformastratadasenlaleccin19.2'DiseoEstructuraldeSilos'yenestecasoespecficoseconsideracomobasedeldiseo,suutilizacincomoalmacenamientodematerialgranuladoagranelcomouncilindrodechapayestructuralmenteunidomediantesoldadura.Elmecanismodellenadoseproyectaparaevitarcualquierexcentricidadimportantedelmaterialalmacenado,ysedistribuyeconcntricamentedesdeelfondodelsilo.LascargasdebidasalmaterialalmacenadosecalculandeacuerdoconlasnormasdelEurocdigo1yelproyectoestructuralpormediodelasfrmulasindicadasenlaleccin19.2.Elejemploselimitaalclculodelascargasdebidasalmaterialalmacenadoyaldiseodelcilindro.Noseincluyeelestudiodeltipodeflujonielproyectoestructuraldeelementostalescomolacubiertaoloscimientos.1.1.DETALLESDEDISEOCapacidadTotalCt650kNPesoespesificodelmaterial129.3140225PresiondeDiseoPd4500PaTemperaturato65AngulodeCono40degAngulodeTecho100degAngulodeReposo(AngulodeFricciondelMaterial)AngulodeFriccionsobreelAcerokNm31.2.DIMENSIONESCtVolumenTotal(Vt)VtDiametrodc2.65mRelaciondeEsbeltese12.51.3.MATERIALAceroEstructuralASTMA36122.184 m330.1.4.DIMENSIONESDELSILOParadeterminarlasdimensionesdelsilotomaremosencuentalarelaciondeesbeltesde1.8yademasunvolumenlibredel10%Vt22.18 m3dch1h2h3dc tan(20)2e1 dc0.1 Vt2.218 m3Volumenlibre10%2.65mhVlibre6.625m0.482m3.3mdc tan(65)22.841mv1 tan(20)dc30.887 m242v2v3 dc h218.201 m4 tan(65) dc335.224 m24VTOTAL33Vlibre

Vt24.403 mv1v2v3VCALCULADO324.312 m3CONCLUSIONParanuestrocasolasdimensionesdelsiloseranlassiguientesconunarelaciondeesbeltesde1.8DiametrodeCilindrodc2.65mAlturadecilindroh23.3mAlturadetolvah32.841malturatotalh6.625mh1h2h331.2.PROPIEDADESDELMATERIALALMACENADOLaspropiedadesdelmaterialalmacenado,utilizadoparaelclculodelascargasqueactansobrelaestructura,setomandelatabla1delEurocdigo1,Parte4ysonlassiguientes:Densidad kN 3 m 29.3 1CoeficientedeRozamientocontralasparedesksRelacionPrecionhorizontalPresionVertical0.40.55Laspropiedadesdelaceroconsideradoenestaestructurason:FN240E2210mmASTMA36kN2mmAcerodecalidadparalaconstruccindeestructuras.Fcilmentesoldableytrabajoacondicionesdecargamediana,muybuenoparamineral.3.CLASIFICACIONDELSILOParaclasificarelsilodebemosdedeterminarsucapacidad2Cs dc h 1 2 CsCapacidaddelSilo(C.s)1070.62 (kN)ElsilopuedeestarclasificadoenClase1,concapacidadmenora1000kNyesprecisogarantizareltipodeflujo,conelfindeasegurarunaspresionessobrelasparedesreales.Conseguirestagarantadeunmododetalladoestporencimadelalcancedelcaptulo19queladacomoresuelto.Elfondodelsiloesplanoydadassuscaractersticassecorrespondeconunpatrndeflujodechimenea.hdc2.5Siloesbelto32.4.CARGASDEBIDOALMATERIALALMACENADO4.1.CARGASDELLENADOPresinverticalsobreelfondodelsilo1 Apv2A dc 2 5.515m0.9U ks2 1eUhks U A dc 8.325m 2 2 Paratenerencuentalaviabilidadinherentedelas

http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-28-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-32-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-30-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-29-638.jpg?cb=1383688432http://image.slidesharecdn.com/trabajodesilo-131105155234-phpapp02/95/diseo-de-un-silo-estructura-metalica-31-638.jpg?cb=1383688432

