99 -MEMORIAS DE CALCULO TORRE DE ENTRENAMIENTO

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MEMORIAS DE CALCULO TORRE DE ENTRENAMIENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Punto de origen (0,0,0) 
 Carga aplicada 
 
P1 
Figura 1 
PH 
PH 
P2 
P3 
P4 
P4 
P4 
0,70 m 
8 m 
3,5 m 
2,1 m 
2,1 m 
3 m 
5,1 m 
 
 
1. ALCANCE 
 
La presente memoria de cálculo presenta al análisis estructural del comportamiento de elementos 
estructurales tipo barra correspondientes a diseño (ver figura 1) de estructura metálica en andamio tipo 
torre. 
 
2. MODELO 
 
Estructura espacial de andamio de sistema tipo roseta certificado para torre de entrenamiento para 
trabajo seguro en alturas, conexiones no rígidas, se tienen en cuenta elementos que aportan mayormente 
a la rigidez de la estructura coincidiendo en nodos, los demás elementos aunque aportan a la estructura, 
funcional principalmente como sistema de acceso y barandas. 
 
4. NORMAS APLICABLES 
 
 Diseño LRFD de estructuras de Acero 
 American Institute of Steel Construction – AISC: AISI 1020 
 Structural Welding Code – AWS D1.1 2011 
 Normas Europeas de Andamiaje EN12810 -1:2; EN12811- 1:2:3 
 
5. METODOLOGIA DE ANALISIS Y DISEÑO 
 
 Análisis de cargas por método desplazamientos 
 Se suponen uniones no rígidas pivotantes en los nodos 
 Carga muerta igual al peso de la estructura 
 Cargas vivas: Líneas de vida, Capacidad de carga de plataformas, Cargas de viento 
 
6. PROGRAMAS EMPLEADOS 
 
Software de análisis de modelos de primer orden: 
 
 Celosías 2D 
 
Software de elementos finitos basado en Cosmos 
 
 Finite Elemens Analisis: Solid Works Simulation 
 
7. PARAMETROS DE CARGA 
Cargas directas sobre estructura 
Carga Descripción 
Carga 
[KN] 
Cantidad Observaciones 
P3 – P4 
Distribuida sobre 
plataformas 
125-250 
Kg/m
2
 
10 
Trasmitidos a la estructura a través de 
los horizontales 
PH┴ 
Carga Horizontal 
perpendicular 
 NA 
Provocada por los vientos, simulada 
en cada nodo 
PH║ 
Carga Horizontal 
paralela 
 NA 
Provocada por los vientos, o cargas de 
trabajo simulada en cada nodo 
P1 a P2 
Puntual en puntos de 
anclaje 
22.07 5 
Regulación de líneas de vida y puntos 
de anclaje de 5000 Lb 
Item Descripción 
Carga 
[KN] 
Observaciones 
1 Peso 57.8 En el centro de masa de la estructura 
 
 
 
 
8. MATERIALES 
 
Item Componente 
Limite 
de 
fluencia 
Unidad 
Noma 
aplicable 
Observaciones 
1 Elementos Tubulares 322 MPa ASTM-500 Limite de fluencia 
2 Tornillos niveladores 215 Mpa DIN Q235 Limite de fluencia 
3 Abrazaderas fijas 
10 KN 
EN-74 
Carga de Deslizamiento 
30 KN Carga de Rotura 
30 KN Carga de Apertura 
1,6 KNm Resistencia Cruciforme 
4 Lamina Galvanizada 230 Mpa ASTM A623 Limite de fluencia 
5 Nodos (Rosetas) 215 MPa DIN Q235 Limite de fluencia 
 
9. DIAGRAMA PLANO DE TORRE 
 
Se aprovecha la simetría de la configuración para desarrollar análisis plano 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. CONFIGURACIONES DE CARGA EVALUADAS 
 
 P1 + PH: Máxima combinación de cargas des estabilizadoras por cargas excéntricas y 
horizontales a la estructura 
 P2 : Combinación de cargas internas por descenso de personas al interior del andamio 
 PH: Cargas de viento horizontales desestabilizadoras 
 Todas las cargas de P1 a P4: Máxima combinación de cargas de trabajo donde todos los 
sistemas de la torre están siendo solicitados (cargas horizontales y carga sobre la estructura) 
 P1 a P4 : carga individual para cada solicitación 
 
