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SA
Descripción: HOJA DE CALCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACION DE UN POSTE METÁLICO O DE CONCRETO
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Descripción: Textul
Elementos mecanicos
sdc scdcdcdcseseesdc c c s vvvfvfvdfvgtrg tvfv fv fvFull description
CÁLCULOS EN CIMENTACIÓN DE POSTES
TIPOS Y DIMENSIONES Postes de concreto armado para uso en alumbrado público con alimentación subterránea.
Fuente: Ministerio de Energía y Minas
Postes de concreto armado para uso en redes de distribución aérea.
Fuente: Ministerio de Energía y Minas
1
Ejemplo. Efectuar el diseño de la cimentación de un poste de concreto armado para 3 tipos de suelos :
Cuyas características del poste son:
Figura N°1 Primero calculamos la altura total (h) del poste y la altura del empotramiento (he). Según el código nacional de electricidad; norma Nº DGE 015-PD-1
2
Calculamos la altura del poste (h) considerando que el poste dado es simplemente enterrado y la altura hallada no variara en cada caso.
Figura N°2 Con la altura hallada calculamos para cada uno de los casos.
LIMA. A. hipótesis “poste no necesita cimentación” Veamos:
>> Calculando el esfuerzo que se transmite al suelo:
>> Hallando el volumen del poste
3
>> Hallando el área de contacto del poste
>> Hallando el esfuerzo de la ecuación
figura N°3
>> comparamos el esfuerzo que ejerce el poste al suelo y el admisible del suelo de lima
SIERRA Hacemos los mismos cálculos como el caso anterior y nos sale la misma cantidad de esfuerzo.
4
Figura N°4
>> comparamos esfuezo que ejerce el poste al suelo y el admisible del suelo de la sierra.
Hipótesis “poste si necesita cimentación” Veamos: Como necesítanos cimentación la altura (he) varia de según norma.
Vemos que variaría la luz libre del poste de 7 a 7.353m pero la altura del poste permanece constante.
5
Figura N°5
Para poder seguir con los cálculos debemos hallar el diámetro del poste al nivel de suelo. Para eso hacemos semejanza de triángulos con vemos en la figura 9
6
7
De la figura 9 en el triangulo sombreado calculemos “Y”
Entonces el diámetro del poste al nivel del suelo es:
>> Calculando el esfuerzo que se transmite al suelo:
>> Hallando el volumen del poste y cimiento
>> Para el cimiento
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>> Hallando el área de contacto
>> Hallando el esfuerzo de la ecuación ( )
Como queremos que no se hunda el suelo de debe cumplir:
Igualando expresiones
Operando
VERIFICANDO EL ESFUERZO EN LA ECU. (C)
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CUMPLE LA COMPARACIÓN
Como cumple pero como vemos esta es el D mínimo por seguridadtómanos un mayor diámetro. Utilizamos excel
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CALCULOS MECANICOS SECUNDARIAS
DE
CONDUCTORES
AUTOPORTANTES
EN
REDES
Los cálculos mecánicos tienen la finalidad de determinar las tensiones y flechas en las diversas condiciones de operación.
CARACTERISTICAS DE LOS CABLES AUTOPORTANTES
CALCULOS MECANICOS DE ESTRUCTURAS Estos cálculos tienen por objeto determinar las cargas mecánicas en los postes, cables de retenidas y sus accesorios, de tal manera que en las condiciones más críticas, es decir a temperatura mínima y máxima de velocidad de viento no se superen los esfuerzos máximos previstos en el Código Nacional de Electricidad. Los factores de seguridad respecto a la carga de rotura, en condiciones normales, serán las siguientes:
Postes de madera 3 Postes de concreto 2 Cables de retenida 2 Accesorios de ferretería 2
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No se efectuarán cálculos en condiciones de emergencia, es decir, con rotura de conductor. CÁLCULOS MECÁNICO DE CONDUCTORES Ecuación de cambio de estado de los conductores para terrenos a nivel (Ecuación cúbica)
W12 * d 2 * E W22 * d 2 * E * 2 * E * (t2 t1 ) 1 24 * S 2 * 12 24 * S 2 2 2
Dónde: 1,2 = Esfuerzo del conductor en el punto más bajo para las condiciones 1,2, en N/mm². d = Vano de cálculo, en m. E = Módulo de elasticidad final del conductor, en kg/mm² S = Sección del conductor en mm² W1,2 = Carga resultante en el conductor en las condiciones 1,2,.. t1,2 = Temperatura en la condición i = Coeficiente de dilatación lineal del material ( 2.3 x 10 -6 1/°C) Carga resultante unitaria del conductor:
Wn
Wc2 Wv2
Dónde:
Wv Pv = Wv = Wn = =
Pv * / 1000
Presión del viento sobre el conductor (N/mm) Carga unitaria del viento sobre el conductor (N/mm) Carga unitaria resultante sobre el conductor en la hipótesis “n” (N/mm). Diámetro exterior del conductor en (mm)
Para 50 km/h de acción del viento da lugar a una presión sobre el conductor de 10.5 kg/m². No se considera sobrecarga por el hielo, dado que el área del proyecto está a menos de 1000 msnm.
Cálculo de la flecha: Se aplicará la siguiente fórmula:
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Wn * d 2 Fn 8 * S *
Hipótesis de estado Las hipótesis de estado para el cálculo mecánico de conductores, se ha definido teniendo en cuenta los factores meteorológicos del Aérea del Proyecto y la altitud sobre el nivel del mar; las cuales son: HIPÓTESIS N° 1:
DE CONDICIONES NORMALES (EDS)
Temperatura media Velocidad de viento Sobrecarga de hielo Esfuerzo en el conductor :
HIPÓTESIS N° 2:
DE ESFUERZO MÁXIMO
Temperatura mínima Velocidad del viento Sobrecarga de hielo
HIPÓTESIS N° 3:
: 20° C : Nula : Nula 1.5 Kg/mm²
: : :
10° C 70 Km/h Nula
DE TEMPERATURA MÁXIMA
Temperatura máxima Velocidad de viento Sobrecarga de hielo
: : :
50° C Nula Nula
Los cálculos mecánicos del conductor y el cálculo de estructuras se muestran en hoja Excel adjunta.
Así mismo los resultados de los cálculos se muestran en el plano IE-01.
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A) Consideraciones para el cálculo
Cargas permanentes: Se considerarán cargas verticales permanentes al peso propio de los distintos elementos como postes, conductores, aisladores, ferretería y cimentaciones. Presión debida al viento: Se considerará una velocidad del viento de 19.5 m/s. Se supondrá el viento horizontal, actuando perpendicularmente sobre las superficies que incide. La acción del viento produce una presión de 23.78 kg/m². Resultante del ángulo: Se tendrá en cuenta el esfuerzo ángulo de las tracciones de los conductores.
resultante de
Factores de seguridad: Para ambas hipótesis se considerará: C.S. = 2.0. Todas las fuerzas aplicadas se reducirán por momentos de fuerzas a una equivalente aplicada a 10.0 cm. de la punta del poste.
B) Características del diseño. AAAC
Vano promedio Carga máxima Presión del viento : Flecha más desfavorable : Longitud de empotramiento
: 75 m (AAAC) : 4.0 Kg/mm² 23.78 kg/m² 0.17 m : he = H/10+30
C) Características de los postes.
-
Material : Longitud total (m) Esfuerzo en la punta (kg) Diámetro base (mm) Diámetro vértice (m) Peso (kg) :
