memoria de cálculo torre de alta tensión

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TORRE TIPO __________________________________________________________________________________________ MEMORIA DE CÁLCULO TORRE TIPO Proyecto: Ubicación: Departamento: Propietario: Elaborado: Fecha:

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Diseño de torre de alta tension empleando SAP2000

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Page 1: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

__________________________________________________________________________________________

MEMORIA DE CÁLCULO

TORRE TIPO

Proyecto: Ubicación: Departamento:

Propietario:

Elaborado:

Fecha:

Page 2: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

__________________________________________________________________________________________

INDICE

1.0 GENERALIDADES ........................................................................................................................................................ 3

1.1 TORRE DE CELOSIA..................................................................................................................................................... 3

1.2 ESPECIFICACIONES TECNICAS .................................................................................................................................... 3

1.3 CRITERIOS DE DISEÑO Y CALCULO ......................................................................................................................... 3

1.3.1 CARGAS ................................................................................................................................................................. 4

1.3.2 COMBINACIONES DE CARGA ............................................................................................................................... 11

1.3.3 ESFUERZOS LIMITES ............................................................................................................................................. 13

2.0 ANALISIS DE LA TORRE TIPO TCD DE 23.98M ....................................................................................................... 15

2.1 ANALISIS OBTENIDOS POR EL SOFTWARE SAP2000V14.0.0 ................................................................................. 15

2.2 CONTROL DE ESFUERZOS ..................................................................................................................................... 20

2.2.1 MONTANTES Y DIAGONALES ............................................................................................................................... 20

2.2.1.1 MONTANTE 1 TORRE CELOSIA L4x4x3/8"............................................................................................................ 22

2.2.1.2 MONTANTE 2 TORRE CELOSIA L4x4x3/8"............................................................................................................ 23

2.2.1.3 MONTANTE 3 TORRE CELOSIA L4"x4x3/8" .......................................................................................................... 24

2.2.1.4 DIAGONAL 1 TORRE CELOSIA L2.5x2.5x1/4" ....................................................................................................... 25

2.2.1.5 DIAGONAL 2 TORRE CELOSIA L2.5x2.5x1/4" ....................................................................................................... 26

2.2.1.6 DIAGONAL 3 TORRE CELOSIA L2x2x1/4" ............................................................................................................. 27

2.2.1.7 REDUNDANTE 1 TORRE CELOSIA L2x2x1/4" ........................................................................................................ 28

2.2.1.8 REDUNDANTE 2 TORRE CELOSIA L2x2x3/16" ...................................................................................................... 29

2.2.1.9 REDUNDANTE 3 TORRE CELOSIA L3x3x1/4" ........................................................................................................ 30

3.0 DISEÑO DE STUBS ................................................................................................................................................ 31

4.0 DEFORMADA Y DEFLEXIONES .............................................................................................................................. 32

5.0 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ..................................................................................................... 38

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TORRE TIPO

3

MEMORIA DE CÁLCULO

TORRE TIPO TCD DE 23.98M 1.0 GENERALIDADES 1.1 TORRE DE CELOSIA El objetivo de esta memoria es sustentar el diseño estructural de una Torre Tipo TCD de 23.98m, que forma parte del proyecto. La altura de la torre es de 23.98m de altura total (distancia entre el extremo superior y la base inferior de la torre), las secciones de la torre son variables con la altura. La torre de celosía es del tipo reticular, arriostrada, formada por perfiles de acero galvanizado, ensamblados con pernos y tuercas. Su sección transversal de forma simétrica cuadrada ofrece ventajas de igual resistencia en cualquier dirección, facilitando su aplicación dentro de un proyecto de tendido de líneas, además de mejorar los procesos de montaje. 1.2.-ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Se cumplen las especificaciones y recomendaciones de: Reglamento Nacional de Edificaciones R.N.E. Norma de Cargas E-020. Norma de Diseño Sismorresistente E-030. Norma de Diseño de Estructuras Metálicas E-090. American Society of Civil Engineers “Design Latticed Steel Transmission Structures” ASCE 97-10. ASCE7-10, Minimum Design Loads for Building and Other Structures. Materiales: Perfiles angulares en acero ASTM A-36 y ASTM A572 Gr50, con resistencias mínimas