Figura 2 
 
3 m 
8 m 
2,1 
m 
2,1 
m 
0,7 
3,5 
m 
 
11. ANALISIS DE CARGAS DE VIENTO 
 
 
 
 
 
 
 
PH: Resultante carga de Viento 
Cf,i: Coeficiente de fuerza andamio sin recubrimiento (Perpendicular y paralelo) 
Ai: Area de referencia para el andamio 
Qi: presión dinámica sobre el andamio a 10 m 
Cs: Coeficiente de sitio 
 
Para el caso particular: 
 
Cf┴ : 1,3 
Cf║ : 1,3 
A║ : 3.01 m
2 
A┴ : 1.22 
Qi: 925 N/m
2 
Cs║ : 1 
Cs ┴ : 0.75 
 
Para el cálculo del coeficiente de sitio se toma la relación de solidez: 
 
 
 
 
 
 
AB,n: Area neta de la fachada 
AB,g: Area bruta de la fachada 
 
 
 
 
 
La relación base altura de 3:1 con la que cuenta la torre, sumado a la masa y posición del centro de masa 
del andamio garantizan estabilidad y rigidez al someterse a cargas de viento perpendiculares y paralelas 
al mismo 
 
12. ANALISIS NODAL 
 
Se establecen las reacciones y desplazamientos en cada uno de los nodos para la combinación de 
cargas más crítica combinación de cargas de P1 a P4, correspondiente a las capacidades máximas de 
las líneas de vida (5000 lbs-2272 Kg), trabajo sobre nivel de plataformas con 125 kg/m
2
 y 250 Kg/m
2
 y 
carga horizontal simulada de 0.3 KN para trabajo y carga de viento calculada. 
 
Nodo 
Coordenada 
X [mm] 
Coordenada 
Y [mm] 
Fuerza 
Y [KN] 
Fuerza 
X [KN] 
Reacción 
X KN 
Reacción 
Y KN 
Desplazamiento 
en x [mm] 
Desplazamiento 
en Y [mm] 
1 0 0 0 0 1 -1 0 0 
2 3000 0 0 0 0 12 -0,013 0 
3 5100 0 0 0 -3 24 0,001 0 
4 0 2000 0 0 0 0 0,021 -0,01 
5 300 2000 -2,57 0,3 0 0 0,037 -0,084 
 
6 5100 2000 0 0 0 0 0,037 -0,2 
7 0 3000 -1,34 0 0 0 0,093 -0,11 
8 3000 4000 -4,01 1,27 0 0 0,206 -0,147 
9 5100 4000 0 0 0 0 0,266 -0,407 
10 3000 6000 -2,57 0,3 0 0 0,578 -0,162 
11 5100 6000 -1,47 0 0 0 0,591 -0,615 
12 3000 8000 -5,76 0,3 0 0 1,081 -0,19 
13 5100 8000 -5,76 0 0 0 1,11 -0,684 
14 5800 8000 -11,52 0 0 0 1,124 -0,938 
15 3000 3000 0 0 0 0 0,11 -0,115 
 
13. ANALISIS DE BARRAS 
 
Bajo condiciones de carga establecidas en el “numeral 10” se desglosan las reacciones en cada una de 
las barras, para ser comparadas por las resistencias recomendadas por el fabricante. 
 
Barra Nodo I Nodo F Longitud 
Carga Normal por 
barra [KN] Check 
1 1 2 3000 -0,84 Ok 
2 2 3 2100 1,2 Ok 
3 4 5 3000 1,04 Ok 
4 5 6 2100 5,35 Ok 
5 7 15 3000 0 Ok 
6 1 4 2000 0,98 Ok 
7 2 5 2000 -8,37 Ok 
8 3 6 2000 -19,98 Ok 
9 4 7 1000 0,28 Ok 
10 5 15 1000 -6,29 Ok 
11 15 8 2000 -6,29 Ok 
12 6 9 2100 20,74 Ok 
13 8 9 2000 5,67 Ok 
14 8 10 2000 -1,52 Ok 
15 9 11 2000 -20,76 Ok 
16 10 12 2000 -2,83 Ok 
17 11 13 2100 -6,95 Ok 
18 10 11 2100 1,27 Ok 
19 12 13 700 2,78 Ok 
20 13 14 2118,9 4,03 Ok 
21 14 11 3162 -12,21 Ok 
22 8 7 3605 2,57 Ok 
23 2 4 3162 -1,25 Ok 
24 7 5 2900 -2,57 Ok 
25 2 6 2900 -4,24 Ok 
26 5 9 2900 -3,93 Ok 
 
