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CURSO DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS Y STAAD-PRO pg. 1 RESIDENCIA DE CONSTRUCCIN N.E., MONTERREY N.L. 04-06NOV03

CURSO INTENSIVO DE ACTUALIZACIN

PROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS

Y STAAD-PRO 2002 PROGRAMA CURSO DE ACTUALIZACIN PROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS E IMPLEMENTACIN DEL PROGRAMA STAAD-PRO RESIDENCIA GENERAL DE CONSTRUCCIN N.E., MONTERREY N.L. 04 AL 06 NOVIEMBRE'03

HORA MARTES MIERCOLES JUEVES

08:00-09:20 Introduccin al curso Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es- Instrucciones bsicas del tructuras menores: ACI, tructuras mayores programa STAAD-PRO LRFD y MDOC de CFE (III) 09:20-09:40 Receso Receso Receso 09:40-11:00 Conceptos bsicos de Anlisis y Diseo de es- Diseo de conexiones sol- Anlisis y Diseo Estruct. tructuras mayores: ACI, dadas y atornilladas LRFD Ejemplos con STAAD-PRO LRFD y MDOC de CFE (I) 11:00-11:20 Receso Receso Receso 11:20-12:40 Estudio comparativo de los Anlisis y Diseo de es- Diseo de placas de co- mtodos AISC ASD/LRFD tructuras mayores: ACI, nexin y empalmes de co- Ejemplos con STAAD-PRO LRFD y MDOC de CFE (II) lumnas y trabes 12:40-13:00 Receso Receso Receso 13:00-14:20 Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es- Diseo de placas base y tructuras menores: ACI, tructuras mayores: ACI, anclas de sujecin de es- LRFD y MDOC de CFE (I) LRFD y MDOC de CFE (III) tructuras mayores. 14:20-15:20 Comida Comida Comida 15:20-16:40 Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es- Anlisis y diseo de estructuras menores: ACI, tructuras menores tructuras menores y mayo LRFD y MDOC de CFE (II) res con STAAD-PRO 16:40-17:00 Receso Receso Receso 17:00-18:00 Preguntas y respuestas Preguntas y respuestas Cimentaciones con STAAD


CURSO INTENSIVO DE ACTUALIZACIN

PROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS

Y STAAD-PRO 2002 LUGAR: RESIDENCIA GENERAL DE CONSTRUCCIN N.E. DE COMISIN FEDERAL DE ELECTRICIDAD, EN MONTERREY, N.L. FECHA: 04 AL 06 DE NOVIEMBRE 2003 DE 8:00 A 18:00 HRS. INSTRUCTOR: PROFR. DELFINO RODRGUEZ PEA ALCANCE:

1.- Introduccin. 2.- Conceptos bsicos de anlisis y diseo estructural. 3.- Anlisis comparativo de los mtodos de anlisis y diseo LRFD y ASD del AISC. 4.- Anlisis y diseo estructural de estructuras menores y mayores de Subestaciones Elctricas SEs por mtodos tradicionales (mtodo LRFD del AISC y manuales de diseo de obras civiles por sismo y viento de la CFE). 5.- Anlisis y diseo estructural de cimentaciones para estructuras menores y mayores de SEs. 6.- Diseo de conexiones atornilladas y soldadas por el mtodo LRFD. 7.- Diseo de placas de conexin. 8.- Diseo de placas base y anclas de sujecin. 9.- Anlisis y diseo estructural de estructuras menores y mayores de SEs por medio del software STAAD Pro. 10.- Anlisis y diseo estructural de cimentaciones para estructuras menores y mayores de SEs por medio del software STAAD Pro. (no se recomienda) 11.- Ejemplos.

DIRIGIDO A: Ingenieros y Estructuristas de Subestaciones Elctricas


CURSO INTENSIVO DE ACTUALIZACIN PROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONES

ELCTRICAS Y STAAD-PRO 2002

1.- INTRODUCCIN Martes 04 nov. 03 8:00 9:20 hrs.

1.1 Presentacin y Currculum Estudios : Loma Bonita Oaxaca. Primaria, Secundaria, 1952-1962

Oaxaca Vocacional, 1963-1964. Mxico, D.F. ESIA 1965 - 1969.

Desarrollo : Ing. Fernando Lpez A. 1966 1967 Dibujante. R.V. Construcciones. 1968 1969 Calculista.

Cia. Cyunsa 1970 1972 Residente Bufete Ind. D y P. 1973 1977 Jefe de Grupo. Com. Fed. Electricidad. 1977 1986 Supervisor.

Free. Lancer 1986 Hoy Consultor. ESIA Estructuras. 1984 Hoy Profesor. Auditoria Disprea (Limusa), Dispreco,

Anaprest, Deprest. 1.2 Desarrollo del curso EXPOSICIN : Sencilla, prctica y un enfoque futuro.

Conceptos simples. No vengo a descubrir nada nuevo. Paciencia A aquellos que tengan experiencias de diseo diferentes.

Discrepancias Por las formas y los mtodos, pero los resultados no varan. Preguntas Tengamos confianza y tratemos de hacer un buen curso.

ADVERTENCIAS :

No es posible abarcar todo el diseo en un curso intensivo Espero dejar conceptos y tips que les motive a estudiar y practicar. El material no resuelve todo, pero les servir de gua y actualizacin.

1.3 Recomendaciones 1.3.1 Actualizaciones permanentes. Asistan a los congresos donde cambien de diseo ACI 318/97 - ACI 318/2000


IMCA/DEP - IMCA/DPFCR Coleccionen informacin de catlogos de fabricantes (durante las prcticas) Manuales AHMSA y Monterrey, en desuso por el uso de las tablas de Fa. 1.3.2 Los efectos de la globalizacin 1.3.2.1 ISO 9000 International organization for standarization a) Definicin: Es una organizacin no gubernamental establecida en 1947 para promover el desarrollo de la estandarizacin y relacionar actividades en el mundo con miras a facilitar el intercambio internacional de bienes y servicios y para desarrollar la cooperacin en las esferas de actividades intelectuales, cientficas, tecnolgicas y econmicas. b) Races: Del griego "iso" que significa igual o estandar c) Campo de accin: Todas las reas incluyendo Ingeniera estructural d) Sirve: Para la elaboracin de procedimientos sistemas, bases de datos, control y supervisin de la informacin, memorias de clculo, diseo, dibujo, fabricacin y montaje en la ejecucin de una obra. e) Observaciones: Concepto de calidad total Mismas normas en la globalizacin El sistema LRFD se adapta a ello A futuro en cada empresa regir las "ISO" f) Recomendaciones Es imprescindible leer las normas (leer, que fastidio) Consulten en internet, buscando la palabra "ISO 9000" ISO 9001, 9002, 9003, etc., Se refiere a reas de administracin, produccin, supervisin, etc. 1.3.2.2 Los Agentes Libres (Free Lancers) a) LANCE: Mercenario, Empleado a sueldo) b) En virtud de que las polticas mundiales tienden a reducir el burocratismo del estado (IMP, PEMEX, CFE, etc), ahora las empresas no quieren saber dada de Sindicatos, IMSS, INFONAVIT, etc. c) Las empresas internacionales ganan los concursos y requieren a personas "que hagan el trabajo sucio". Los agentes libres son una realidad !


d) Recomendaciones: Preprate! 1.4 Memorias de Clculo 1.4.1 Contenido 1.4.1.1 Descripcin del proyecto Qu y cmo 1.4.1.2 Informacin bsica Con qu 1.4.1.3 Materiales Con quines 1.4.1.4 Especificaciones Soporte tcnico 1.4.1.5 Anlisis de Cargas Causas y efectos 1.4.1.6 Modelo matemtico Topologa 1.4.1.7 Resultados del anlisis Ayudas 1.4.1.8 Diseo Con y sin ayuda 1.4.1.9 Conclusiones Objetivo cumplido 1.4.1.10 Bibliografa Crditos 1.4.2 Observaciones 1.4.2.1 Los Software son cajas negras 1.4.2.2 STAAD, SAP, ANSYS, CYPECAD etc, excelentes ayudas 1.4.3 Sugerencias 1.4.3.1 Cuidado!, Exsten Softwares piratas que no corren 1.4.3.2 Lee los manuales Lee, lee, lee. 1.5 Informes 1.5.1 Contenido 1.5.1.1 Conclusiones 1.5.1.2 Recomendaciones 1.5.1.3 Descripcin 1.5.1.4 Informacin bsica 1.5.1.5 Trabajos de campo 1.5.1.6 Anlisis 1.5.1.7 Modelo 1.5.1.8 Resultados del anlisis 1.5.1.9 Revisin 1.5.1.10 Bibliografa 1.5.2 Observaciones y Sugerencias 1.5.2.1 Ntese que las conclusiones y recomendaciones son parte medular del informe. 1.5.2.2 Aplique los reglamentos imparcialmente.


1.5.2.3 No adelante vsperas Resuelva! 1.5.2.4 D varias opciones y recomiende la mejor 1.5.2.5 Debemos ensear a programar cimentacin de equipos, muros, anclas, conexiones 1.5.3 Lo que no hacen los programas 1.5.3.1 Usar el criterio (Interac 1.34 > 1.333 Falla!) 1.5.3.2 Analizar cargas gravitacionales, de viento y de sismo 1.5.3.3 Orientar las Estructuras (tuve un caso de un equipo) 1.5.3.4 Disear racionalmente (cimentaciones, columnas, etc.) 1.6 Instrucciones bsicas del programa STAAD-PRO 2002 1.5.1 Introduccin Todos los mtodos de anlisis estn basados en la EUE Ecuacin Universal de la Energa

[F] =[ K][ ] Todos los programas de computadora tienen una estructura formada por 4 5 Bloques: 1.5.1.1 INFORMACIN Datos del proyecto, unidades, tipo de estructura 1.5.1.2 TOPOLOGA Geometra, Propiedades y condiciones de frontera 1.5.1.3 OPERADORES Matrices K y obtencin de Giros y Desplazamientos 1.5.1.4 E. MECNICOS Clculo de Fuerzas y Momentos flexionantes. 1.5.1.5 DISEO Estructuras de Acero y Concreto (fallas notorias) 1.5.2 Instrucciones bsicas elementales STAAD-PRO No. INSTRUCCIN COMENTARIO 1 STAAD PLANE, SPACE, TRUSS, FLOOR Marco AB1a11 s.e Rosarito y y y x x x z z PLANE SPACE SPACE x , y x, y, z x, y, z


z y x x TRUSS x, y FLOOR x, z

La parte subrayada indica las literales aceptadas. Los resultados darn valores nulos si el eje no existe.

