ESPECIFICACIONES TECNICAS DISENO DE TORRES DE CLARO PARA CENTROAMERICA
Índice Componentes de la Oferta Técnica para las torres: 1. Estructuras de torre y accesorios 2. Dispositivo de Seguridad 3. Pintura de torre 4. Transporte 5. Sistema de Pararrayos 6. Sistema de puesta a Tierras 7. Sistema de Iluminación 8. Análisis y Diseño estructural de la torre 9. Cimentación de la torre 10. Garantías 11. Memorias de cálculo cálcu lo 12. Fabricación 13. Especificaciones de materiales material es 14. Construcción y montaje mont aje 15. Torres tipo ti po Monopolos
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Índice Componentes de la Oferta Técnica para las torres: 1. Estructuras de torre y accesorios 2. Dispositivo de Seguridad 3. Pintura de torre 4. Transporte 5. Sistema de Pararrayos 6. Sistema de puesta a Tierras 7. Sistema de Iluminación 8. Análisis y Diseño estructural de la torre 9. Cimentación de la torre 10. Garantías 11. Memorias de cálculo cálcu lo 12. Fabricación 13. Especificaciones de materiales material es 14. Construcción y montaje mont aje 15. Torres tipo ti po Monopolos
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DESCRIPCION 1. Estructuras de Torre y Accesorios 1.1
Suministro e instalación de torre Autosoportada de sección triangular o tubular para los monopolos. Las torres triangulares deben ser formadas por tramos de 6.00 metros de longitud cada una. Las piernas, patas o montantes serán de sección tubular y los espesores podrán ser de cédula 40, cédula 80 o milimétricos. Las diagonales podrán ser de sección tubular y espesores cédula 40, cédula 80 o milimétricos o de angulares de lados iguales con un ángulo de 90 grados entre las alas. No se aceptan montantes con angulares formados en frio a partir de doblar angulares de 90 grados (“schifflerized angles”) porque las áreas planas ofrecen mayor resistencia al viento que los tubos y además dichos angulares poseen menor radio de giro que impacta en una mayor esbeltez y de consiguiente demandan mayor área equivalente.
1.2
Para todo lo referente a los pernos se debe cumplir con que deben llevar arandela plana, arandela de presión, tuerca y arandelas de seguridad. Pernos de Anclaje: los mismos deben incluir tuerca, tuerca de seguridad, roldana plana y de presión. Se debe indicar la longitud de los pernos y diámetro de los mismos. La longitud mínima debe ser de 2.00 metros y el diámetro mínimo debe ser de 1 pulgada o de acuerdo al diseño del fabricante, lo cual garantice la funcionalidad de los mismos.
1.3
Plataformas en la sección interna de la torre: se deben instalar las siguientes plataformas: 1.3.1 Si la torre es de 72 y 60 metros de altura se debe instalar una plataforma a 3 metros de la cúspide y a 30 y 42 metros de altura (total 3 plataformas) 1.3.2 Si la torre es de 42 metros de altura se debe instalar plataforma a 3 metros de la cúspide, y a 30 metros de altura (total 2 plataformas) 1.3.3 Si la torre es de 36 o de 30 metros de altura se debe instalar plataforma a 3 metros de la cúspide. Las plataformas no deben contar con escotilla únicamente el paso, las mismas deben ser galvanizadas en caliente por inmersión y el diseño es de acuerdo a la ingeniería del fabricante.