a la fluencia de fy = 2,530kg/cm2, y de fy = 3,520kg/cm2 respectivamente. Planchas de uniones de acero ASTM A-36. Soldadura: Electrodos E 70 XX. Pernos: ASTM A394 Tipo 0 Tuercas hexagonales: ASTM A394 1.3 CRITERIOS DE DISEÑO Y CALCULO En el diseño de la torre de celosía se procurará reducir al mínimo el número de elementos así como su variedad.

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TORRE TIPO

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Las uniones entre elementos de la estructura de la torre de celosía se realizarán mediante pernos y tuercas, utilizando también placas de unión donde sean necesarias, evitando soldadura entre perfiles. La selección de los elementos se hizo considerando el American Society of Civil Engineers “Design Latticed Steel Transmission Structures” ASCE 97-10, el mismo que contiene los reglamentos, usos y factores para la buena práctica de la ingeniería. Para el cálculo de esfuerzos y/o desplazamientos se uso el software SAP 2000v14.0.0

Se establecen que los miembros a compresión deben ser diseñados preferiblemente con una relación de esbeltez KL/r que no excedan de 150 para las montantes y 200 para otros elementos a compresión, en tanto que para miembros en tracción que no excedan de 300 según ASCE 97-10. 1.3.1 CARGAS Las cargas cubren las solicitaciones que afectarán a la torre tipo TCD durante su vida útil, carga muerta, carga en los conductores y cargas de viento y sísmicas. Los tipos de carga previstos para el cálculo son los siguientes:

Descripción Simbología

Carga Muerta D

Carga en los Conductores L

Carga de Viento W

Carga de Sismo E

Carga Muerta (D) La carga muerta considerada para el cálculo de la estructura es:

El peso real de la estructura metálica es considerado por el programa SAP2000.

El peso de la torre es 6345.8 kg Carga en los Conductores (L)

Para este caso se han considerado las cargas en los conductores, según Diagrama de cargas mostrado a continuación:

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TORRE TIPO

5

Nota: Las cargas anteriores son cargas mayoradas. Carga de Viento (W) La expresión usada para determinar la carga del viento en la estructura de la torre es: Carga exterior de viento:

AqFVP .2

Donde: Fvp = Es la fuerza del viento en kg. Pv = Presión del viento en daN/m2 = 47.32 A = Área proyectada (m2)

Considerando un 15% del área proyectada, la carga en la torre es:

daNFVP 06.80464.5615.032.472

La fuerza total de viento es 804.06 daN, aplicado en cada dirección. Estas cargas se distribuyen en los nudos de la torre.

Carga de Sismo (E) De acuerdo a lo indicado en el documento CAP12800Y91E028-540-6-ET-104 Rev 0, el coeficiente sísmico horizontal es de 0.5, y el vertical es de 0.2, sin embargo asumiremos para el coeficiente vertival de acuerdo a lo indicado en la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NT E.030 para la zona sísmica 3, debemos de considerar un coeficiente sísmico vertical = 2/3 coeficiente sísmico horizontal = 2/3*0.5 = 0.33.

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6

La fuerza sísmica horizontal resultante es: 0.5*(6345.8) = 3172.9 kg La fuerza sísmica vertical resultante es: 0.33*(6345.8) = 2094.11 kg

Fig. 1 Hipótesis A (Viento Máximo Transversal).

Fig. 2 Hipótesis B (Viento Máximo Transversal y arranque).

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TORRE TIPO

7

Fig. 3 Hipótesis C (Condición mínima temperatura).

Fig. 4 Hipótesis D (Condición de viento reducido).