2 START JOB INFORMATION Inicio de informacin

Datos del proyecto, calculista, fecha, etc. Las instrucciones 2 y 3 deben eliminarse en STAAD rel. 22.1Windows.

3 END JOB INFORMATION Fin de informacin. 4 INPUT WIDTH 79

Indica el nmero de columnas campos que leer el programa; en este caso cualquier valor despus de la 79 dar un error.

Es recomendable terminar las instrucciones con: ; Por ejemplo

78 79 80 81 _ _ _ _ 2 0 9 4 8 7 no considerados y marca error 1.49378 18, 47; 5 PAGE LENGTH 85

Indica el nmero de renglones en cada pgina de salida; despus de la 85 har un salto de pgina.

6 UNIT METER TON Unidades

Significa metros (longitud) y toneladas (fuerza) Las unidades deben ser consistentes. P (ton), w (ton/ m), W (ton/ m2), M (ton-m), fc (ton/m2).

7 JOINT COORDINATES Coordenadas


Indica las coordenadas de localizacin de cada nudo. Los valores son N x, y, z

y 8 5 z 1 x 5.5 6 Nudo X X Z 1 0.0 0.0 0.0 2 - - - - - - --- - 8 6.0 5.0 5.5 y z x

Define las coordenadas globales del sistema. 8 MEMBER INCIDENCES Incidencias

Indica los puntos inicial y final de una barra. Define las coordenadas locales de cada elemento.

14 y 6 z x 7 Por ejemplo: BARRA Nudo i Nudo j

No. Inicial final 6 7 14

9 START GROUP DEFINITION Clasificacin de grupos MEMBER - PATA I K 1 1 70 8 21 70 76


- DIAG I K 1 9 10 18 ... - CDAT1 VX 19 20 77 70 89

10 END GROUP DEFINITION

Las instrucciones 9 y 10 son de gran ayuda porque agrupa miembros con materiales iguales y a quienes se solicitarn respuestas del viento.

Se recomienda agrupar despus de renumerar nudos y barras y checado la integridad de la estructura.

11 START USER TABLE Tabla de elementos no

disponibles en el AISC. TABLE 1 ANGLE ngulo LI 38 x 3 L 15152 0.0381 0.0381 0.003175 0.0073 0 0 bf d tf rz Ay A2 END 12 MEMBER PROPERTY AMERICAN Propiedades tabla AISC * Columnas K 1 (2 piezas) Comentario

- PATAS K 1 TABLE ST L 30304 Grupo de miembros de la pata superior col K 1

28 to 52 TABLE ST L 25253 Miembros LI 64 x 5 - CON K1VX UPTABLE 1 L 15152 Grupo de la Tabla 1 13 MEMBER RELEASE Condiciones de frontera 1 3 to 9 Start MY MZ Relajaciones Inicio 10 15 to 18 End MZ Liberaciones al Final

Procurar liberarlas segn sus incidencias. 14 MEMBER TRUSS 1 to 8 10 to 154 - CON T1 VX 15 CONSTANTS Constantes E Mdulo de elasticidad 29 KS1 ; 20 390 000 t/m2 POISSON (Steel all) ----------------------- Mdulo: 0.5E/ (1+ poisson)


DENSITY ----------------------------------------- Densidad del acero 7.854 t/m3 BETA ---------------------------------------------- Orientacin de las columnas. x z BETA 0.0 MEMBER 1 to 4 x z BETA 90.0 MEMBER 6 to 14 16 SUPPORTS 1 TO 15 FIXED Empotrado

16 20 TO 24 PINNED Articulado 19 FIXED BUT FX Empotrado pero sin reaccin

en la direccin x. 25 FIXED BUT KFY 6000 Empotrado pero tiene un m-

dulo de reaccin de 6000 tn/m2 en la direccin Y. 1 1 1 1 1 0 0 1 0

Se emplea para liberar al nudo en alguna direccin. Se utiliza para diseo con interaccin suelo estructura.


17 LOAD 1 PESO PROPIO Condicin de carga 1 MEMBER LOAD Cargas en los miembros

1 TO 35 UNI GY 1.245 Uniformes 18 20 TO 24 CON GY 12.5 3.50 Concentradas SELFWEIGHT Y - 1.00 Indicacin de peso propio

CALCULATE NATURAL FREQUENCY

Aqu la carga uniforme es contnua en toda la barra; Se puede indicar en tramos y tipo trapecial.

La barra con cargas concentradas deben tener la localizacin de dicha carga. El programa internamente obtiene la carga por peso propio W = A =

densidad por rea. La frecuencia natural para esta condicin de carga, sirve para calcular el

periodo T = 1/ f en el anlisis dinmico por viento.

LOAD 2 TENSIONES EN LOS CABLES JOINT LOAD 5 132 FZ 1.50 Tensin simple en cadenas

dobles o simples. 6 148 FY -0.60 Peso propio de un equipo

un cable. LOAD 3 HILO ROTO Condicin accidental

* Se rompe el hilo en el nudo 1248 Ubicacin de accidente.

Se repiten aqu las cargas anteriores, excepto que no debe aparecer el nudo

accidentado (1248).

LOAD 4 VIENTO DIR. X X MEMBER LOAD Cargas en las barras

- PTAS K 1 UNI GX 0.100 - 58 TO 63 UNI GX 0.006

Los tipos de carga mas comnmente usados son: E Muros Element Load Nudos Losas PRE TRAP JOINT FX FLOOR LOAD YR 8.0 0.0 FLOAD - .25


w UNI GY P CON FY A Barras MEMBER LOAD

Inmediatamente despus de las CONDICIONES, siguen las COMBINACIONES de cargas (en rden consecutivo)

18 LOAD COMB 6 Comb.: Servicio CM + T 1 1.0 2 1.0 ------------------------------------ Sin factorizar (para despl. y diseo cimentacin).

1 1.2 2 1.7 ------------------------------------ Con factores para diseo estructural.

LOAD COMB 7 Servicio + Hilo roto

1 1.0 2 1.0 3 1.0 1 1.2 2 1.7 3 1.7

LOAD COMB 8 Accidental viento x 1 1.0 2 1.0 4 1.0 . Tomara precauciones cuando sea una ampliacin y se unan 1 1.2 2 1.7 4 1.4 trabes se construyan nuevas columnas.

1, 2, 4 Condiciones de carga. 1.2, 1.7 Factores de carga 1 1.2 2 1.7 Significa que la CC1 se multiplica por 1.2 y se suma a la CC2

que a su vez est afectada por 1.7 La combinacin de carga sin factorizar sirve para obtener los

desplazamientos y para limitar el permisible. Las aperturas de las patas reducen los desplazamientos.

19 PERFORM ANALYSIS Realizar el anlisis y obtener resultados. LOAD LIST 1 to 5 Para obtener desplazamientos


SECTION 0.0 0.5 1.0 MEM 3 to 7 Resultados para elementos mecnicos en dichas secciones PRINT SUPPORT REACTION LIST 1 TO 5 Reacciones PRINT MEMBER FORCES LIST 34 TO 45 Fuerzas PRINT.JOINT DISPLACEMENT LIST Desplazamientos 20 PARAMETER Estructuras metlicas. CODE AISC, LRFD Reglamento usado

FYLD 25300 35150 A-36, Gr 50 en t/m2 KY 1.5 MEMBER 1 TO 4 Longitud de pandeo LY 1.0 MEMBER 5 to 89 Longitud de esbelts RATIO 1.333 1.000 Interaccin f / F, segn comb. CHECK CODE MEMBER LIST (ALL) Diseo BEAM 1.00 Calcula los momentos en 12 puntos y disea con el mayor; STEEL TAKE OFF Calcula el peso total de la estructura.

Definir los valores KY, K2, LY, LZ Beam 1.00 es importantsima, porque de otra manera el default es 0.0 y

disea solo para los momentos extremos, que no siempre son las mayores. 21 START CONCRETE DESIGN Estructuras de Concreto CODE ACI El STAAD da valores muy inciertos en diseo de estructuras de concreto de mas de 2 ni- veles.

FY MAIN 42000.0 ALL Esfuerzo de fluencia (Fy) FC 2500.0 ALL Esfuerzo de compresin (Fc) DESIGN BEAM 1 to 47

DESIGN COLUMN 9 12 to 32 DESIGN ELEMENT 58 to 64

END CONCRETE DESIGN

Siempre es conveniente hacer clculos manuales. Conviene siempre definir los puntos de sujecin del patn de compresin.

22 FINISH

Las instrucciones LOAD LIST pueden repetirse cuantas veces se requieran. Se recomienda en las cimentaciones agrupar las instrucciones de salida, para

sumar los elementos mecnicos de una misma condicin de carga. El fenmeno P (P delta), debe usarse racionalmente (ver limitaciones) No se recomienda el Diseo de estructuras de concreto incluyendo

cimentaciones con el STAAD, pues se obtienen valores muy errticos.




2.- CONCEPTOS BSICOS DE ANLISIS Y DISEO

ESTRUCTURAL Martess 04 nov. 03 9:40 11:00 hrs.

