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Calculo resistencia riostras  

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EA2J
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6 junio, 2015 14:31     #30724

Buenas tardes,

Estoy liado con la redacción para telecomunicaciones de una memoria para la instalación de una antena HexaBeam sobre un mástil telescópico de cinco metros.

Ya planteé el problema en otro hilo y las dudas que tenía están más o menos resueltas. Lo importante es hacer una memoria con los mínimos datos plausibles para que sea autorizada la instalación, al final es la experiencia del instalador profesional el que va realizar el proyecto con su garantía.

Me surge ahora una duda. Debo colocar un juego de cuatro riostras. He decidido utilizar cuerda trenzada Dyneema, Mastrant P-4. En el catálogo de productos indica: Strength (Fuerza) y SWL y las unidad de medida [daN, (signo de ca - como el de la ñ) kg]. Fuerza = 900 y SWL = 270.

La fuerza que tiene que soportar la riostra la he calculado por el método que describe Delfín EA4BOD, en su trabajo "CÁLCULO DE INSTALACIÓN DE SISTEMAS RADIANTES", Tema segundo: sistemas arriostrados, (URE 8/9/2000, pag 32 (fig 2a). Me sale 77 kg para la riostra y 90 kg para el mástil, aunque entiendo que quizá debería calcular 47 kg de reacción a la presión del viento (0,47 m2 * 100) + 80 kg de tensión.

En cualquier caso espero estar con un margen de seguridad alto en relación a la resistencia de la cuerda sea la cifra válida de 900 kg o 270 (SWL), pero debo poner una cifra en la memoria. Agradecería cualquier ayuda al respecto.

- Altura: 4,80, distancia de base: 2,90, ángulos: 45º, Reacción por presión ante el viento: 0,47 * 100 = 47 kg en el plano superior de las riostras.

73, ENIO

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7 junio, 2015 08:12     #277517


He repasado los datos (Y los he modificado) y he realizado el dibujo a escala. La tensión sobre las riostras es de 130 kg y sobre el mástil 110. Esto es con un ángulo de 45º, si se amplía el ángulo las tensiones serán menores pero aumentarán en los anclajes.

Agradecería cualquier opinión sobre si los cálculos son plausibles y pueden ser aptos para que los acepten en Teleco.

El cálculo de la suma de fuerzas del viento sobre la instalación (antena+rotor+mástil) es 67 kilos en números redondos (66,800)

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EA1BAB
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7 junio, 2015 14:27     #277542

Ayer por la tarde te envié un correo!!!

La Radio es una pasión, una forma de vida.
A la amistad por la radio
73, David
EA1BAB

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EA2J
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8 junio, 2015 05:57     #277518

Bueno,

No hay respuestas y esto me ha hecho espabilar, como la pregunta ha quedado al aire me responderé por si algún colega tiene el mismo problema.

Mastarnt tiene una web excelente en la que hay numerosas ayudas para calcular las fuerzas que tiene que soportar una instalación de antena. No me había percatado que en las especificaciones de los productos estaba la aclaración de las notaciones. De esta forma.

Strength [daN, (sino raro) kg] es la fuerza que resiste la cuerda antes de romperse en condiciones ideales, y está expresado en deca Newtons, en este caso M-4, son 9000 Newtons, 900 kg-fuerza.

SWL, no son las siglas de escucha, como se podría haber deducido, sino Safe Working Load, es decir, la carga segura de trabajo que es un 30% de la anterior. En este caso M-4 es de 270 kg-fuerza en números redondos.

Como la tensión máxima calculada para las riostras, en mi caso, es de 130 kilos, salvo un desastre de cálculo por mi parte, el elemento CUMPLE.

Gracias al foro por hacer que me esfuerce en encontrar respuestas, siempre las hay. Ahora estoy tratando de calcular las resistencias de los tacos químicos que cumplan con seguridad la presión de arranque de 90 kilos que he calculado que tienen que soportar.

Si alguien me puede echar una mano para encontrar los datos se lo agradeceré.

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EA4OV
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8 junio, 2015 15:43     #277519

Hola Enio.
La resistencia de los tacos químicos, expansivos o del tipo que sea, tienes que tener muy en cuenta sobre que van a estar anclados, lo cual es obvio, quiero decirte que por el hecho de que sean químicos, no te garantizan nada.

En una ocasión los puse sobre una pared con ladrillos en no muy buen estado y el taco salto, yo no sabia el estado de la pared ya que tenia un enfoscado relativamente nuevo.

Intenta poner varios tacos sobre un perfil metálico y de este perfil un punto de tracción, no un solo taco para un punto de tracción, salvo que estes muy seguro del estado y calidad de la pared.

Un saludo, EA4OV - Julio

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EA2J
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9 junio, 2015 05:42     #277520

Muchas gracias Julio,

Efectivamente, he estado leyendo un par de manuales sobre la colocación de tacos y, efectivamente, la calidad y las dimensiones del lugar donde se anclan es lo más importante.

Los instaladores de la antena son profesionales con una amplia experiencia por lo que confío plenamente en que elegirán bien los lugares donde insertar los clavos, pero necesitaba los datos para incluir en la memoria.

Al final, el lugar de anclaje pongo que será en "...elementos estructurales del propio edificio (pilares, vigas, forjados, etc...", tal como indican las prescripciones técnicas. Indico que será un tornillo expansivo M8 de 80 mm fijado con taco quimico Cyes. La fuerza que puede soportar esta fijación, según el manual es de 430 kgf cuando se inserta en un lugar adecuado, por ejemplo cemento adecuado. Como la fuerza de arranque que he calculado que debe soportar el clavo es de 90 kgf voy con un margen de seguridad alto. Espero que los cálculos estén bien hechos

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EA4OV
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9 junio, 2015 10:47     #277521

Buenos dias Enio.

