cimentacion molino de bolas 8x10

PREPARADO PARA:

ANEXOSDOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001

MEMORIA DE CÁLCULO

CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8x10

EDIFICIO MOLIENDA

Fecha: Agosto 2011 Revisión : 0

Pág.: 1 De: 13

AZULCOCHAMINING S.A.PROYECTO PLANTA AZULCOCHA 500 TPD

ANEXOS

MEMORIA DE CÁLCULO

CIMENTACIÓN DE MOLINO DE BOLAS 8x10

EDIFICIO MOLIENDA

Teléf. 332-0744

Lima, Agosto de 2011

AZULCOCHAMINING S.A.Av. Jose Pardo 601 OFC. 1301-Miraflores

Teléf. 2024090

PREPARADO POR:

Elaborado por: M. Conde

Cl. Maipú 340 - Pueblo Libre

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

1.000 BASE PARA MOLINO DE BOLAS 8x10

1.100 ALCANCES

La presente memoria de cálculo describe los criterios considerados en el diseño de la

cimentación para el molino de bolas 8x10 a instalar en la zona de Molienda de la Planta

Minera AZULCOCHA

El presente diseño se ha realizado tomando como base dos puntos principales que aseguran

la no vibracion de las fundaciones de molinos :

1) Hacer que las cimentaciones tengan la suficiente masa (La masa de la cimentación es

usualmente hecha dos veces mayor que la masa movil o rotativa del molino)

2) Analizar la cimentación como un cuerpo rigido .

Estos criterios fueron tomados de un articulo del Eand Insight Magazine , publicado en enero

del 2000, el cual pretende mostrar los aspectos considerados al realizar el análisis dinámico

de todos las instalaciones de Molienda de la mina Antamina que recien habia sido construida.

"Antamina Grinding Facility Analysis Mill Foundations" Insight Magazine, Volume 2 Issue1

1.200 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

La cimentación para el molino será de concreto armado y las dimensiones serán tomadas de

los datos del equipo según los planos e informacion proporcionada por COMESA.Colocar Planos mecánicos según proveedor

Colocar Planos cimentacion según proveedor

1.300 METRADO DE PESOS Y VERIFICACION DE CONSIDICION DE BORDE

Metrado de pesos.

Estos valores fueron tomados del plano de cargas estaticas proporcionados por COMESA- Peso del equipo incluyendo la carga de las bolas y la pulpa Kgf- Peso de contraeje = Kgf- Peso de Reductor = Kgf- Peso del motor = Kgf

KgfSe predimensiona la base del molino según esquema mostrado:

ANEXOS

CIMENTACIÓN MOLINO DE BOLAS 8X10

EDIFICIO MOLIENDA

128000

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

BASE DEL MOLINO DE BOLAS 8X10

1500

4080135380

1800

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

Cálculo del Peso de la Cimentación :

Área en Planta de la zapata = 52.002 m2

Con el área en planta propuesta y asumiendo una hzap = 1.250 m

Volumen del concreto en zapata = 65.002 m³

Volumen del concreto en contraeje = 4.328 m³

Volumen de Pedestal de apoyo de motor = 11.707 m³

Volumen de Pedestal 01 de Molino = 9.691 m³Volumen de Pedestal 02 de Molino = 7.280 m³

90.729 m³

= Kgf

Calculo de Pesos Rotativos y No rotativos :

Los pesos fueron asumidos considerando los espesores de plancha y forro indicados a continuación

Pesos Rotativos

-Cascara del Molino (t=1 1/2") = 24.35 m2

x 300 Kg/m2

= 7304 Kgf

-Tapas del Molino (t=2 1/2") = 2.75 m2

(x2) x 500 Kg/m2

= 2749 Kgf

-Trunion (t=2 1/2") = 2.88 m2

(x2) x 500 Kg/m2

= 2879 Kgf

-Catalina, Pernos y otros = 3000 Kgf

-Forro del cilindro = 19.60 m2

x 390 Kg/m2

= 7644 Kgf

-Forro del Tapas = 2.80 m2

(x2) x 390 Kg/m2

= 2184 Kgf

-Forro del Trunion = 1.30 m2

(x2) x 390 Kg/m2 = 1014 Kgf

-Carga de Bolas = 0.45 x 12.3 m3

x 6000 Kg/m3

= 33129 Kgf

(considera 45% capacidad)