1.4
Soportes de antenas celulares: se debe proveer de 3 soportes de antenas celulares los cuales deben tener capacidad de instalar 4 antenas cada uno tipo panel para CDMA, GSM y UMTS, en cada uno de ellos la dimensión de los tubos para colocar las antenas
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deben tener un longitud de 3.00 metros y un diámetro de 2 pulgadas. Ver anexo figuras de especificaciones para la geometría completa. 1.5
1.6
Toda la estructura debe ser galvanizada por inmersión en caliente de acuerdo a la norma ASTM A123 para los materiales estructurales y ASTM-A153 para el herraje. Los espesores serán de acuerdo al siguiente cuadro:
ARTICULOS
ESPESOR MINIMO EN μm
Artículos de acero de ¼” o más de espesor Artículos de acero entre mayores que 1/8” a menores que ¼” de espesor Artículos de acero de entre 1/16” a 1/8” de espesor Tubos en cualquier espesor Piezas roscadas y otros artículos Estructuras cercanas al mar o medios con alto grado de salinidad, corrosión, gases volcánicos, etc., todos los elementos de la torre, excepto lo indicado en la primera línea de este cuadro.
100 85 65 75 45 85
Escalerillas para cableados de RF: Se debe proveer de 2 escalerillas para la instalación de cableados de RF, las mismas se deben instalar una en la cara 1 y la otra en la cara 2 en toda la altura de la torre y se debe formar por secciones de 6 metros c/u, la capacidad de cables de 1 5/8” que se debe poder instalar es de 6 cables por dos camas por cada escalerilla, haciendo un total de 12 cables por escalerilla, las escalerillas deben fabricarse con dos largueros compuestos de angulares de 1½” x ¼” (estos angulares podrán sustituirse por tubos para reducir la resistencia al viento), y peldaños a cada 20” de hembra de 1½” x 1/16” con 12 agujeros de 3/4” de diámetro. Cada escalerilla debe ser de 60 cm de ancho (ver detalle en anexo de figuras de especificaciones), la cual debe ser sujetada a la torre por abrazaderas y pernos A-394. Estas escalerillas deben llevar en la parte inferior una base de concreto que no permita su movimiento, y deben instalarse una en cada cara de la torre (2 caras de la torre con escalerilla), tomar en cuenta que las escalerillas deberán tener en la parte trasera una platina de acero galvanizada como se indica en el punto 6 de sistemas de tierra ver esquema en anexo de figuras de especificaciones. Además se debe poder instalar 4 cables adicionales de ½” dispuestos en dos camas en cada escalerilla.
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1.7
Escalera para ascenso de personas a la torre: Se debe de proveer de una escalera de ascenso a la torre la cual se debe instalar en toda la altura en la cara 3. En algunos casos se podrá aceptar que se combine con una de las escalerillas de cables de RF para reducir la cantidad de largueros verticales y reducir el área expuesta al viento. La escalera debe ser de secciones de 6 metros, compuesta de dos angulares de 2” x 1/4” (estos angulares podrán sustituirse por tubos para reducir la resistencia al viento) y debe tener peldaños lisos de 5/8” de diámetro con una separación de 0.30 metros y un ancho mínimo de 0.60 metros, ver esquema en anexo de figuras de especificaciones. Dicha escalera debe ser sujetada a la torre por abrazaderas y pernos A-394. El fabricante podrá proponer otro sistema de sujeción, en cuyo caso deberá considerarse si los elementos adicionales de fijación ofrecen resistencia al viento y contabilizarse apropiadamente, ya sea si son planos o redondos. Es importante minimizar dicho efecto.
2. Dispositivo de seguridad: Se debe proveer de un cable de vida, el cual debe ser un cable de acero de 3/8” con sus accesorios de instalación. NO colocar cinchos “guarda espaldas” (comúnmente conocidos como quita miedo). 3. Pintura de torre: Se debe suministrar y aplicar pintura esmalte acrílica 100% a base de agua de calidad Sherwin Williams o similar, la misma se debe aplicar según la Ley de navegación aérea de cada país, se debe iniciar con color naranja y blanco y se debe terminar en color naranja en franjas alternas de blanco y naranja. 4. Transporte: La torre a proveer debe ser traslada hasta el sitio de celda donde la instalará el contratista designado. 5. Sistema de Pararrayos: Se debe proveer e instalar un pararrayos tipo Ingesco Nivel II PDC 3.1 u otro de similar o mejor calidad comprobable (lo cual debe ser previamente aprobado por el responsable de Ingeniería de Claro) e instalarlo en un trípode en la parte superior de la torre. Dicho pararrayos debe conectarse al trípode por medio de un cable 2/0, el cual debe unirse al sistema de puesta a tierra de la torre según sistema indicado o aprobado por el responsable de Ingeniería de Claro de cada país. Cualquier sistema que se apruebe iría a la par de uno de los montantes . No se aconseja instalarlo al interior de un montante porque el “pillaje” puede usar pulidora para cercenar los tubos, robar el material (principalmente cobre) y poner en riesgo de colapso la torre completa.