27 8 11 2900 -3,07 Ok 
28 10 13 2900 1,73 Ok 
29 3 5 2900 -5,81 Ok 
30 6 8 2900 -3,15 Ok 
31 9 10 2900 -3,89 Ok 
32 11 12 2900 -4,25 Ok 
 
 
14. ESTANDARES TENSIONALES 
 
Se tabulan resistencias individuales por elementos estructurales bajo solicitación específica. Cargas 
recomendadas por Andamios Cimbra para sus productos y no deberán ser comparadas con productos 
de otros fabricantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vertical Altura sin 
arriostrar [m] 
Vertical de 2 m 
con espigo 
Vertical de 2 
m sin espigo 
Vertical de 1 m 
con espigo 
Vertical de 1 
m sin espigo 
 
0,5 36.3 36.3 33.9 33.9 
1 36.3 36.3 33.9 33.9 
2 30.02 30.02 --- --- 
Valores de carga en [KN]. 
Se deben tener en cuenta efectos de aminoración de carga causados por fuerzas 
horizontales o ausencia de diagonales en los módulos. 
Horizontales Carga de diseño / Longitud [m] 0,7 0,75 1,4 2,1 3,0 
 Carga Distribuida Vq [KN/m] 31 27 7.7 3.4 1.6 
Carga Puntual V [KN] 7.2 6.7 3.6 2.4 1.6 
*Carga Máxima V [KN] 22,3 20,1 10,2 - - 
“*” Capacidad solo para ser utilizada como línea de vida para 5000 
Lbf ó 3300 Lbf en cargas accidentales según diseño de sistema de 
protección. 
Horizontal reforzada Longitud [m] 1,4 2,1 3,0 
 
Carga Distribuida [KN/m] 26.9 11.3 5.4 
Carga Puntual [KN] 11.6 7.5 5.2 
*Carga puntual Máxima [Kg] 6234 4041 2782 
“*” Carga solo contemplada para cargas accidentales, normativa 
dispuesta como línea de vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15. OBSERVACIONES 
 
Ningún componente de la estructura se ve sometido a esfuerzos mayores a los especificados por las 
resistencias de diseño.Al utilizar líneas de vida vertical sobre la escalera vertical el sistema de anclaje debe garantizar compartir 
las cargas en por lo menos 3 peldaños de la misma. O directamente sobre las horizontales reforzadas de 
inicio y fin de la escalera 
 
 
Ing. Nelson Arias 
MP: CN230-68905 
Jefe Departamento Técnico 
Andamios Cimbra 
Diagonales Longitud [m] 2,12 2,40 2,83 3,52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carga Normal a tensión [KN] 28,79 28,79 28,79 28,79 
Carga Normal a Compresión [KN] -21,93 -17,13 -12,32 -7,9 
Escalera 
Vertical 
Cargas de diseño 
Carga x 
Peldaño 
Máximo 
por 
escalera 
 Carga Puntual [KN] 2,0 4,2 
Carga Uniformemente distribuida [KN/m] 5,0 9,2 
*Carga máxima por peldaño [KN] 9,84 23,3 
Sujeción a través de Abrazaderas fijas de 1-1/2 x1-1/2 cada 2 m 
“*” Capacidad solo para ser utilizada como línea de vida para 5000 Lbf 
ó 3000 Lbf en cargas accidentales según diseño de sistema de 
protección. 
Tornillo 
Nivelador 
Apertura del tornillo 
< 5 cm 
[KN] 
< 25 cm 
[KN] 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tornillo Nivelador Base plana 46 30.2 
Tornillo Nivelador giratorio 9.3 8.6 
Tornillo Nivelador en U 46 30.2