-Carga de Material = 500 Kgf / m3

x 12.27 m3

= 6135 Kgf(considera 0.5 ton x m3)

66038 KgfPesos No rotativosChumaceras y otros = 61962 KgfMotor = 4080 KgfEnsamblaje Contraeje = 1500 Kgf

67542 Kgf

= 3.30 > 2 => Las dimensiones son adecuadas

Volúmen Total Base =

Peso Rotativo

217748Peso de cimentación

Peso de Fundación

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

1.400 MODELAJE SAP V9.

- La base fue modelada utilizando un programa computacional SAPV9, para modelar la zapata se

utilizaron elementos Tipo Shell, con el ancho del predimensionamiento , a la cual se le colocaron

resortes que idealizaran el comportamiento del suelo , tanto en sentido vertical como horizontal

-Los pedestales de soporte se modelaron utilizando elementos Tipo Solid.

-Las masas tanto del molino como del motor se colocaron en puntos a la altura correspondiente,

los cuales se encuentran unidos a la estructuras con elementos frame, con una rigidez

alta para evitar deformaciones.

1.500 DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE BALASTRO Y VERIFICACION POR RESONANCIA

Para la determinacion de la constante de los resortes que simulan la interacción Estructura -

Terreno se tomo los siguientes datos correspondientes a las propiedades del terreno en esta

zona.

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

Se tiene la capacidad portante "q" como: q = 3.227 Kg/cm2

Modulo de Reacción Vertical: k = KN/m3

Modulo de Reacción Horizontal: k = KN/m3

Coeficiente de Poisson m =

Modulo de Elasticidad E = KN/m2

Sabemos que:

Modulo de Corte G = KN/m2

Con estos valores y tomando como referencia "The elastic Half space Theory", para el calculo

de una constante de resorte del suelo (k) que considere el efecto dinamico que produciría un

equipo trabajando con una frecuencia independiente como es nuestro caso, se calcula la

constante para cimentacion rectangular con estas consideraciones de la siguiente manera:

Para el Modo de Vibración Horizontal (Direccion X) se tiene la siguiente expresión:

Kx = KN/m = 15188 = 1.5188

Para el Modo de Vibración Horizontal (Direccion Y ) se tiene la siguiente expresión:

Ky = KN/m = 16707 = 1.6707

Para el Modo de Vibración Vertical (Direccion Z ) se tiene la siguiente expresión:

Kz = KN/m = 15055 = 1.5055

Donde: De las propiedades geométricas del bloque de cimentación tenemos:

58860

25000

58860

KN/m3 Kg/cm

3

KN/m3 Kg/cm

3

KN/m3 Kg/cm

3

22638

438027

481830

434197

0.3

Relación entre la composición del suelo y la tensión admisible del terreno

m

12

EG

XXXXX LBG12K m

YYYYY LBG12K m

BL1

GK ZZZ

m

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

5.150 m

5.600 mL/B = 0.920 x = 1.0

B/L = 1.087 y = 1.1

z = 2.5

Radio Equivalente, para modos de vibración X, Y, Z:

ro = 3.030 m

Coeficiente que incluye el efecto de para el modo X,Y:

xy = 1.386

Coeficiente que incluye el efecto de para el modo Z:

z = 1.173

Del Modelo SAP, el periodo de la cimentacion es:

0.33 s

0.30 s

En la dirección de la Rotacion del Molino

Lx, By=

Bx, Ly=

Testructura1 =

Testructura 2=

BLr0

m

0

XYr

h255.01

m

0

Zr

h16.01

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

Verificación de Resonancia

Debemos asegurar que el periodo de vibracion de la cimentacion, considerando las masas

actuantes sea un periodo diferente y/o fuera del rango permitido según el periodo del Molino

El periodo de la Cimentacion (según Modelo SAP V14)