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8

Fig. 5 Hipótesis E,F,G (Rotura conductor).

Fig. 6 Hipótesis H (Rotura de cable de guarda OPGW).

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9

Fig. 7 Hipótesis I (Montaje de cables de guarda).

Fig. 8 Hipótesis J (Montaje de conductores).

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10

Fig. 9 Carga de viento Wx.

Fig. 10 Carga de viento Wy.

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11

Fig. 11 Carga de sismo Ex.

Fig. 12 Carga de sismo Ey.

1.3.2 COMBINACIONES DE CARGA Las Combinaciones con cargas mayoradas para el diseño según ASCE 10-97, son:

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12

1. - 1.2D+1.0(Hipótesis A) 2. - 1.2D+1.0(Hipótesis B) 3. - 1.2D+1.0(Hipótesis C) 4. - 1.2D+1.0(Hipótesis D) 5. - 1.2D+1.0(Hipótesis E) 6. - 1.2D+1.0(Hipótesis F) 7. - 1.2D+1.0(Hipótesis G) 8. - 1.2D+1.0(Hipótesis H) 9. - 1.2D+1.0(Hipótesis I) 10. - 1.2D+1.0(Hipótesis J1) 11. - 1.2D+1.0(Hipótesis J2) 12. - 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.3Wx 13. - 1.2D+0.5(Hipótesis B)+1.3Wx 14. - 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.3Wx 15. - 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.3Wx 16. - 1.2D+0.5(Hipótesis E)+1.3Wx 17. - 1.2D+0.5(Hipótesis F)+1.3Wx 18. - 1.2D+0.5(Hipótesis G)+1.3Wx 19. - 1.2D+0.5(Hipótesis H)+1.3Wx 20. - 1.2D+0.5(Hipótesis I)+1.3Wx 21. - 1.2D+0.5(Hipótesis J1)+1.3Wx 22. - 1.2D+0.5(Hipótesis J2)+1.3Wx 23. - 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.3Wy 24. - 1.2D+0.5(Hipótesis B)+1.3Wy 25. - 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.3Wy 26. - 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.3Wy 27. - 1.2D+0.5(Hipótesis E)+1.3Wy 28. - 1.2D+0.5(Hipótesis F)+1.3Wy 29. - 1.2D+0.5(Hipótesis G)+1.3Wy 30. - 1.2D+0.5(Hipótesis H)+1.3Wy 31. - 1.2D+0.5(Hipótesis I)+1.3Wy 32. - 1.2D+0.5(Hipótesis J1)+1.3Wy 33. - 1.2D+0.5(Hipótesis J2)+1.3Wy 34. - 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.0Ex 35. - 1.2D+0.5(Hipótesis B)+1.0Ex 36. - 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.0Ex 37. - 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.0Ex 38. - 1.2D+0.5(Hipótesis E)+1.0Ex 39. - 1.2D+0.5(Hipótesis F)+1.0Ex 40. - 1.2D+0.5(Hipótesis G)+1.0Ex 41. - 1.2D+0.5(Hipótesis H)+1.0Ex 42. - 1.2D+0.5(Hipótesis I)+1.0Ex 43. - 1.2D+0.5(Hipótesis J1)+1.0Ex 44. - 1.2D+0.5(Hipótesis J2)+1.0Ex 45. - 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.0Ey 46. - 1.2D+0.5(Hipótesis B)+1.0Ey 47. - 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.0Ey 48. - 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.0Ey 49. - 1.2D+0.5(Hipótesis E)+1.0Ey 50. - 1.2D+0.5(Hipótesis F)+1.0Ey 51. - 1.2D+0.5(Hipótesis G)+1.0Ey 52. - 1.2D+0.5(Hipótesis H)+1.0Ey 53. - 1.2D+0.5(Hipótesis I)+1.0Ey

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TORRE TIPO

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54. - 1.2D+0.5(Hipótesis J1)+1.0Ey 55. - 1.2D+0.5(Hipótesis J2)+1.0Ey

Consideramos la envolvente de cargas para el cálculo de los esfuerzos y desplazamientos. 1.3.3 ESFUERZOS LIMITES El esfuerzo de cada elemento de la estructura de la torre es:

-TRACCION: El límite elástico del acero. -COMPRESION: El esfuerzo límite de pandeo.