2.1. Especificaciones 2.1.1 Diseo de estructuras de concreto 40% D.F. Reglamento de construcciones (1989) RCDF Normas tcnicas complementarias NTC- sismo, viento, concreto, mampost., cimentacines. Rep. Mx. Manual de Diseo de obras civiles de CFE (1993) MDOC Diseo por sismo DPS Diseo por viento DPV 60% American Concrete Institute ACI (Instituto Americano del Concreto) 2.1.2 Diseo de Estructuras de Acero 15% D.F. Reglamento de construcciones (1989) RCDF Normas tcnicas complementarias NTC- acero Rep. Mx. Manual de diseo de O.C. CFE (1993) MDOC 80% Rep. Mx. AISC/ASD American Institute Steel Construction (Instituto Americano de construccin en Acero) IMCA Allowable Stress Design Diseo por esfuerzos permisibles 5% Rep. Ms. AISC/LRFD Load and Resistance Factor Design Diseo por factores de carga y resistencia MPC/M. mont errey y M.AHM / M: AHMSA


2.2 Anlisis de Cargas 2.2.1 Manual de Diseo ssmico de Edificios ONU/DDF 2.2.2 Manuel de Diseo y construccin de viviendas para personas de escasos recursos ONU/DDF 2.2.3 Manual para la Estructuracin de Edificios ONU/DDF 2.2.4 Reglamento de Construcciones del DF RCDF. 2.2.5 Ayuda para Diseo de Estructuras SMIE 2.3 Pesos, Cargas, Fuerzas y esfuerzos. 2.4 Orientacin de las estructuras 2.5 Los marcos contraventeados. 2.6 Diseo de una viga contnua. 2.7 Un Vistazo a los factores de carga de los Reglamentos. 2.7.1 No es correcto usar RCDF en la Rep. Mx. 2.7.2 Diferencias: 2.7.2.1 En combinaciones de cargas Estructura Reglamento CM CV V S Resist./Interacc. Concreto RCDF 1.4 1.4 -- -- 1.1 1.1 1.1 -- 1.1 1.1 -- 1.1 f"c = 0.8 f*c ACI 1.4 1.7 -- -- 1.4* 1.7* 1.7* -- f'c 1.4* 1.7* -- 1.87* * por 0.75 RCDF 1.4 1.4 -- -- 1.1 1.1 1.1 -- 1.000 1.1 1.1 -- 1.1 Acero AISC/ASD 1.0 1.0 -- -- 1.0 1.0 1.0 -- 1.333 1.0 1.0 -- 1.0 AISC/LRFD 1.2 1.6** -- -- ** 0.5 CV de techo 1.2 0.5 1.3 -- 1.00 1.2 0.5 -- 1.5


2.7.2.2 En diseo por flexin Flexin AISC Mu = f'c b d2 w (1-0.59 w) Flexin RCDF FC Mu = FR fc b d2 q (1-0.5 q) 2.7.2.3 No es correcto: a) Usar LRFD con factores de carga del RCDF b) Usar RCDF en la Repblica Mxicana (P.E. Q. Roo) c) Usar porcentajes y sep. mnimos del RCDF cuando se disee con ACI d) Decir que el LRFD es lo mejor, aunque tiene 3 grandes ventajas: La globalizacin, el control de las Cargas Vivas y economa en algunas estructuras pequeas. e) Uso irracional del factor de comportamiento ssmico e = Q



3.- ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS MTODOS AISC-ASD Y

AISC-LRFD Martes 04 nov. 03 11:20 12:40 hrs.

3.1 Orgenes y desarrollo de los mtodos AISC-ASD y AISC -LRFD

1923 AISC ASD Allowable Stress Design Diseo por esfuerzos permisibles.

1978 AISC 1 (ASD) / AISC - II (PCD) Plastic Design Criteria. Criterios del diseo plstico.

1983 AISC 1 (ASD) / AISC - II (LRFD Alternative Method) Load and Resistance Factor Design Criterio por factores de carga y resistencia

1986 AISC / ASD And AISC/ LRFD (Simultaneos) 3.2 Diferencias AISC-LRFD 3.2.1 No se fabrican y disean conexiones remachadas. 3.2.2 Slo se permiten 2 tipos de construccin. 3.2.3 Los esfuerzos de trabajo servicio (Fa, F t, F b, etc.)


3.2.4 No se incrementan por 1/3 debido a combinaciones que incluyan cargas accidentales. 3.2.5 El empleo riguroso del factor P 3.2.6 Los factores de carga y resistencia. 3.2.7 El control de calidad de las conexiones. 3.3 Comparacin AISC- ASD y AISC - LRFD ( grfica )

F

F S F.S.

A L 0.6 P Fr RS Fy P F DD

S

3.4 DISEO DE MIEMBROS A TENSION


Calcular Pu = Q A, L/r

( DAP ) B7 (1) L/r> 300 si FR = 300 ? ( L / r )

no F R = 1.0

Aumentar la ( D1-1 ) seccin y conexin no Pn = Ag Fy Fr calcular A , L/r atornillada conexin = 0.90 ? soldada si (D1-2)

( D 1-2 ) (1) FR= factor de Pn = Ae Fu Fr reduccin (DRP) Fu = 4080 K / cm A - 36 (2) SeRecomienda imca 1.05 = 0.75 Pn 1.00 0.90

Fin , se acepta la no (2) si seccin Q Pn propuesta ?


3.4.1 DISEAR LA SIGUIENTE CUERDA DE ARMADURA A BASE DE SOLDADURA Y TORNILLOS ( TENSIN )

A-36 T (1) h z g (2) 2 800 Tu = Q

CM 2.00 tn (1) Pls separadora CV 4.00 tn (2) Depende de la sep. T V 7.40 tn de largueros y tipo S 9.50 tn de cubierta.

1.4 CM -------------------------------- = 1.4x2----------------------- = 2.80 tn 1.2 CM + 1.6 CV -------------------- = 1.2x2 + 1.6x4 ------------ = 8.80 " 1.2 CM + ( 0.5 CV 0.8 v )-------- = 1.2x2 + 0.8x7 ( RIGE) - = 8.32 "

1.2 CM + 0.5 CV + 1.3 V -------- = 1.2x2 + 0.5x4 +1.3x7.4 = 14.02 " rige

1.2 CM + 0.5 CV + 1.05 --------- = 1.2x2 + 0.5x4 + 1.0x9.5 = 13.90 "

0.9 CM + ( 1.3 V 1-05 ) ------- = 0.9x2 + 1.3x7.4 ( RIGE ) = 11.42 "

Sea la Seccin. 2 LI 51 x 3 A = 3.10 cm, r = 0.99 cm 3.4.1. a DESEO POR AREA TOTAL ( SOLDADURA ) L/r = 280 cm / 0.99 cm = 282.83 < 300 ( LRFD B.7 ) FR = 1.0

Rn Ag F, FR 14.02 Tons 0.90 x 2 x 3.10 cm x 2.53 T/cm x 1.0 < 14.12 Tons Se Acepta 2 L I 51 x 3 ! REVISIN POR AISC-ASD Tv1 = CM + CV = 2.00 + 4.00 ----------------- = 6.00 TONS


Tv2 = CM + CV + V = 2.00 + 4.00 + 7.40 ------- = 13.40 TONS Tv3 = CM + CV + S = 2.00 + 4.00 + 9.50 -------- = 15.50 TONS RIGE TR = 1.333 Ft , Ag. TR = 1.333 x 0.6 x 2.53 Tns /Cm x 2 x 3.10 Cm TR = 12.55 Tns Tv > Tr 15.50 > 12.55 TNS Inaceptable!

LRFDconahorrode

ASDAISCLRFDAISCConclusin

%5.12125.1

55.1212.14: ==+

3.4.1 b DISEO POR AREA NETA (TORNILLOS )

Suponiendo 2 Tornillos de 13 3.2 Ag - A AR = 3.10 - 1.43 x 0.32 = 2.64 cm 665 14.30 P/tons 13 2LI 51x3

Rn = Ar Fu FR = 0.75 x 2 x 2.64cm x 4.08 Tons/ cm x 1.0 = 16.16 Tons < Rn 14.02 < 16 16 Tons Se acepta la seccin 2 L I 51x 3 ! REVISION POR ASCI - ASD TR = 1.333 x 0.5 FV AR = 1.333 x 0.5 x 4.08 Tons / cm x 2.64cm = 14.36 < 15.50 Tons inaceptable !

( )IDEMASDAISC

LRFDAISCConclusin 125.136.1416.16: ==+

3.5 DISEO DE MIEMBROS A COMPRESIN


Calcular: K, Ag, r, KL/r Pv = , , Q, bf, tf, d, tw, T.

b7AUMENTAR si I KL LA r > 200SECCIN ?

no seccin esbelta apndice b Si Si b/t > p b/t > r calcular los ? ? valores Sec.Compacta Qs y Qa No No Sec.Semi- Qs = 1.0 Compacta Qa = 1.0

kl fy = r E si c > 1.5 Fcr = 0.877 Fy Qs Qa ? c no

Fcr = (0.658 c) Fy Qs Qa

Pn = Ac Fcr

no si FIN: Q < Pn SE ACEPTA LA ? SECCIN PROPUESTA.


a1) VALORES DE K P Z TABLA C- C2.1 FIGURA C- C2.2

20.00 TONS CM a2) P 37.00 TONS CV Lyz = 3.50 m 25.00 TONS V 30.00 TONS S

Lx= 7.50 CARGAS ULTIMAS Pu = i Qi 1 Q 1 = 1.4 CM = 28.00 TONS 2 Q 2 = 1.2 CM + 1.6 CV = 1.2 x 20 + 1.6 x 37 RIGE = 83.2 TONS Ly1 = 4.00 m 3 Q3 = 1.2 x 20 + 0.8 x 25 = 44.0 = 44.0 TONS 4 Q4 = 1.20 x 20 + 0.5 x 37 + 1.3 x 25 = 75.0 TONS X 5 Q5 = 1.2 x 20 + 0.5 x 37Y +1.0 x 30 = 72.50 TONS

6 Q6 = 0.9 x 20 + 1.35 x 25 = 50.50 TONS

Kx = 1.2Ky = 1.0

3.5.1 DISEO PRELIMINAR f = p/a = Fa .. A = P / Fa = 83 200 / 1200 -------- = 69.3 cm KL / r = 200 .. rx = Kn Lx / 200 = 1.2 X 750 / 200 -- = 4.5 cm ry = KyLy / 200 = 1.00 X 400 / 200 = 2.00 cm d = L / 18 ( DISPRES-LIMUSA-DRP ) ; d = 750 / 18 -- = 41.7 cm 10.90SEA LA SECCION IR 406 x 53 A = 68.4 cm 403 7.5 T= 346 Rx = 16.5 cm 10.90 Ry = 3.9 cm


3.5.2 DISEO AISC - LRFD ESBELTEZ

55.545.161502.1 ==

RxLxKx

Fy Ly = 1.0 x 400 = 102.56 rige = 200 correcto !