0.3 s (k dinamico)

Según información

w 20.50 rev/minuto

w 2.15

El periodo del Molino es T = 2π/w = 2.93 s

Para evitar la resonancia se debe cumplir que

ó => OK

Testructura=0.30

2.341 s 3.6585 s

Por lo tanto con esta geometria no existiran problemas de resonancia

1.600 METRADO DE CARGAS

CARGAS MUERTAS

Estas cargas fueron proporcionadas (Cargas Estaticas)

Peso de Molino = Kg

Peso de Motor = Kg

Peso de Catalina = Kg

Peso del Reductor = Kg

CARGAS DINAMICAS

Estas cargas fueron proporcionadas por COMESA (Cargas Dinámicas)

CARGAS DE SISMO

Para el Cálculo de la fuerza Sismica se utilizo el Reglamento Nacional de Construcciones

De acuerdo a los criterios de diseño del presente proyecto tenemos:

Z = 0.4 (Zona 3)

U = 1.3 (Categoría B - Edificación importante)

S = 1.2 (Suelo tipo S2)

R = 2.9 (Others Self Supporting Structures)

Además:

Tp = 0.6 (Suelo tipo S2)

Tx = 0.60

Cx = 2.50

Vx = 0.54 W

Por tanto la fuerza sismica será : V = 0.54 W (Fuerza simica horizontal)

Para el caso de la fuerza sísmica vertical se considerta un coeficiente sísmico de 0.1

Donde:

W: Es el peso al cual se aplica el coeficiente sísmico en el respectivo punto de aplicación.

Testructura =

Testructura > 1,25 Tmolino

Resonancia

1.25Tmolino =0.8Tmolino =

61364

4080

2200

1380

Testructura < 0,8 Tmolino

5.2C

WR

ZUCSV

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

VERIFICACIÓN DE LA CIMENTACIÓN POR ESTABILIDAD

La Estabilidad de la cimentacion se verificara analizando la resistencia al volteo del bloque de

cimentación en las direcciones principales.

Los pesos de la cimentacion y pedestales se ubican en el centro de gravedad de estos mismos,

mientras que la fuerzas desestabilizantes se ubican en su altura actuante.

Verificación por Volteo

Se tiene el siguiente gráfico con los brazos respectivos, según el caso

Momentos Estabilizantes en X-X

En el Sentido Longitudinal de la Cimentacion (Con respecto al Eje X)

x =

= Kgf x 4.801 m = Kgf-m

= Kgf x 5.538 m = Kgf-m

= Kgf x 7.590 m = Kgf-m

= Kgf x 1.469 m = Kgf-m

= Kgf x 6.308 m = Kgf-m

= Kgf x 3.945 m = Kgf-m

= Kgf x 5.538 m = Kgf-m

= Kgf x 5.538 m = Kgf-m

= Kgf x 7.590 m = Kgf-m

= Kgf-m

Momentos Estabilizantes en Y-Y

En el Sentido Transversal de la Cimentacion (Con respecto al Eje Y)

x =

= Kgf x 3.142 m = Kgf-m

= Kgf x 4.700 m = Kgf-m

= Kgf x 5.005 m = Kgf-m

= Kgf x 2.600 m = Kgf-m

= Kgf x 2.462 m = Kgf-m

= Kgf x 2.600 m = Kgf-m

= Kgf x 4.571 m = Kgf-m

= Kgf x 5.131 m = Kgf-m

= Kgf x 5.131 m = Kgf-m

= Kgf x 2.601 m = Kgf-m

= Kgf-m

3001110

Molino en Chumacera 1

10388

28096

23259

BRAZOS PARA EL CALCULO DE MOMENTOS EN LOS PEDESTALES

BRAZOS PARA EL CALCULO DE MOMENTOS EN LOS PEDESTALES

Fuerza Brazo Momento

156005

17473

748980

57528

213249

34168

110218

1683621

Cargas de Gravedad

Zapata

Pedestal del Contraeje

Pedestal Motor

Pedestal 01 Molino

Pedestal 02 Molino


4430

16618425

Fuerza Brazo Momento

Zapata 490168

Pedestal 02 Molino 17473 43018

64600 167960

156005

10388

28096

23259

1126859

48823

Pedestal Motor 140621

Pedestal 01 Molino 60474

800 3657

300 1539

1110 5695

Momento Estabilizante Total

63400 164903

Catalina

Reductor

Motor



Cargas de Gravedad

Catalina

ReductorMotor

Momento Estabilizante Total

128000

800

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

Momentos de Volteo (+Z)