Fig. 13 Modelo usado en el SAP2000 en el plano XZ.

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Fig. 14 Numeración de nudos y elementos en el plano XZ.

Fig. 15 Modelo tridimensional usado en el SAP2000.

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Fig. 16 Envolvente de fuerzas normales. 2.0 ANALISIS DE LA TORRE TIPO TCD DE 23.98M 2.1 ANALISIS OBTENIDOS POR EL SOFTWARE SAP2000v14.0.0 En las hojas de resultados del SAP2000v14.0.0 y en los gráficos que a continuación se presentan, se muestran los esfuerzos máximos en cada una de las barras que conforman la torrecilla de donde se extraen los siguientes resultados:

MONTANTE 1 TORRE CELOSIA, elemento (273): P = 35032.34 kg MONTANTE 2 TORRE CELOSIA, elemento (288): P = 24059.95 kg MONTANTE 3 TORRE CELOSIA, elemento (19): P = 21860.57 kg DIAGONAL 1 TORRE CELOSIA, elemento (301): P = 847.70 kg DIAGONAL 2 TORRE CELOSIA, elemento (335): P = 774.11 kg DIAGONAL 3 TORRE CELOSIA, elemento (316): P = 1329.61 kg REDUNDANTE 1 TORRE CELOSIA, elemento (91): P = 2989.81 kg REDUNDANTE 2 TORRE CELOSIA, elemento (85): P = 1635.44 kg REDUNDANTE 3 TORRE CELOSIA, elemento (575): P = 787.60 kg

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Fig. 17 Fuerza normal factorizada en montante 1, elemento 273.

Fig. 18 Fuerza normal factorizada en montante 2, elemento 288

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TORRE TIPO

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Fig. 19 Fuerza normal factorizada en montante 3, elemento 19

Fig. 20 Fuerza normal factorizada en diagonal 1, elemento 301.

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18

Fig. 21 Fuerza normal factorizada en diagonal 2, elemento 335

Fig. 22 Fuerza normal factorizada en diagonal 3, elemento 316

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19

Fig. 23 Fuerza normal factorizada en redundante 1, elemento 91.

Fig. 24 Fuerza normal factorizada en redundante 2, elemento 85.

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Fig. 25 Fuerza normal factorizada en redundante 3, elemento 575.

2.2 CONTROL DE ESFUERZOS 2.2.1 MONTANTES Y DIAGONALES Los perfiles obtenidos que satisfacen los esfuerzos indicados en el ítem 2.1, son los siguientes: Montantes de celosía: Montantes 1: L4”x4”x1/2” Montantes 2: L4”x4”x1/2” Montantes 3: L4”x4”x3/8” Diagonales de celosía”: Diagonales 1: L2.5x2.5x1/4” Diagonales 2: L2.5x2.5x1/4” Diagonales 3: L2.5x2.5x1/4” Redundantes de celosía: Redundantes 1: L2x2x1/4” Redundantes 2: L2x2x3/16” Redundantes 3: L3x3x1/4” En ambos casos se verifican el nivel de los esfuerzos a compresión por ser más desfavorables.

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21

Fig. 26 Ratios de los perfiles de acero. Se observan que los elementos más esforzados están trabajando al 95.4% de su resistencia última, lo cual se considera aceptable.