!20056.1024000.1 correctorigeLyFy === RELACIONES ANCHO ESPESOR a) Elementos no atiesados ( patines )

00.184.1054512.89.102

1772

=====

( )

=

ftwhftw

he/

375.37112121

cmhe 39.3230.256.013.46

379.371130.256.075.02121 =

=

( ) ( ) 976.0

40.6875.39.326.334.68 ====

AGtwhehAg

AGefecA

Ga

CALCULO PN

50.115.12039000

253056.102


PN = AG FCR = 0.85 x 68.4 x 1419.63/ 1000 = 82.54 tons i Qi < Pn 83.2 82.54 tons correcto ! 3.5.3 DISEO AISC - ASD

rKLQaQs

ECc

Fy/56.10267.127

25300976.0.1203900022 22 >=

== Pv = CM + CV +S = 20+37+30 ------------------ 2 = 87.0 tons

(102.56)Pr = 1.333 x 68.4 x 2530x0.976x1 1- 2(127.67) = 80.13 tons 1000 5 + 3x102.56 - (102.56) < 87.00 tons 3 8x127.67 8(127.67 ) inaceptable ! Fa = 878.84

3.5.4 EFICIENCIAS LRFD / ASD

( )ahorro%303.113.8054.82 ==

a) PATINES UNIDOS

IR 305 x 44.5 b) PANDEO DEL PATIN O PANDEO LOCAL E.N.A.

83.10253054541.7

2.1121662/ =


00.908.1620625309.0

>===

== ZCyMpMn

( )MuxPnc

Pu98

DIAGRAMA DE FLUJO FLEXION

1

Calcular Mx Props.

incrementar b/t > p si b, c, h, t. ? calcular A,r.

no

2

3.6 DISEO A FLEXION


2

ev hc U 5365 No Incrementar b,c,h,t tw Fy Calcular A,r Si

Lp = 2515 ry Fy t Lb U Lp No X1 = EGJA Si sx 2

Mu = b Mn = b FyZ X2 = 4w Sx Iy GJ

Lr = ry x, 1+ +X2 ( Fyx Fr ) (Fyw-Fr) SiMr = ( Fyw-Fr) Sx Lb U Lr No Mp = F, y, Z Mr = ( Fyw - Fr ) Sx

Cb =1.75+1.05 M1 +0.3 M1U2.3 Cb1.75 + 1.05 M1 +0.3 M1U23 M2 M2 M2 M2

Mr =(Fyw-Fr) sxb Mh=Cb b Mp -b(Mp-Mn) Lb-Lp Lr-Lp M = Cb EiyGJ+ E IyCw cr Lb Lb Sib Mn > b Mp b Mn = b Mp Mcr Cb Sx X12 1+x,x2 Lb/ry 2(Lb/ry) si Mcr CbMr Mcr=Mr

no Pu + 8 Mux + Muy U 1.0 cPn 9 bMnx bMuy


DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE TRABE 135 - 136 CONDICIN DE CARGA 9 METODO LRFD

9.31 Ton 8.37 ton 8.58 ton w= 0.955 T/m 0.03 ton 14.02 ton 14.80 ton 0.03 ton

o o 8.00 mts

8.37

4.55

o o

4.76 V (TONS) 8.58

4.00 mts

11.82

o o

M (T:M)14.02 14.80

1.95 mts 1.95 mts


3.6. DISEO DE MIEMBROS A FLEXION TRABE 135 136 METODO DE ANALISIS LRFD MARCO C ENTRE EJES 3 Y 4 E L E M E N T O S M E C A N I C O S CONDICION DE CARGA 5 ( CARGA MUERTA 1.4 C.M.)

8.09ton 8.18 Ton

0.05 ton 13.18 ton 13.18 ton 0.05 ton

CONDICION DE CARGA 6 ( NORMAL 1.2 CM 1.6 CV )

10.06 ton 10.17ton

0.06 ton 16.14 ton 16.57 ton 0.06 ton

CONDICION DE CARGA 7 ( ACCID. X 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 SL )

7.57 ton 9.20 ton

0.03 ton 7.57 ton 9.20 ton 0.02 ton

CONDICION DE CARGA 8 ( COM 0.9 CM - 1.5 SL )

6.38 ton 3.05 ton

0.12 ton 14.48 ton 3.05 ton 0.10 ton

CONDICION DE CARGA 9 ( ACCID. Z 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 ST )

8.37 ton 8.58 ton

0.03 ton 14.02 ton 14.80 ton 0.03

CONDICIONES DE CARGA 10 ( 0.9 CM - 1.5 ST )

4.74 ton 4.68 ton

0.12 ton 8.04 ton 7.89 ton 0.11 ton


3.7 REVISION DE LA ESTRUCTURA 3.7.1 TRABES. REVISION LRFD. a) TRABE 135 - 136 NIVEL 1 CONDICIONDE CARGA 9 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 ST 1.- Elementos mecnicos P izo = 0.03 ton P der = -0.03 ton V izo = 8.37 ton V der = 8.58 ton M izo = 14.02 ton M der = 14.80 ton-m 2.- Propiedades de la seccin SECCION PROPUESTA W 18 X 76 A = 143.87 cm d = 46.25 cm Ix = 55358.78 cm4 tw = 1.08 cm Sx = 2392.51 cm bf = 28.03 cm Zx = 2671.09 cm tf = 1.73 cm ry = 6.63 cm hc = 40.80 cm 3.- Condiciones de seccion compacta a) Patines unicos continuamente al alma CUMPLE

b) Pandeo de patin

Fytfbf 5452

( LRFD Tabla B 5.1 )

( )Cumple83.1010.8

2530545

73.1203.28

<

c) Pandeo del alma

Fytw

hc 5365 ( LRFD Tabla B 5.1 )


Cumple66.1068.37

25305365

08.180.40

Mu pero esta muy sobrada la seccion Z requerida

398.64925309.0

1480000 cmFyb

MuZ === SELECCIONANDO UNA W 16 x 26

A = 49.55 cm2 d = 39.85 cm Ix = 12528.57 cm4 tw = 0.635 cm Sx = 629.26 cm3 bf = 13.97 cm Zx = 724.31 cm3 tf = 0.88 cm Ry = 2.84 cm hc = 36.07 cm Iy = 399.17 cm4 J = 10.82 cm4

Cw = 151722.76 cm6

3.- Condiciones de seccion compacta. a ) Patines unidos continuamente al alma CUMPLE


b ) Pandeo del patin

Fytfbf 545

2 (LRFD Tabla B 5.1 )

( )Cumple83.1094.7

2530545

88.0297.13

Mu CUMPLE porcentaje en el que trabaja la seccin .

90.087.1649253

1480000Mnb

Mu == la seccion trabajaria al 90% de su capacidad por lo cual se considera correcta: Revision por Cortante

si Fyw

k1568twh entonces Aw1366Vn = (LRFD F 2-1)

253051568

635.009.38

59.98 < 69.71 entonces: Vn = 1366 ( 39.85 x 0.635 ) = 34566.29 kg como el cortante actualmente en la seccion es Vu = 8580 kg entonces : Vn > Vu CUMPLE Revision por flecha. w viga = 4.92 kg/cm ( )( )

( )( )( ) cm03.157.125282040000384480092.45

El3844wlviga ==

cm2022360800

360Lonexions ===


como : onexions > viga CUMPLE 3.8 DISEO DE MIEMBROS A FLEXO - COMPRESION B1 AXIAL

COLUMNA 80 MARCO B EJE 2

.

w18x119 w18x65 w18x60

Ix=44536 L= 800 Ix = 40957 L = 600 I/L=55.66 I/L = 68.26

Ix=40957 L=700 I/L=58.51

W18X119 L= 350

Iy=10530 I = 91154

I/L = 30.08 I/L = 260.44

W18X65 W18X60

Ix=44536 L=800 Ix = 40957 I/L = 55.66 L = 600

Ix=40957 L = 700 I/L=58.51 Z W18X119 X


PROPIEDADES DE LAS SECCIONES W 18 x 119 W 18 x 65 W 18 x 60 Ix = 91 154 cm4 Ix = 44 536 cm4 Ix = 40 957 cm4 Iy = 10 530 cm4 Iy = 2280 cm4 Iy = 2 085 cm4

( )( ) trabl/i

coll/iG

=

11.426.6851.58

44.26044.260axG =++= 11.4

26.6851.5844.26044.260bxG =+

+=

54.066.5066.5508.3008.30ayG =+

+= 54.066.5566.5508.3008.30byG =+

+= K x = 2.06 K y = 1.16 COLUMNAS 3.8.1 REVISION LRFD COLUMNA 80 MARCO B EJE 2 CONDICION DE CARGA 7 1.2CM + 0.5CV + 1.5 SL 1.- Elementos mecnicos

AXIAL SUP = -168.99 Ton AXIAL INF = 169.74 Ton MX SUP = 18.55 Ton-m MX INF = 15.49 Ton-m MY SUP = -17.91 Ton-m MY INF = -17.83 Ton-m