En el sentido perpendicular al plano XY

x =

= Kgf x 0.625 m = Kgf-m

= Kgf x 2.700 m = Kgf-m

= Kgf x 2.425 m = Kgf-m

= Kgf x 2.552 m = Kgf-m

= Kgf x 2.503 m = Kgf-m

Molino en Chumacera 1 = Kgf x 4.855 m = Kgf-m

Catalina = Kgf x 4.437 m = Kgf-m

Reductor = Kgf x 4.437 m = Kgf-mMotor = Kgf x 4.437 m = Kgf-m

= Kgf-m

Factores de Seguridad contra el volteo en ambas direcciones

Dichos factores de seguridad garantizan que la estructura se inestabilice con el vuelco.

3.37 > 1.5

OK

2.26 > 1.5

OK

1.700 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

1.710 Diseño de Pedestales de Descanso de Molino

Cálculo de fuerzas actuantes:

- Cargas muertas (D) :

= 23259 Kgf

= 64600 Kgf

- Cargas Dinamicas(L) :

= 40 Kgf

= 17900 Kgf

- Cargas de sismo (S) :

Debido a peso del pedestal

= 12512 Kgf ( Aplicada a media altura del pedestal)

Debido al Peso del molino

= 34750 Kgf

= 6460 Kgf (Considerando un coeficiente sísmico de

0.1).

1909

7162649

499208

23530

68855 334292

Zapata 52450

15088

Pedestal Motor 36643


83920

5588

15114

12512

Cargas de Gravedad Fuerza Brazo Momento


FSVy =

430

161597

Momento de Volteo Total


Peso Propio

Peso Molino

Fuerza dinámica horizontal

Fuerza dinámica vertical

Fuerza sísmica horizontal

Fuerza sísmica horizontal

Fuerza sísmica vertical

FSVx = )Z(teoMomentoVol

XXTotalabilizanteMomentoEstFSVX

)Z(teoMomentoVol

YYTotalabilizanteMomentoEstFSVY

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

Distribución de Fuerzas en el Pedestal:

Donde:

Kgf

Kgf

Kgf

Kgf

Kgf

Kgf

Kgf

Combinacion de Carga

Se tiene la siguiente carga mayorada como:

Donde: DV = 87859 Kgf

LV = 17900 Kgf LH = Kgf

QV = 6460 Kgf QH = Kgf

Pu = 138659 Kgf Vu = Kgf

F.S.Hp. = 12512

40

47262

47312

P.P. = 23259

P.M. = 64600

F.D.V. = 17900

F.S.V. = 6460

F.D.H. = 40

F.S.Hm. = 34750

QLD25.1COMB

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

1.711 Diseño por Flexión

Donde:

h = 2.9 m

En el sentido 01:

En el sentido más débil

Mu= Kgf-m

Características Geométricas y Físicas:

b= 304.5 cm a = 89.8 cm f'c = 210 Kg/cm2

d= 86 cm fy = 4200 Kg/cm2

Se tiene las siguientes expresiones:

Ku = 0.028

w = 0.03

r = 0.001

rmin = 0.002

As = 62.70 cm²

Por lo tanto usar: => 14 Ø 3/4'' Asr = 39.90

En el sentido 02:

En el otro sentido

Mu= Kgf-m

Características Geométricas y Físicas:

b= 89.8 cm a = 304.5 cm

d= 300.5 cm

Ku= 0.008

w= 0.008

r= 0.0004

rmin= 0.0024

As= 64.76 cm²

Según E-060, si se requiere, en casos donde As min sea mucho mayor que el actuante no es

necesario colocar el minimo, alternativamente el refuerzo debera ser por lo menos un tercio

mayor que el requerido por el Analisis (Cap 11, 5)