propiedadesdelosmaterialesgranularesypoderobtenervaloresquerepresentanlaspropiedadesextremasdelosmaterialessedebendeaplicarlosvaloresdeconversionde0.9y1.15alosvaloresdeyks,deestemodoparacalcularlaspresionesmaximasseemplearanlassiguientescombinaciones:MaxPhparaks1.15 ksmy0.9 mMaxPvparaks0.9 ksmy0.9 mMaxPwparaks1.15 ksmy1.15 m4.1.1.PRESIONVERTICAL(Pv)ks10.9 ks0.49510.9 0.3633. 1 A 1ePvmax1h ks1 1 U 90.597 kN 2 A1 ks1 U m kN 2 m Pvmax190.597 4.1.2.PRESIONHORIZONTAL(Ph)PresinhorizontalsobreelfondodelsiloPhfmax21.15 0.46ks20.9 ks0.495conestosvaloresnosdaunPvmax2Pvmax2 1 A 1eh ks2 2 UA2 ks2 U m kN 2 m Pvmax2Phmax 76.503 kN 2 76.503 ks2 Pvmax2 kN 2 m 37.869 4.1.3.PRESIONENFRICCIONDELAPARED(Pw)Presindebidaalrozamientocontralapareddelfondodelsilo31.15 0.46ks31.15 ks0.632conestosvaloresnosdaunPvmax3Pvmax3 1 A 1e h ks3 3 UA3 ks3 UPvmax3 63.081 kN 2 m kN

2 m 63.081 34.Pwmax3 ks3 Pvmax3 kN 2 m 18.353 4.2.CARGASDEVIDOALADESCARGALaspresionesdebidasaladescargasecomponendeunacargafijayunacargalibredenominadacargaespecfica.CargaFijaPresinhorizontalDedonde:ch1.3CoeficienteAmplificadordelacargahorizontalPhech PhmaxkN 2 m 49.23 PresindebidaalrozamientocontralasparedesDedonde:cw1.1coeficienteamplificadordebidoalapresincontralasparedesPwecw Pwmax kN 2 m 20.189 CargaLibrePuedenutilizarselasreglasespecficas.Sinembargo,conelfindesimplificareldiseoydadoquedc

020 032.150 00 000 0eqeq N mm2 22 212 1 N 2 mm 55.685 F N 2 mm 240 Comosepuedeobservarelesfuerzoequivalenteesmenorqueelesfuerzodefluenciaportantosecompruebaporresistenciadematerialesqueelespesorseleccionadoestabiencalculadoconunfactodeseguridadde4.3eqF38.DISEODEESTRUCTURABASECALCULODESOPORTESBASEPORPANDEOLossoportesdenuestrosilosera4perfilesquedebendesarcapacesdesoportarlas650KNdeperonecesarioDatosCtCargaTotal650 (kN)CtPCargaunitariaporpataL1LongitudDisposicion:EmpotradoArticualdok162.5 (kN)45.6m0.7PesodelSiloPs20kNPerfilseleccionadoW200x100PropiedadesdeperfilseleccionadoAreaIx212700mmd229mm4113000000mmMaterial:AceroEstructuralASTMA36E1200GPaModulodeElasticidadY250MPaResistenciaalaFluenciaPaso1.Paralacolumnadeextremoempotradoyarticulado,elfactordefijaciondelosextremosesK=0.7,ysulongitudefectivasera:k0.7Lek L1rx32.5mmPaso2.RadiodeGiroseguntablaxxxry23.5mm3.92m39.Paso3.RelaciondeEsbeltezk L1166.809ryPaso4.Caculelaconstantedecolumna2Cc2 E1125.664YPaso5.Comolarelacionk L1ryCcentonceslacolumnaescorta,paraestecasoseemplearalaformuladeJ.B.JOHNSONparacalcularlacargacritica:Pcr2 Area Y 1 k L1 Y ry 24 E1 Pcr 377.756 (kN) 377.76 (kN)Paranuestrocasotenemosuna

cargaporcolumnadeP=162.5kN,locualnosdaunfactordeseguridadde:fsPcrPPs2.07CONCLUSION.Paranuestrosiloconunacapacidadde650kNseranecesarioutilizarcomobasedesoporteunaelperfilW200X100deaceroestructuralASTMA36queseralosuficientementecapazderesistirlacargadelsiloincluidoelpesoconunafactodeseguridadde2.0740.CALCULODESOLDADURALadisposiciondelcalculodenuestrasoldadura,seraenlabasedelsiloconelcilindrorespectivo,siendoesteuncordonlateralconunionasolape,utilizaremoselEUROCODIGOparadeterminarelcordondesoldaduraDATOSa15mmF1PL2502mmPs1.182.5 (kN)F1a0.70neq1n2eq1eq13.3 (MPa)2 a1 L11. n3.95 (MPa)Y23 n Y2a0 250 (MPa)Escorrectoporonsiguientenofalla

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Diseño de Un Silo - Estructura Metalica