2.-Propiedades de la seccin SECCION PROPUESTA W 18 x 119

A = 226.45 cm2 d = 48.18 cm Ix = 91154 cm4 Iy= 10530 cm4 tw= 1.66 cm Sx= 3785 cm3 Sy= 735 cm3 bf= 28.61 cm Zx= 4277 cm3 Zy= 1132 cm3 tf= 2.69 cm rx= 20.06 cm ry= 6.60 cm T= 39.37 cm

Kx = 2.06 Ky = 1.16


3.- Compresin por carga axial. Py = A Fy Py = (226.45)(2530) = 572918 kg Condiciones de seccin compacta para miembros a compresin a ) patines

( )( )

83.1031.52530545

69.2261.28

1.5bTablaLRFDFy

545tf2

bf

aplicando ecuaciones:

125.032.05729189.0

169740Pyb

Pu >== aplica la ecuacin b :

( )Fy

2121329.033.22530

160166.118.48

29.02 < 63.68 > 42.16 CUMPLE Calculo de c


( )42ELRFDEFy

rKLc =

( )( ) 5.140.02040000

253006.20

35006.2cx == ( )( ) 5.169.0

20400002530

60.635016.1cy ==

para c 1.5 For = ( 0.658 c ) Fy ( LRFD E 2-3 ) cx = 0.16 Fcr = (0.658) 2530 = 2363.81 kg/cm cy = 0.48 Fcr = ( 0.658 ) 2530 = 2073.41 kg/cm RIGE c Fcr = (0.85)(2073.41) = 1762.40 kg / cm c Pn = (c Fcr)(A) = (1762.40)(226.415) = 399095.96 kg 4.- Compresion por flexion Mx y My.

20.043.096.3990965

1369740Pnc

Pu >==

para 20.0Pnc

Pu se aplica la siguiente frmula: ( )a11HLRFD

Mnyb0.1Muy

MnxbMux

98

PncPu

++ clculo de los momentos Mux y Muy. Mu = B1 Mnt + B2 Mlt (LRFD H1- 2 ) Determinacin de B1

2M1M4.06.0Cm =

266.055.1849.154.06.0Cmx ==


202.091.1783.174.06.0Cmy ==

Calculo de Pe

2cAgFyPe

= ( )( ) kg3580740

16.0253045.226Pex ==

( )( ) kg119358048.0

253045.226Pey == Calculo de B1

( )31HLRFDPe

Pu10.1cm1B

=

0.1usar0.128.0

35807401697401266.0x1B


( )Cumple83.1031.5

1.5BTablaLRFDFy

545tf2

bf

2.3 Tomar 2.3 17.91 17.91

b Mp = b Fy Zx b Mpx = (0.9)(2530)(4277) = 9738729 kg-cm b Mpy = (0.9)(2530)(1132) = 2577564 kg-cm b Mr = b Sx ( Fyw - Fr ) ( LRFD F1-11 ) b Mrx = (0.9)(3785)(2530-704) = 6221290 kg-cm b Mry = (0.9)(735)(2530-704) = 1208097 kg-cm sustituyendo en :


b Mn = Cb b Mp -b (Mp - Mr) Lb-Lp b Mp Lr-Lp

b Mnx = 2.3 9738729 - (9738729-6221290) 350-330 13.04-330

b Mnx = 22232955 kg-cm b Mpx Tomar b Mpx

b Mny = 2.3 2863960 - (2863960-1208097) 350-330 1304-330

b Mnx = 6508905 kg- cm b Mpy Tomar b Mpy

5.- Interaccin.

Pu + 8 Mux + 8 Muy 1.0 c Pn 9 cMnx 9 cMny

169740 + 8 18.55x10 + 8 17.91 1.0 399095.96 9 9738729 9 2577564

0.43 + 0.17 + .062 1.0 1.21 1.0 NO CUMPLE 3.8.2 DISEO POR AISC-ASD




4.- ANLISIS Y DISEO DE ESTRUCTURAS MENORES CON MTODOS ACI, LRFD

y MDOC de CFE (parte I) Martes 04 nov. 03 13:00 14:20 hrs.

4.1 DESCRIPCION DEL PROYECTO: Se trata de la cimentacin y soportes de Equipos que conforman las Estructuras Menores de 115 KV para la S.E. El Marqus Oriente, Subestacin elctrica de 115 a 34.5 KV. Est compuesta por los siguientes Equipos: Transformadores de Corriente y de Potencial. Cuchillas Interruptores Aisladores Soporte ARCHIVOS mcmeq115.doc Memoria de clculos. DIBUJOS MARQC01.dwg Dibujos de cimentacin. DIBUJOS MARQE01.dwg Dibujos de estructura. Nota: Los dibujos tendrn los ttulos 3900 PC 040 XXX 4.2 ESPECIFICACIONES: 4.2.1 Materiales: Perfiles y placas ASTM A-36 Soldadura ASTM A 233, E - 2018 Tornillos A-394n T.A. Roldanas planas F 844 Tuercas A 563 Gr. C Anclas AISI C1018 Concreto fc = 250 kg/cm2.


Acero de refuerzo fy = 4200 kg/cm2. 4.2.2 Diseo 4.2.2.1 Estructuras de acero AISC LRFD y ASD, ltima revisin. 4.2.2.2 Manuales ACI, AISC y MDOC de C.F.E. 4.2.3 Anlisis y Diseo 4.2.3.1 Procesador de palabras para documentos WORD - OFFICE 2000 4.2.3.2 Programa de computadora para dibujo. AUTOCAD2000 4.2.3.3 Programa de computadora STAAD-PRO2002 4.2.4 Datos del terreno: Capacidad de carga = 22.0 tn/m2. Prof. de desplante H = 1.20 m. mnimo Suelo Tipo II Prof. del nivel fretico No se detect. 4.2.5 Parmetros ssmicos: 4.2.5.1 Coeficiente ssmico bsico Csb = 0.30g 4.2.5.2 Grupo A 4.2.5.3 regionalizacin ssmica ZONA B 4.2.5.4 Tipo de terreno II 4.2.5.5 Coeficiente de diseo Cs = CsbXFA/Q Csd = 0.30 X 1.50 / 1.5 = 0.30 g 4.2.6 Parmetros elicos y varios: 4.2.6.1 Velocidad regional de viento 120.0 kms./hr. P.R. = 200 aos 4.2.6.2 Temperatura mxima 38.00 C 4.2.6.3 Altura sobre el nivel medio del mar 1950 m. 4.3 ARREGLO DIMENSIONAL: Ver dibujos Arreglos de Equipo Ver dibujos Disposicin Equipos Fabricantes varios. 4.4 ANLISIS DE CARGAS 4.4.1 CARGAS PERMANENTES Peso propio de la estructura, mas el peso del equipo CC1 = PE 4.4.2 CARGAS VIVAS


Tensiones en los cables CC2 = FL 4.4.3 CARGAS ACCIDENTALES 4.4.3.1 Sismo Sismo Transversal y Longitudinal CC3 = Sx Sz 4.4.3.2 Viento: Viento que acta en la estructura, en direccin X CC4 = VEx Viento que acta en la estructura, en direccin Z CC5 = VEz Clculo de la Velocidad de Diseo de acuerdo con el MDOC-CFE95: CONCEPTO Inciso Pgina Tabla Velocidad regional del viento Vr = 120 km/hr Clasificacin estructuras segn importancia: Grupo A 4.3 1.4.5 Clasificacin estructuras segn su respuesta Tipo 2 4.4 1.4.7 Categora del terreno segn su rugosidad Cat. 1 4.6.1 1.4.13 I.1 Clase de estructura segn su tamao Clase B 4.6.1 1.4.14 I.2 Factor de tamao Fc = 1.0 4.6.3.1 1.4.19 I.3 Altura gradiente =245m 4.6.3.2 1.4.20 I.4 Alturas de las estructura por disear z = 11.00 m. mx. y 10.00 m. media Se tomar como valor de altura H = 11.00 m. Exponente de forma de variacin del viento = 0.101 4.6.3.2 1.4.20 I.4 Factor de rugosidad y de altura h = 11.00 Frz = 1.56 ( z / )^= 1.56 ( 11.0 / 245 ) 0.101 Frz = 1.140 4.6.3.2 1.4.19 Factor de exposicin: H = 11.0 m. F = Fc X Frz = 1.0 X 1.140 F = 1.140 Factor de topografa Ft = 1.00 4.6.4 1.4.21 I.5 Velocidad de diseo, Km/h. a H = 11.0 m Vd = Ft x F xVr = 1.00 X 1.140 X 120.00 Vd = 136.80 4.6 1.4.12 4.5 COMBINACIONES DE CARGAS Nota: Las presentes combinaciones de carga, fueron obtenidas de la especificacin: CPTT-S01 "Estructuras metlicas para subestaciones elctricas", as como las proporcionadas por ALSTOM, las cuales expresan: 4.5.1 Condiciones de carga (CPTT-S01 6.3.1.1)


1 PE Carga por Peso de la Estructura 2 FL Cargas por Tensin de cables 3 S Cargas por sismo. 4 VEx Cargas de Viento sobre la estructura en direccin X 5 VEz Cargas de Viento sobre la estructura en direccin Z 4.5.2 Combinaciones con factores de carga (CPTT-S01 6.3.1.2) 4.5.3 Para clculo de esfuerzos en el terreno y deformaciones de la estructura: Se usarn las combinaciones sin factores de carga. 4.5.4 Para Diseo de la cimentacin: Se usarn las combinaciones con factores de carga 4.5.5 Clculo de la Resistencia Mecnica: AISC-LRFD (CPTT-S01 6.3.3) 4.5.6 Deformaciones elsticas admisibles: 0.010 H 4.6 DISEO DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y POTENCIAL Nota Importante: Se disea el Transformador de Corriente, como representativo de ambos Transformadores (de Corriente, TCs y de Potencia, TPs). 4.6.1 INFORMACIN 250 250 35.4 125 125 ALSTOM T&D, S.A de C.V. 2536 30.2 TC TIPO: CTH 123/3 DIBUJO: 804 362 H 1/2 MASA: 312 Kg. 230 TUBO 8 20 120 15