Con el animo de colaboran en el tema que nos ocupa y según el esquema que has puesto, el taco tiene que soportar los 130, puesto que el tiro se descompone en una fuerza horizontal de 90 y otra vertical de aprox. 94.

Si el químico lo anclas en un elemento estructural, que seria lo suyo y sin dudar de la profesionalidad de los instaladores, a efectos de tu tranquilidad, te diría que limpies bien el taladro que estos señores hagan, dado que si está con polvo, va a impedir la buena adherencia del componente químico con el elemento estructural. No obstante, lo normal, es que estos tacos soporten un esfuerzo mayor del que te da el manual, simplemente dejan un margen de seguridad, siempre que el elemento que lo soporta pueda absorber ese esfuerzo.

Con estos comentarios lo único que pretendo es que no te lleves un susto un día de viento.

Un saludo. Julio

Un saludo, EA4OV - Julio

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EA2J
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10 junio, 2015 08:07     #277522

Muchas gracias por tus observaciones Julio, las tendré muy en cuenta a la hora de instalar la antena. En este momento lo que más me preocupa es hacer una memoria en el papel que contenga los datos necesarios para que sea aprobada por Teleco.

El problema es que no hay demasiada información digerida lo suficiente para que un radioaficionado medio que no tenga una base de estudios de ingeniería o arquitectura lo entienda.

Hay algunos trabajos excelentes en particular uno de Delfín Val, EA4BOD, pero es excesivamente técnico, por lo menos para mi base de conocimientos. Sin embargo no he podido encontrar ninguna indicación sobre los datos mínimos reales requeridos por Teleco para autorizar la instalación. Un tema importante que afecta a muchos radioaficionados.

No puedo por menos que hacer una reflexión: si la normativa nos obliga a utilizar los servicios de un instalador autorizado se supone que éste debe tener la base de conocimientos y experiencia como para diseñar un sistema radiante.

En realidad Teleco en su normativa solo indica unas prescripciones sobre alguna de las partes de la instalación, como el ángulo de las riostras, la cantidad de juegos que debe tener, distancia de otros servicios, colocación de la sujeción del anclaje de las riostras y mástil.

Por esto se me crea algunas dudas razonables: ¿No estaré metiendo demasiada información innecesaria sobre cálculo de estructuras y materiales que al fin y al cabo no están firmadas por un profesional?. Sin embargo en las memorias tipo que podido tener acceso se incluyen datos sobre momentos de fuerza, resistencia de materiales etc. ¿Será imprescindible?

En el plano práctico, la instalación que propongo realizar es sencilla y los márgenes de seguridad que proporcionan las dimensiones y el peso tan reducidos se cumplir sin necesidad de tantos cálculos: mástil robusto, un juego de cuatro riostras y un anclaje adecuado, lo demás sería cumplir las especificaciones y las normas del RD sobre instalación de antenas.

Gracias por la ayuda,

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EA2J
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10 junio, 2015 08:34     #277523

Gracias de nuevo Julio. Como además de hacer una memoria no puedo evitar satisfacer, en la medida de lo posible, la curiosidad por cómo operan las fuerzas del viento que amenazan nuestras instalaciones, hago una pregunta abierta a quienes si tienen una base de conocimientos y experiencia para interpretar unos datos:

El esquema del cálculo gráfico vectorial de fuerzas que propone Delfín y que incluyo en los primeros post. La reacción del viento sobre la superficie que se opone en una instalación arriostrada se descompone en dos vectores. Uno en dirección a la hipotenusa BA y otra vertical sobre el mástil BC. Por lógica (no por conocimiento), deduzco que habría que realizar únicamente cuatro cálculos sobre el cumplimiento de la resistencia de los materiales.

El primero sería la del mástil sobre el momento flector que ejerce sobre el punto B del voladizo con la antena y aplicar la ecuación, resistencia del elemento mayor o igual que (N/A) + (M/W), donde N es el peso, M el momento flector, A es el área de la sección de tubo y W el módulo resistente.

El segundo sería la fuerza segura de tracción de las riostras que en este caso tendría que ser mayor de 130 kg.

El tercero la resistencia del tubo para soportar el peso del conjunto que serían por un lado el vector en el mástil de la fuerza del viento lateral sobre la instalación que en este caso serían 110 kg + 19,9 = 129,90 (129,9/3,016=43,07 cm(e2)).

Por último el cuarto la resistencia al arranque de la fijación del plano interior de las riostras y la resistencia del soporte del anclaje del mástil.

Creo que esta es una forma más sencilla de ver el conjunto de cálculos para una instalación también sencilla.

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EA4OV
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10 junio, 2015 11:08     #277524

Hola Enio.

Yo creo que lo estas haciendo correctamente.

No te preocupes tanto, presenta lo que tienes y si la administración tiene alguna pregunta o aclaración que hacerte, ya te lo comunicará.

La instalación mía es bastante mas compleja que esta y no tuve ningún problema.

Ahí te dejo una foto del día del montaje de la mía, para animarte.

Un saludo, EA4OV - Julio

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EA2J
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10 junio, 2015 13:23     #277525

Enhorabuena por la antena Julio, ¡que la disfrutes!. Lo cierto es que estoy ocupado que no preocupado y con ánimo de aprender.

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EA2J
 EA2J
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23 junio, 2015 13:28     #277526

Bueno...

Ya hice la memoria, presenté la solicitud en Teleco y hoy he recibido la autorización para instalar la antena.

Tengo previsto subir a la web todo lo concerniente a la solicitud y aprobación de un proyecto de instalación de una antena Hexbeam por si le puede ser útil a cualquier otro OM.

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