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TORRE TIPO

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2.2.1.1 MONTANTE 1 TORRE CELOSIA L4”x4”x1/2”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L4 X 4 X 1/2; w/t = 8; rzz= 1.97 cm; rxx = 3.08 cm; ryy = 3.08 cm; A = 24.19 cm2 L= 228.97 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 50 ksi

50

80

t

w= 11.31

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 228.97/1.97 = 116.23 < 150, para las montantes

1253520

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 12523.116 zzr

KL, entonces:

30.19983520125

23.116

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

30.199819.24 xPadm

87.48338admP kg

Control:

34.3503287.48338 admP kg Ok!

38.1.. SF

Page 23: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

23

2.2.1.1 MONTANTE 2 TORRE CELOSIA L4”x4”x1/2”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L4 X 4 X 1/2; w/t = 8; rzz= 1.97 cm; rxx = 3.08 cm; ryy = 3.08 cm; A = 24.19 cm2 L= 228.97 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 50 ksi

50

80

t

w= 11.31

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 228.97/1.97 = 116.23 < 150, para las montantes

1253520

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 12523.116 zzr

KL, entonces:

30.19983520125

23.116

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

30.199819.24 xPadm

87.48338admP kg

Control:

95.2405987.48338 admP kg Ok!

01.2.. SF

Page 24: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

24

2.2.1.3 MONTANTE 3 TORRE CELOSIA L4”x4”x3/8”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L4 X 4 X 1/4; w/t = 16; rzz= 1.98 cm.; rxx = 3.12 cm ryy = 3.12 cm; A = 18.45 cm2 L= 108.00 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 50 ksi

36.2050

1441631.11

50

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 108.00/1.98 = 54.55 < 150, para las montantes

80.2531352031.11

16677.0677.1

/

/677.0677.1

lim

xxFy

tw

twxFcr

1258.2531

10222 6

xx

Fcr

ECc

Si, 12555.54 zzr

KL, entonces:

71.22908.2531125

55.54

2

11

/

2

11

22

xFcr

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

71.229045.18 xPadm

60.42263admP kg

Control:

57.218606.42263 admP kg Ok!

93.1.. SF

Page 25: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

25

2.2.1.4 DIAGONAL 1 TORRE CELOSIA L2-1/2”x2-1/2”x1/4”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L2-1/2 X 2-1/2 X 1/4; w/t = 10; rzz= 1.22 cm.; rxx = 1.94 cm ryy = 1.94 cm; A = 7.66 cm2 L= 138.1 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 138.1/1.22 = 113.2 < 200, para las diagonales

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 1252.113 zzr

KL, entonces:

6.14922530125

2.113

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

6.149266.7 xPadm

3.11433admP kg

Control:

70.8473.11433 admP kg Ok!

5.13.. SF

Page 26: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

26

2.2.1.5 DIAGONAL 2 TORRE CELOSIA L2-1/2”x2-1/2”x1/4”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L2-1/2 X 2-1/2 X 1/4; w/t = 10; rzz= 1.22 cm.; rxx = 1.94 cm ryy = 1.94 cm; A = 7.66 cm2 L= 138.1 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 138.1/1.22 = 113.2 < 200, para las diagonales

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 1252.113 zzr

KL, entonces:

6.14922530125

2.113

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

6.149266.7 xPadm

3.11433admP kg

Control:

11.7743.11433 admP kg Ok!

7.14.. SF

Page 27: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

27

2.2.1.6 DIAGONAL 3 TORRE CELOSIA L2-1/2”x2-1/2”x1/4”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L2-1/2 X 2-1/2 X 1/4; w/t = 10; rzz= 1.22 cm.; rxx = 1.94 cm ryy = 1.94 cm; A = 7.66 cm2 L= 122.30 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 122.3/1.22 = 100.2 < 200, para las diagonales

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 1252.100 zzr

KL, entonces:

16.17172530125

2.100

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

16.171766.7 xPadm

4.13153admP kg

Control:

61.13294.13153 admP kg Ok!