ELEV. TRANSV. ELEVACIN LONGITUDINAL


4 AGS. DE 13/16 45 P/ANCLAS 3/4" 45 PLANTILLA FIJACIN 4.6 .2 BASES DE DISEO fc = 250 kg./cm2 fy = 4200 3 = 22.0 T/m2 = 1.7 T/m3 CSB = 0.30 Gpo A Tipo II VR = 120 Km/hr PE = 312 Kg. = 30.5 cm 4.6.3 CARGAS 4.6.3.1 Gravitacionales PEQUIPO 3 x 0.312 = 0.94 tn SUMA PTUBO HOR 5.6 m x 0.043 tn/m = 0.24 PCARTABONES (9) x 0.4 m x 0.6 m x 0.013 m x 7.85 tn/m3 = 0.22 PPLACAS (5) x 0.6 m x 0.6 m x 0.016 m x 7.85 tn/m3 = 0.23 1.63 tn PPLACAS BASE (4) x 0.4 m x 0.4 m x 0.016 x 7.85 tn/m3 = 0.08 PCOL. TUBO (2) x 2.1 m x 0.043 tn/m = 0.09 PCARTAB P.B. (16) x .1 m x 0.15 m x .013 m x 7.85 tn/m3 = 0.02 1.82 tn PDADO 2 x 2.4 tn/m3 x 0.4 m x 0.4 m x 1.25 m = 0.96 PZAPATA 2 x 2.4 tn/m3 x 1.20 m x 1.20 m x 0.15 m = 1.04 PRELLENO 2 x 1.7 tn/m3 x 1.05 m x ( 1.202 0.402)m2 = 4.57 PESO TOTAL ......................................... = 8.39 tn 8.39 tn 4.6.3.2 Ssmicas CSD = CSB FA / Q = 0.3 x 1.5/1.5 = 0.30 FUERZA = PESO x CSD Estructura Equipo PESO x 0.3 = FUERZA BRAZO MOMENTO


Equipo, TCs 3 x 0.312 = 0.94 tn 0.28 tn 4.77 m 1.34 tn-m B. y pls 0.24+0.22+0.23 = 0.69 tn 0.21 tn 3.50 m 0.74 tn-m T. y pls 0.04+0.09+0.01 = 0.19 tn 0.06 tn 2.35 m 0.14 tn-m PESO 1.82 tn V = 0.55 tn M = 2.22 tn-m M sismo = M + V H = 2.22 + 0.55 x 1.20 = 2.88 tn-m 4.6.3.3 Elicas WEQUIPO = 0.0055 C G V2 60% = 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.305 / 1000 = 0.036 tn/m WCOLUMNA = 0.0055 CGV2 60% = 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.60 x 0.203 / 1000 = 0.024 tn/m WDADO = 0.0055 CGV2 B = 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.40 / 1000 = 0.078 tn/m Estructura Equipo CARGA LONG. V tn BRAZO MOMENTO Equipo, TCs = 0.036 tn/m 3 x 2.54 m 0.27 4.77 m 1.29 tn-m B. y pls = 0.024 tn/m 1 x 5.60 m 0.14 3.50 m 0.49 tn-m T. y pls = 0.024 tn/m 2 x 2.30 m 0.11 2.35 m 0.26 tn-m Dado ............. = 0.078 tn/m 2 x 0.20 m 0.03 1.30 m 0.04 tn-m V = 0.55 tn M = 2.08 tn-m M viento = M + V H = 2.08 + 0.55 x 1.20 = 2.74 tn-m < 2.88 tn-m Rige 2.88 tn-m 4.6.4 FACTORES DE SEGURIDAD Pt = 8.39 / 2 = 4.20 tn. Ms = 2.88 / 2 = 1.44 tn-m Volteo FSV = PT(L/2)/M = 4.20 x 0.60 / 1.44 = 1.75 > 1.5 correcto! Deslizamiento = FSD = PT/V = 0.3 x 4.20 / 0.55 = 2.29 > 1.25 correcto! 4.6.5 DISEO DE LA COLUMNA de 203 4.6.5.1 Diseo por AISC - LRFD Tomaremos como elementos mecnicos, los siguientes: Pu = FA x P / 2 = 1.30 x 1.82 / 2 = 1.18 tn Mux = FA x Mx / 2 = 1.30 x 2.88/ 2 = 1.87 tn-m Muy = FA x Mz = 1.3 x 0.36 = 0.47 tn-m


Datos de la columna OC 219 x 8.18 A = 54.2 cm 2 Sx = Sy = 275.6 cm3 r X = r Y = 7.46 cm Sz = 362.5 cm3 Lx = Ly = 2.10 m. Kx = 2.00 (cantilever) Ky = 1.20 (marco) Kx Lx / r X = 2.0 x 210 / 7.46 = 56.3 RIGE Ky Ly / r Y = 1.2 x 210 / 7.46 = 33.8 D / t = 219 / 8.2 = 26.7 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00 C = KL (Fy / E) / ( r ) = 56.3 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.631 < 1.5 C2 = 0.631 2 = 0.398 = Fcr = 0.658 Fy = 0.658 0.398 x 2530 = 2141.8 kg/cm2 Pn = x Fcr x A = 0.85 x 2141.8 x 54.2 / 1000 = 97.9 tn. >> Pu = 1.18 tn. Como Pu / ( Pn ) < 0.20 entonces: Pu / ( 2 Pn ) + ( Mux / b Mnx + Muy / b Mny ) < 1.00 Mu = B1 Mnt + B2 Mlt b = 0.90 cm x = 0.85 cm y = 0.85 C x = Kx Lx (Fy / E) / ( rx ) = 56.3 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.631 C y = Ky Ly (Fy / E) / ( ry ) = 33.8 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.379 Pex = Ag Fy / C x2 = 54.2 x 2530 / 0.6312 / 1000 = 344.4 tn Pey = Ag Fy / C y2 = 54.2 x 2530 / 0.3792 / 1000 = 954.6 tn B1= cm / ( 1 Pu / Pe ) B1x = cm x / ( 1 Pu / Pex ) = 0.85 / ( 1 1.18 / 344.4 ) = 0.853 < 1.00 usar B1 = 1.00 B1y = cm y / ( 1 Pu / Pey ) = 0.85 / ( 1 1.18 / 954.6 ) = 0.851 < 1.00 usar B1 = 1.00 B2x = B2y = 0.00 Por no considerartse efectos de segundo rden ( fenmeno P ) Mu x= B1x Mntx + B2 x Mltx = 1.00 x 1.44 + 0.00 x Mlt x = 1.44 tn-m Mu y= B1y Mnty + B2 y Mlty = 1.00 x 0.36 + 0.00 x Mlt y = 0.36 tn-m Lb = 2.10 m = 210 cm


Lp = 2515 r x / Fy = 2515 x 7.46 / 2530 = = 373.0 cm. Como Lb < Lp 210 < 373 cm entonces: b Mn = b Mp = b Sz Fy b Mnx = b Mpx = b Szx Fy = 0.90 x 362.5 cm3 x 2530.00 kg/cm2 / 100000 = 8.25 tn-m b Mny = b Mpy = b Sy Fy = 0.90 x 275.6 cm3 x 2530.00 kg/cm2 / 100000 = 6.28 tn-m Pu / ( 2 Pn ) + ( Mux / b Mnx + Muy / b Mny ) < 1.00 0.012 / ( 2 ) + ( 1.87 / 8.25 + 0.47 / 6.28 ) = 0.307


4.6.6 DISEO DE LA BARRA HORIZONTAL de 203 Nota: El diseo se realiza con AISC-ASD, en virtud de que para este tipo de estructuras, los resultados son muy parecidos a los obtenidos por AISC-LRFD, como se indic en 5.5 fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333 Torsin debida al viento: Mut = 0.27 x 2.54 / 2 .......... = 0.34 tn-m Torsin debida al sismo Mut = 0.28 x 2.54 / 2 .......... = 0.36 tn-m rige Flexin debida al viento Muv = 0.024 x 1.252 / 2 = 0.02 tn-m Flexin equipo en cantiliver Mu e= 0.31 x 1.25 = 0.39 tn-m rige Flexin equipo centrado Mu e= -0.31 x 2.5 / 4 + 0.39 = 0.20 tn-m Mu = 0.02 + 0.53 + 0.13 = 0.68 tn-m fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.00 fa = 0.00 fb = M / S = (0.02 + 0.39) x 100000 / 275.6 = 148.8 kg/cm2 Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2 fbtor = Mut / J = 36000.0 / 125 = 288.0 kg/cm2 Fbtor = 0.20 Fy = 0.20 x 2530.0 = 506.0 kg / cm2 0.00 / Fa + 148.8 / 1518.0 + 288.0 / 506.0 = 0.667 < 1.00 La seccin es adecuada! 4.6..7 DISEO DEL DADO 40x40 P = 0.91 tn. Mx = 1.44 tn-m Mz = 0.36 tn-m M = (1.442 + 0.362) = 1.48 tn-m Tu = FC x Mu / d = (1.87 x 0.75) x 1.48 / 0.26 = 7.98 tn. Haciendo p = 0.01 As = p b d = 0.01 x 40 x 36 = 14.4 cm2 Colocando 12 # 4 (4 por cara), se tiene As = 12 x 1.27 = 15.24 cm2 > 14.4 cm2 Tr = As x Fy = 4 x 1.27 cm2 x 4200 kg /cm2 / 1000 = 21.3 tn > 7.98 tn. correcto! Nota: estribos por especificacin: # 3 @ 20 cm. 4.6..8 DISEO DE LA ZAPATA Sea la seccin 120 x 120 x 15 cm. f = P / A Mx / Sx +/- Mz / Sz < A=1.20 x 1.20 = 1.44 m2