Utilizamos: 5 Ø 3/4''

As= 21.59 cm²

b= 89.8 cm

d= 300.5 cm

r= 0.0008

w= 0.016

fMny= Kgf-m > Kgf-m

Por lo tanto usar: => 5 Ø 3/4'' Asr = 14.25

1.712 Diseño por corte

Vu= 47312 Kgf

b= 304.5 cm

d= 86 cm

Sabemos:

Vc= 200660 Kgf > Vu = 47312 Kgf => OK

El concreto toma el corte ultimo actuante.

130%Mu =

(As min)

154745

119034

119034

242900

(As min)

0.019050

2

hpFSHphpFSHmFDHMU

ww 59.01bd'ØfM 2

CU

2

C

UU

d100

b'f9.0

MK

59.02

K59.0411 U

U

w

bd'f53.0V CC

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

1.713 Diseño por Flexocompresión

b= 90 cm

h= 304.5 cm

fPn = Kg

Pu= Kg

0.032 > 0.02

=> Analizar pedestal en flexocompresión

Como pedestal:

Sabemos que:

136.72 cm2

Se tiene: nº = 34

De los cálculos anteriores se tiene: => 34 Ø 3/4''

= 96.908 => NO

1.720 Diseño de la zapata

Verificacion de Presiones

Para esta verificación, se utilizo SAP V14, se utilizaron elementos sólidos para modelar los

pedestales de apoyo y para modelar la zapata elementos SHELL, a los cuales se colocaron

resortes para simular la reaccion del terreno con los siguientes coeficientes de Balasto:

1.721 Coeficiente de Balasto del Terreno Vertical

k= 6 Kgf/cm3

Ashell prom = 2500 cm2

1500000 Kgf/m en cada resorte del modelo

1.722 Coeficiente de Balasto del Terreno Horizontal (Direccion X)

k= 6 Kgf/cm3



1.723 Coeficiente de Balasto del Terreno Horizontal (Direccion Y)

k= 6 Kgf/cm3



fPn/Pu =

As min=

(As min)

(As min)

kresorte=

kresorte=

4271841

138659

kresorte=

bh005.0Asmin

ANEXOS


EDIFICIO MOLIENDA

DOCUMENTO:

SIC-AZM-01-11-AMB-00-001


Pág.: De 2 a 13

SIC SA

C

SOLANO INGENIEROS

CONTRATISTAS S.A.C.

D+L

F = 5026 Kg

Area = 2500 cm2

2.01 Kg/cm2 < 3.00 Kg/cm2

D+L+QX/1.25

F = 5243 Kg

Area = 2500 cm2

sterreno 2.10 Kg/cm2 < 3.60 Kg/cm2

D+L+QY/1.25

F = 6861 Kg

Area = 2500 cm2

2.74 Kg/cm2 < 3.6 Kg/cm2

1.724 Diseño por Flexion

Según el ACI 318 en lo referido a estructuras de concreto de grandes dimensiones y peralte

Recomienda un refuerzo minimo f 3/4"@ 0,30

Considerando un ancho unitario, es decir: b = 1.00 m Ø = 3/4 pulg

e = 0.30 m As = 9.501 cm²

Verificaremos este refuerzo para los momentos producidos en la zapata, según el modelo en

SAPV14 , en los elementos SHELL.

=> Ø 3/4'' @ 0.30 m

En dos capas

h = 1.25 mAs = 9.50 cm² f'c = 210 Kg/cm2

Para b= 1.0 m fy = 4200 Kg/cm2

r =w = 0.0152

d = 117 cm²fMn= Kgf-m > Mu max Ok!

Mxx Y

XKgf-m

Myy

Kgf-m

(As min)

22487

sterreno

Mu+

Max=

Mu+

Max=

20548

38976

sadmisible

sadmisiblex1.2

sterreno sadmisiblex1.2

0.00076

cimentacion molino de bolas 8x10

Documents