9.9.. SF

Page 28: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

28

2.2.1.7 REDUNDANTE 1 TORRE CELOSIA L2”x2”x1/4”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L2 X 2 X 1/4; w/t = 8; rzz= 0.98 cm.; rxx = 1.54 cm ryy = 1.54 cm; A = 6.06 cm2 L= 100.00 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 100/0.98 = 102 < 250, para las redundantes

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 125102 zzr

KL, entonces:

7.16872530125

102

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

7.168706.6 xPadm

4.10227admP kg

Control:

81.29894.10227 admP kg Ok!

42.3.. SF

Page 29: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

29

2.2.1.8 REDUNDANTE 2 TORRE CELOSIA L2”x2”x3/16”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L2 X 2 X 3/16; w/t = 10.67; rzz= 0.98 cm.; rxx = 1.55 cm ryy = 1.55 cm; A = 4.65 cm2 L= 100.00 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 100/0.98 = 102 < 250, para las redundantes

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 125102 zzr

KL, entonces:

7.16872530125

102

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

7.168765.4 xPadm

4.10227admP kg

Control:

44.16356.7839 admP kg Ok!

8.4.. SF

Page 30: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

30

2.2.1.9 REDUNDANTE 3 TORRE CELOSIA L3”x3”x1/4”

zzr

L Factor crítico, carga concentrada,

L3 X 3 X 1/4; w/t = 12; rzz= 1.48 cm.; rxx = 2.35 cm ryy = 2.35 cm; A = 9.29 cm2 L= 127.42 cm

Cuando el ratio fyt

w 80 , en nuestro caso fy = 36 ksi

33.1336

80

t

w

Debemos utilizar las siguientes expresiones:

zzr

KL= 127.42/1.48 = 86.1 < 250, para las redundantes

1252530

10222 6

xx

Fy

ECc

Si, 1251.86 zzr

KL, entonces:

8.19292530125

1.86

2

11

/

2

11

22

xFy

C

rKLFa

C

zz

Carga admisible:

aadm FAP

8.192929.9 xPadm

1.17928admP kg

Control:

60.7871.17928 admP kg Ok!

7.22.. SF

Page 31: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

31

3.0 DISEÑO DE STUBS

Dimensiones Stub : 2L 4'' x 4'' x 1/2''

ancho = 40.64 cm

largo = 200.00 cm (longitud embebida)

Esfuezo Admisible del

concreto por

aplastamiento :

adm = 0.45 f´c

adm = 94.5 kg/cm2

Area Stub Contactacto x adm > = tracción máxima

768.10 Tn > = 51.58 Tn ==> OK¡

CHEQUEO DEL APLASTAMIENTO EN CLEAT

Cleat L 4" x 1/2"

Fc= 40,585 kg f= Diámetro del perno

np= 24.00 np= Número de pernos

f= 0.75 plg Fc= Carga de servicio en compresión

Fp= Fuerza de aplastamiento resistente

Fy= 2530 kg/cm² = Fuerza de aplastamiento actuante

Fp= 1.35Fy kg/cm² e= Espesor del perfil cleat

Fp= 3416 kg/cm²

= Fc/np*f*e

e= 1.27 cm

= 699 kg/cm² < Fp= 3416 kg/cm²

F.S.= Fp /

F.S.>= 2

F.S.= 4.89 OK

TRACCIÓN EN CLEATS

Fa= 34,388 kg Fa= Carga de servicio en tracción

L= 10.16 cm L= Longitud del cleat (idem al ala stub)

nc=np/2= 12 nc= Número de cleats

Ft= Esfuerzo de tensión admisible

T= nc*L*e*Ft T= Fuerza de tensión resistente

Ft= 0.45Fy kg/cm²

Ft= 1139 kg/cm²

T= 176,284 kg > Fa= 34,388 kg

F.S.= T / Fa

F.S.>= 2

F.S.= 5.13 OK

SOCIEDAD MINERA CERRO VERDE S.A.A.