S= ( 1.2 )3 / 6 = 0.288m3 P = 4.20 tn. Mx = 1.44 tn-m Mz = 0.36 tn-m f = 4.20 / 1.44 + 1.44 / 0.288 + 0.36 / 0.288 = 9.17 < 22.0 tn/m2 correcto! f = 4.20 / 1.44 - 1.44 / 0.288 - 0.73 / 0.288 = - 3.33 tn/m2 Como el terreno no acepta tensiones, haremos pasar por el tercio medio la resultante, siempre y cuando el FS sea mayor de 1.5 FSv = Px x L / Mx = 4.20 x 0.6 / 1.44 = 1.75 > 1.5 correcto! a = ( L / 2 Mx / Py ) = (1.2 / 2 - 1.44 / 4.20) = 0..26 m fR = 2 P / 3 a B = 2 x 4.20 / (3 x 0.26 x 1.0) = 10.77 > 9.17 tn/m2 w = FC x Fr x fR = 1.87 x 0.75 x 10.77 = 15.10 tn/m VU = 15.1 ( 0.6 - 0.11 ) = 7.4 tn VR = 0.53 250x12x100/1000 = 10.1 > 7.4 tn correcto! MU = 15.1 (0.60 0.055)2 / 2 = 2.24 T-m Mu = FR x fc x b x d2 w (1-0.59w) 224000.0 = 0.9 x 250 x 100 x 112 w (1-0.59w) W = 0.087 P = 0.087 x 250 / 4200 = 0.0052 AS = 0.0052 x 11 x 100 = 5.72 cm2 Usar # 4 @ 20 Para cumplir con los requerimientos del ACI y resistir la flexin debida al relleno, se aumentar el espesor a 20 cms. y se colocar un refuerzo por temperatura a base de As = 0.002 bd = 0.002 x 100 x 16 = 3.2 cm2 # 3 @ 20 4.6.9 DISEO DEL ANCLAJE Y PLACA BASE Elementos mecnicos: Sea una placa de 35 x 35 x 16 Sean 4 anclas de 19 ( dos por lado) f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fc P = 0.91 tn. Mx = 1.44 tn-m Mz = 0.36 tn-m A = 0.35 x 0.35 = 0.12 m2 S = 0.35 x 0.352 / 6 = 0.007 m3


f = 0.91 / 0.12 + 1.44 / 0.007 + 0.36 / 0.007 = 264.7 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2 c Diseo del anclaje: Mu = ( Mx2 + Mz2 ) = ( 1.442 + 0.362 ) = 1.48 tn-m. Tensin mxima = Mu x FA / d = 1.48 x 1.3 / 0.26 = 7.40 tn. Tr = No.x FR x 0.6 Fy x At Tr = 2 x 0.80 x 0.60 x 3.70 tn/cm2. x 2.15 cm2 = 7.64 tn. > 7.40 tn. correcto ! Diseo de la placa base: El brazo de palanca del voladizo, vale L = 7.5 cm. (Del pao de la columna circular a el canto recortado) Mp = FA x f 2 x B x L2 / 2 = 1.30 x 264.7 x 0.35 x 0.0752 / 2 = 0.339 tn-m. t = 6 Mp / ( Fp B) = 6 x 33900.00 / ( 2530.0 x 35) = 1.51 cm. < 1.59 cm. correcto ! 4.7 DISEO DE INTERRUPTOR DE POTENCIA SF-6 4.7.1 INFORMACIN 4.7.1.1 Informacin bsica del sitio fc = 250 kg./cm2 fy = 4200 kg./cm2 = 22.0 tn/m2 = 1.7 T/m3 VR = 120 Km/hr VD = 136.8 Km/hr CSB = 0.30 Gpo A Tipo II Q = 1.20 (marco) Q = 2.0 (cantiliver)


4.7.1.2 Informacin del equipo Arreglos: Circuit Breaker Equipo: GL312-F1/4031/VR1750/FK3-1 Tipo: SF6 FG ................. = 1.1820 tn Peso propio FWx = 1.15KN = 0.1173 tn Viento x FWy = 1.55KN = 0.1581 3 Viento y FsE = 1.25 3 = 0.1275 3 Esttica FsD = 5.0 3 = 0.5100 3 Dinmica FV = 12.00 3 = 1.2240 3 Tensin FV = 12.0 3 = 1.2240 3 Compresin FH = 1.50 3 = 0.1530 3


4.7.2 CARGAS 4.7.2.1 Muertas (G) PEQUIPO = FG = 1.18 tn PDADOS = 2.4 x 0.55 x 0.55 x 1.20 (2) = 0.87 tn PZAPATA = 2.4 x 3.5 x 1.5 x 0.20 = 2.52 tn PT.LIGA = 2.4 x 0.20 x 0.20x 1.98 = 0.19 tn PRELL. = 1.7(3.5x1.5x1.0-(2)0.552x1.0-0.20x0.2x1.98) = 7.76 tn

FGz =12.52 tn 4.7.2.2 Viento (W) FWX = 0.117 = +/- 0.117 tn = FWY H = 1.20 + 2.05 + 1.66 = 4.91 m M WY = 0.117 tn x 4.91 m = +/- 0.574 tn-m = MWY 4.7.2.3 Tensiones Dinmicas (T) FTY = F1 + F2 + F3 = -0.127 tn 0.510 tn = -0.637 tn MTX = ( -0.127 + 0.51 ) x 4.91 = 1.88 tn-m


4.7.2.4 Fuerzas de Maniobra (M) FMZ COMPRESIN = 1.224 tn FMZ TRACCIN = -1.224 tn FMX = 0.153 tn = 0.153 tn MMY = 0.153 tn x 4.091 m = 0.751 tn-m 2


4.7.2.5 Fuerzas ssmicas (E) FEX = FEY = (1.224+0.20 ESTR. SOP.) x 0.30 = 0.427 tn MEY = MEX = 0.427 tn x 4.91 m = 2.097 tn-m 4.7.3 ESFUERZOS Y FACTORES DE SEGURIDAD 4.7.3.1 C. Muertas + Tensiones + Maniobra (Operacin Normal 1) Elementos mecnicos: P = 12.52 + 1.224 = 13.744 tn-m VX = 0.153 tn MY = 0.751 tn-m VY = -0.637 tn MX = -1.88 tn-m Propiedades de la cimentacin: A = 3.50 x 1.50 = 5.25 m2 SX = 1.5 x 3.53 / 6 = 3.062 m3 SY = (1.5)2 x 3.50 / 6 = 1.35 m3 f = 13.74 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 1.88 / 1.35 = 4.25 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= 0.98 3 no hay tensiones 3 FSV = 13.74 x 0.75 / 1.88 = 5.20 > 1.50 3 FSD = 13.74 x 0.30 / 0.637 = 6.44 > 1.253 V = 0.137 + 0.51 = 0.637 tn 4.7.3.2 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra (Operacin Normal 2) P = 12.52 1.22 = 11.30 tn f = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 1.88 / 1.35 = 3.79 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= 0.51 3 no hay tensiones 3 FSV = 11.30 x 0.75 / 1.88 = 4.51 > 1.50 3 FSD = 11.30 x 0.3 / 0.637 = 5.20 > 1.25 3 4.7.3.3 Cargas Muertas + Tensiones + Maniobra + Viento Y P = 13.74 tn VX = 0.153 tn VY = 0.634 + 0.117 = 0.751 tn-m MX = 1.88 + 0.574 = 2.454 tn-m f = 13.74 / 5.25 +/- 0.574 / 3.062 +/- 2.454 / 1.35 = 4.68 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= 0.55 3 no hay tensiones 3 FSV = 13.74 x 0.75 / 2.454 = 4.20 > 1.50 3


FSD = 13.74 x 0.3 / 0.751 = 5.50 > 1.25 3 4.7.3.4 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra + Viento Y P = 12.52 1.224 = 11.30 tn f = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 2.454 / 1.35 = 4.20 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= 0.02 3 no hay tensiones 3 FSV = 11.30 x 0.75 / 2.454 = 3.47 > 1.50 3 FSD = 11.30 x 0.3 / 0.751 = 4.51 > 1.25 3 4.7.3.5 Cargas Muertas + Tensiones + Maniobra + Sismo Y P = 13.74 tn VX = 0.153 tn MY = 0.751 tn-m VY = -0.637 - 0.427 = -1.064 tn Para Diseo de la columna MX = -1.88 - 2.097 = -3.98 tn-m Para Diseo de la columna f = 13.74 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 3.98 / 1.35 = 5.81 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= -.58 3 s hay tensiones 3 FSV = 13.74 x 0.75 / 3.98 = 2.59 > 1.50 3 FSD = 13.74 x 0.3 / 1.064= 3.87 > 1.25 3 4.7.3.6 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra * Sismo f = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 3.98 / 1.35 = 5.35 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= -1.04 3 s hay tensiones 3 FSV = 11.30 x 0.75 / 3.98 = 2.13 > 1.50 3 FSD = 11.30 x 0.3 / 1.064 = 3.19 > 1.25 3 CONCLUSIN: Se acepta la seccin propuesta y la Combinacin de carga 6.4.6 es la que rige el diseo. 4.7.4 Diseo por AISC -ASD fa / Fa + fbx / Fbx + fbz / Fbz < 1.00 P = 11.30 / 2 = 5.65 tn A = 54.20 cm2 Mx = 0.751 / 2 = 0.38 tn-m Sx = Sz = 275.55 cm3 Mz = 3.98 / 2 = 1.99 tn-m rx = rz 0 7.46 cm fa = 5650 / 54.2 = 104.2 kg/cm2


