Tenho recebido por mais de uma vez perguntas sobre como dimensionar uma base para patolamento de guindaste com uso de madeira.
Já vi muita gente considerando que a sapata do guindaste tem tamanho suficiente já projetado para a carga que vai levantar, o que não é verdade.
Outro ponto importante a ser lembrado é que, como um guindaste trabalha e gira sobre os diversos cantos e quadrantes, a carga se deslocará e, a qualquer momento, uma carga maior será colocada em uma patola do que nos outros.
Por essa razão que dividir igualmente a carga ao redor dos estabilizadores é um erro. Se você considerar que 100% do guindaste e carga máxima podem ser exercidos em qualquer uma das patolas, a qualquer momento, você tem que considerar isto ao calcular a área a ser prevista para suporte da patola.
Então decidimos abordar neste post os cuidados e informações necessárias para que seja construída uma base de madeira ou mesmo metálica para suportar as patolas sem que as mesmas afundem no terreno permitindo o desequilíbrio do guindaste.
Para realizar os cálculos necessário precisamos conhecer
- Peso próprio do Guindaste
- Peso da Carga a ser içada
- Peso dos Acessório de içamento
- Peso da lança
Próxima etapa é conhecer o esforço que a sapata exercerá sobre o solo.
Neste caso é preciso calcular os momentos das cargas em relação ao ponto de apoio considerando centro de gravidade relativo ao peso próprio do guindaste, o centro de gravidade relativo ao peso da carga e acessórios e por último o centro de gravidade relativo ao peso da lança.
Considerando a Carga descarregada em cada sapata neste caso a compressão vai ocorrer nas duas sapatas dianteiras do guindaste.:
Os momentos definidos pelas cargas são:
F1= Peso do Guindaste
F2 = Peso da Carga + Acessórios de levantamento na pior condição
F3 = Peso da Lança na pior condição
X1= Distancia do CG do guindaste até a Sapata da frente que esta comprimindo ao solo
X2= Distancia da CG da Carga na pior condição da movimentação ate a sapata que esta comprimindo o solo
X3= Distancia do CG da Lança ate a sapata que esta comprimindo o solo
F = Força de compressão atuando sobre a sapata
F1*X1 = F2*X2 + F3*X3
Exemplo: Considerando um guindaste com lança 143 ft de comprimento com um raio máximo operacional de 38 m
Peso próprio do guindaste = 220.000 lb = 99.790 kgf
Peso da lança = 24.000 lb = 10.886 kgf
Peso da Carga máxima a ser içada na pior condição esta informação pode ser obtida na tabela de carga do guindaste adicionando um fator de segurança ou calculando para o limite de tombamento conforme segue abaixo:
X1 = 5,18 m
X2 = 38,1 m ( Pior condição raio máximo de operação)
X3 = 15,8 m
Vamos calcular então a carga limite permitida considerando o limite de tombamento do guindaste
F1 * X1 = F2 * X2 + F3 * X3
Carga Limite é => ( peso máximo admissível no limite de tombamento referente a carga+ macessorios)
F2 (carga limite) = (F1*X1 – F3*X3) ÷ X2
F2 = 9.043 kgf no raio máximo
Como esta carga vai estar em algum momento encima de uma patola teremos
F = Força atuando sobre a patola
F= F1+F2+F3 = >
F= 99.790 kgf + 10.886 kgf + 9.043 kgf
F= Força sobre a sapata = 119.719 kgf (1) ou
Observação importante:
O guindaste nunca será utilizado na sua capacidade máxima levando em consideração ao tombamento, as normas Europeias DIN/Isso determinam que limite é 75% da capacidade máxima, as Normas Americanas ASME B 30.5 define o limite de 85% da carga,
Mas para efeito do cálculo da área necessária a suportar a pressão de patolamento vamos considerar a maior carga por isto não faço neste caso a redução, jogando a favor da segurança.
Voces podem também obter a carga limite ao tombamento consultando as tabelas de carga do guindaste
Calculando a Área necessária ao patolamento.
Para calcular a área de patolamento voce vai precisar obter a capacidade de Rolamento do solo ou seja capacidade que o solo pode suportar carga, pessoal da civil te passa esta informação.
Em muitos casos, a capacidade de carga do solo é menor que a a carga atuante na sapata do guindaste, podendo desequilbar o guindaste. Portanto, é necessária a utilização de placas de berço, esteiras ou aço sob os estabilizadores da grua de esteira ou caminhão para distribuir a carga de reação
Para calcular a área necessária precisamos dividir o peso total obtido em na Força “F” em (1) pela capacidade de rolamento do solo, com este valor você vai obter a área necessária em relação a a capacidade de rolamento do solo.
Suponhamos que a engenharia Civil nos informe que a capacidade de rolamento do solo é de 44 ton/m2 (normalmente utilizado para solos compactados)
OBS:, È muito importante que a capacidade seja informada por pessoal técnico qualificado baseado em critérios e testes realizados a estabilidade de seu guindaste depende disto.
A área necessária para patolamento será de 119,7 ton/ 44 ton/m²
Área necessária seria de 2,72 m²
Considerando uma seção quadrada de temos 2,72 m² = 1,65 m x 1,65 m
Observação área de patolamento deve ser superior a 2,72 m²
Normalmente utilizamos madeira para aumentar a área de contato da patola e neste caso precisamos considerar a capacidade da madeira relativa sua resistência para suportar esta carga, vamos tratar isto no próximo post.
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