MEMORIA DE CALCULO

TORRE TIPO TCD

DISEÑO DE STUBS

Page 32: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

32

4.0 DEFORMADAS Y DEFLEXIONES 4.1 Deformada máxima por sismo: Sismo X

Fig. 24 Estructura tridimensional deformada.

Fig. 25 Estructura deformada, máximo desplazamiento nudo superior. El desplazamiento máximo es 0.02178m = 2.18cm

Page 33: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

33

De acuerdo a lo indicado en la norma ASCE 7-10, en la tabla 12.12-1 allowable Story Drift para estructuras categoría III y otras estructuras:

Tadm H015.0

2398015.0 xadm

97.35adm cm

Por lo tanto se cumple que:

18.297.35 adm cm Ok!

Por lo tanto cumplimos con los requerimientos máximos por desplazamiento sísmico. 4.2 Deformación máxima por estados de cargas en la torre Consideramos como limitación L/150, siendo L la altura máxima de la torre

cmLadm 98.15150/2398150/

La deformación lateral máxima se produce cuando actúa la carga Hipótesis A, descrita en el ítem 1.3.1 cargas, el cual es 7.22 cm

Por lo tanto se cumple que:

22.798.15 adm cm Ok!

Por lo tanto se verifica que la deformación máxima actuante es menor que la permisible

Page 34: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

34

4.3 Verificación por distorsión angular máxima en la torre De acuerdo a lo indicado por Sowers 1962, la distorsión angular máxima es L/2500, donde L es expresada en metros, y la distorsión en radianes, por lo tanto en nuestro caso la distorsión angular máxima de las torres es 23.98/2500=0.009592 radianes. En nuestro caso la distorsión angular máxima presentada con la Hipótesis A y es 0.00737 radianes.

Por lo tanto se cumple que:

00737.00095.0 adm radianes Ok!

Por lo tanto se verifica que la distorsión angular máxima actuante es menor que la permisible

Page 35: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

35

4.4 Deflexiones máximas por estados de cargas en los elementos principales 4.4.1 Nivel +21.42m Deflexión en el nudo inicial del elemento

Deflexión en el nudo final del elemento

Page 36: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

36

La deflexión relativa máxima en el elemento es de 0.001cm en la dirección X, 0.013cm en la dirección Y y 1.058cm en la dirección Z, siendo su longitud de L=148.19cm, para elementos en voladizo el RNE, considera la longitud de verificación de L’= 2L = 296.38cm, donde la deflexión máxima debe ser menor de L/180

cmLadm 65.1180/38.296180/ >= 1.058cm OK

4.4.2 Nivel +19.26m Deflexión en el nudo inicial del elemento

Deflexión en el nudo final del elemento

Page 37: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

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La deflexión relativa máxima en el elemento es de 0.001cm en la dirección X, 0.017cm en la dirección Y y 1.056cm en la dirección Z, siendo su longitud de L=148.19cm, para elementos en voladizo el RNE, considera la longitud de verificación de L’= 2L = 296.38cm, donde la deflexión máxima debe ser menor de L/180

cmLadm 65.1180/38.296180/ >= 1.056cm OK

4.4.3 Nivel +17.10m Deflexión en el nudo inicial del elemento

Deflexión en el nudo final del elemento

Page 38: Memoria de cálculo Torre de alta tensión

TORRE TIPO

38

La deflexión relativa máxima en el elemento es de 0.004cm en la dirección X, 0.003cm en la dirección Y y 0.895cm en la dirección Z, siendo su longitud de L=148.19cm, para elementos en voladizo el RNE, considera la longitud de verificación de L’= 2L = 296.38cm, donde la deflexión máxima debe ser menor de L/180

cmLadm 65.1180/38.296180/ >= 0.895cm OK

5.0 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1) “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures” ASCE 7-10 2) American Society of Civil Engineers “Design Latticed Steel Transmission

Structures” ASCE 97-10. 3) International Building Code IBC 2006

Lima, 11 de Abril de 2014.