D / t = 219 / 8.18 = 26.8 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00 K L / r = 2.1 x 185 / 7.46 = 52.1 Cc = 2 2 E / (Qa Fy) = 2 2 2039000 / (1.00 x 2530) = 126.1 K L / r < Cc 52.1 < 126.1 Fa = Qa Fy ( 1 KL/r2 / Cc2 ) / ( 5 / 3 + 3 KL/r / 8 Cc KL/r3 / 8 Cc3 ) Fa = 1.0 x 2530.0 (152.12) / 126.12 )/ ( 5 / 3 + 3 x 52.1 / 8 x 126.1 52.13 / 8 x 126.13) Fa = 1276.5 kg/cm2 fbx = Mx / Sx = 38000.0 / 275.6 = 137.9 kg/cm2 Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2 fbz = Mz / Sz = 199000.0 / 275.6 = 722.1 kg/cm2 Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2 104.2 / 1276.5 + 137.9 / 1518.0 + 722.1 / 1518.0 = 0.648 < 1.00 correcto! Conclusin: Debido a que el Diseo por AISC-ASD es muy conservador, se concluye que en caso de revisarse con AISC-LRFD, las columnas soportes son adecuadas. 4.7.5 DISEO DEL DADO 55 x 55 VU = 1.87 x 1.00 x 1.064 = 1.99 tn VR = 0.53 250 x 55 x 47.5 / 1000 = 21.90 tn >> 1.99 tn No requiere estribos Usar por espec. # 3 @ 20 MU = 3.98 tn-m x 1.87 x 1.00 = 7.44 tn-m MU = fc bd2 w (1-0.59w) 744000.00 = 0.9 x 250 x 55 x 47.52 w (1-0.59w) w = 0.027 ; p = w fc / fy = 0.027 x 25/4200 = 0.0016 Usar PMIN = 14 / fy flexin por lado pMIN = 0.5% flexin total Usar 16 # 5 por lado p = 5 x 1.98 / ( 55 x 47.5 ) = 0.0038 > 0.00333 3

p = 16 x 1.98 / ( 55 x 47.5) = 0.012 > 0.5% 3 4.7.6 DISEO DE LA ZAPATA Sea la seccin 350 x 150 x 20 El esfuerzo real en el terreno vale: f = 2 P / ( 3 a B ) P = 11.30 tn a = ( L / 2 M / P ) = ( 1.50 / 2 3.98 / 11.30) = 0.398 m f = 2 x 11.3 / ( 3 x 0.398 x 350 )= 5.41 tn/m2 w = FA x FC x f = 1.87 x 1.00 x 5.41 = 10.12 tn/m


4.7.6.1 Direccin Y (Sentido corto L = 1.50 m) Lecho inferior: cantiliver V = 10.12 x 0.75 = 7.6 tn. VR = 0.53 250 x 15 x 100/1000 = 12.57 > 7.60 tn 3 Mu = 10.12 x 0.752 / 2 = 2.85 tn-m 285000.0 = 0.9 x 250 x 100 x 152 w (1-0.59w) w = 0.058 ; P = 0.0578 x 250 / 4200 = 0.0035 As = 0.0035 x 15 x 100 = 5.25 cm2 Usar # 4 @ 20 Lecho superior: cantiliver La carga correspondiente al relleno vale: w = FC x FA x P relleno / Area = 1.87 x 1.00 x 7.76 / 5.25 = 2.76 tn/m M = 2.76 x 0.752 / 2 = 0.78 tn-m Muy pequeo. Se refuerza con pmin. As = 0.002 x 15 x 100 = 3.00 cm2 Usar # 3 @ 20 4.7.6.2 Direccin X (Sentido largo L = 3.50 m; L1 = 2.53 0.55 -= 1.98 m; L2 = 0.48m) Lecho inferior, cantiliver: w = 10.12 tn/m L = (3.50 2.53) / 2 = 0.48 m M = 10.12 x 0.482 / 2 = 1.17 tn-m Muy pequeo. Se refuerza con pmin. A flexin As = 0.00333 x 15 x 100 = 5.00 cm2 Usar # 4 @ 25 Lecho inferior, apoyo = cantiliver: En este caso, la carga w = promedio de w = 0.5 x 10.12 = 5.06 tn/m w = 10.12 tn/m L = (3.50 2.53) / 2 = 0.48 m M = 10.12 x 0.482 / 2 = 1.17 tn-m Muy pequeo. Se refuerza con pmin. A flexin As = 0.00333 x 15 x 100 = 5.00 cm2 Usar # 4 @ 25 Lecho superior, apoyos = cantiliver: En este caso, la carga w = promedio de w = 0.5 x 10.12 = 5.06 tn/m w = 10.12 tn/m L = (3.50 2.53) / 2 = 0.48 m M = 10.12 x 0.482 / 2 = 1.17 tn-m Muy pequeo. Se refuerza con pmin. A flexin As = 0.00333 x 15 x 100 = 5.00 cm2 Usar # 4 @ 25 Lecho superior: claro central: V = 10.12 x 1.98 / 2 = 10.02 < 12.57 tn M = w L12 / 8 w L22 / 2 En este caso, la carga w = promedio de w = 0.5 x 10.12 = 5,06 tn/m M = 5.06 x 1.982 / 8 5.06 x 0.482 / 2 = 1.90 tn-m 190000.0 = 0.9 x 250 x 100 x 152 w (1-0.59w) w = 0.0384 ; p = 0.0384 x 250 / 4200 = 0.0023 Usar p min = 14 / Fy = 0.00333 As = 0.00333 x 15 x 100 = 5.00 cm2 Usar # 4 @ 25


4.7.7 DISEO DE LA TRABE DE LIGA 20 x 40 La cimentacin de stos equipos requiere un trabajo de conjunto muy riguroso, por lo tanto, para dar una mayor rigidez y garantizar esta integridad, se unirn los dados, en el sentido longitudinal mediante una trabe de liga de 20x40: Vu = 10.12 x 2.53 / 2 = 12.80 tn VR = 0.53 250 x 25 x 35/1000 = 7.33 Tons # 3 @ = As fy d / V = 2 x 0.71 x 2300 x 35 / ( 12800 7330) = 20 cm ; Usar # 3 @ 15 Mu = 10.12 x (2.53 0.275)2 / 12 = 4.29 tn-m 429000.00 = 0.9 x 250 x 20 x 352 w (1-0.59w) w = 0.082; p = 0.082 x 250 / 4200 = 0.0049 As = 0.0049 x 20 x 35 = 3.43 cm2 Usar 3 # 4 arriba y abajo 4.7.8 DISEO DEL ANCLAJE Y PLACA BASE Elementos mecnicos: Sea una placa de 45 x 45 x 19 Sean 4 anclas de 28 ( dos por lado) f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fc P = 13.74 / 2 = 5.87 tn. Vx = 0.153 / 2 = 0.077 tn Mx = 0.751 / 2 = 0.38 tn-m Vz = 1.064 / 2 = 0.53 tn Mz = 3.98 / 2 = 1.99 tn-m A = 0.45 x 0.45 = 0.202 m2 S = 0.45 x 0.452 / 6 = 0.015 m3 f = 5.87 / 0.202 + 0.38 / 0.015 + 1.99 / 0.015 = 187.1 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2 Obtencin de los elementos mecnicos Ver 6.5 Placas de Base y Anclaje, pag. 225 Diseo prctico de estructuras de Acero Delfino Rodrguez Pea. T P + C = 0 T 5.87 + ( 1 / 2 ) x KD x f x B = 0 T 5.87 + 0.5 x KD x 187.1 x 0.45 = 0 T 5.87 + 42.1 KD = 0 Ecuacin I Ta + M C x ( L / 2 KD / 3 ) = 0 0.15 T + 1.99 42.1 KD ( 0.45 / 2 KD / 3 ) = 0 0.15 T + 1.99 9.47 KD + 14.0 KD2 = 0 Ecuacin II Dividiendo la ecuacin II por 0.15 -T 13.27 + 63.13 KD 93.33 KD2 = 0 Ecuacin III


Sumando las Ecuaciones I y III -19.14 + 105.23 KD 93.33 KD2 = 0 Resolviendo se obtuvo: KD1 = 0.428 m KD2 = 0.900 m Rige KD1 Sustituyendo KD1 en la Ecuacin I, se obtuvo T = -12.15 tn. 4.7.9 Diseo del anclaje: Sean 4 anclas de 28 Mu = ( Mx2 + Mz2 ) = ( 1.992 + 0.382 ) = 2.02 tn-m. Vu = ( Vx2 + Vz2 ) = ( 0.082 + 0.5302 ) = 0.54 tn Vr = FR x Av x Fv = 0.70 x 2 x 4.57 cm2 x 0.40 x 3.70 tn/cm2 Vr = 9.47 tn >> 0.54 tn. Tr = FR x At x Ft = 0.85 x 2 x 4.92 cm2 x 0.60 x 3.70 tn / cm2 = 18.56 tn > 12.15 tn. correcto ! 4.7.10 Diseo de la placa base: Sea la seccin 450 x 450 x 19 El brazo de palanca del voladizo, vale L = (450 219) / 2 = 115 mm (Del pao de la columna circular a el canto recortado) Mp = FA x f 2 x B x L2 / 2 = 1.30 x 187.1 tn/m2 x 0.45 m x (0.115 m) 2 / 2 = 0.724 tn-m. t = 6 Mp / ( Fp B) = 6 x 72400.00 / ( 2530.0 x 45) = 1.95 cm. 1.90 cm. correcto ! Conclusin: Placa de 450 x 450 x 19 4 Anclas de 28




4.- ANLISIS Y DISEO DE ESTRUCTURAS MENORES CON MTODOS ACI, LRFD

Martes 04 nov. 03 15:20 16:40 hrs. y MDOC de CFE (parte II)

4.8 DISEO DE CUCHILLAS TIPO VCB123 4.8.1 CUCHILLA DE BAJA H= 2.30 m 3000 3000 125

ALSTOM T&D,

S.A de C.V. 1799 30.2 CUCHILLAS 1100 2129 2129 TIPO: VCB 123 DIBUJO:3010DD01 229 2CE203x17.11 H 1/1 MASA: 280 Kg/polo 230 871 TUBO 8

CURSO DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCT

cursocfe staad

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