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Tampoco se aconseja usar la torre en sí como conductor , porque requiere soldadura Cadweld en los flanges de unión de cada sección de la torre, lo cual “destruye el galvanizado”. (El proceso Cadweld se compone de la unión de polvo de aluminio, una pequeña cantidad de óxido de zinc y óxido de cobre. El aluminio y el óxido de zinc reducen al cobre produciendo una gran generación de calor. Al comienzo la temperatura se eleva a 450ºC por causa del material de ignición o pólvora, la cual se enciende por medio de un yesquero apropiado. Luego se eleva a 900ºC lográndose el punto de fusión del material, finalmente se completa la reacción química a los 2200ºC donde se produce la soldadura exotérmica). La bajada en la parte inferior debe conectarse al anillo del sistema de tierras y también conectarse a los pozos de cada electrodo que debe tener tratamiento especial (bentonita, Gem, etc.). La torre en sí también debe aterrizarse colocando en cada montante una platina independiente que se sujeta a los pernos de la base por medio de una tuerca extra. A dicha platina independiente se conecta el cable con soldadura Cadweld. Total deben ir 6 electrodos: 2 para el aterrizaje de los feeders, 1 para el pararrayo y 3 para la torre, los cuales se ubicaran en área contigua a cada una de las patas de la torre 6. Sistema de Puesta a Tierra: El sistema de puesta a tierra de la torre debe ser un anillo formado con cable de cobre desnudo 2/0, el cual debe contar con electrodos de puesta a tierra uno por cada pata de la torre y uno en cada bajada de la escalera de cables de RF del cual deben quedar dos colas uniendo con cadweld cada una de las escaleras de cables con el anillo del sistema de tierras de la torre, tomar en cuenta que no se deben de pintar las uniones de las escaleras de cables en la parte interna para mejorar el área de contacto, también se debe dejar platinas soldadas a las escaleras de cables de RF y las mismas deben estar ubicadas en la parte superior de cada una de las secciones de la escalera (secciones de 6 metros de altura) la platina debe contar con agujeros para efectuar la puesta a tierra de los cableados directamente a la escalera de cables la misma es una platina galvanizada del mismo material de las escaleras y con las dimensiones de 10 centímetros de altura el ancho de la escalera de cables y el grueso de 1/4” esta platina sustituye a las de cobre, de cada uno de los electrodos ubicados en las aristas de la torre se debe efectuar una conexión hacia las patas de la torre (esto debe quedar enductado entre el concreto de las bases de la torre, cada uno de los electrodos debe contar con registro de PVC color blanco de 6 pulgadas y altura de 15 pulgadas enterrado y tapón PVC para el mantenimiento correspondiente. Todas las conexiones se deben efectuar con CADWELD. Se debe entregar por escrito la medición del sistema de tierra el cual debe tener una resistencia menor a 2 Ohms. La profundidad del anillo del sistema de puesta a tierra debe ser mayor a 0.60 metros del nivel de piso o suelo y se debe aplicar Página 5
concreto con un espesor de 10 centímetros en la parte superior de la zanja del anillo de tierras. Si se tuviera terrenos en los cuales no fuera posible obtener la medición del sistema deseado se debe hacer una propuesta de un sistema especial y el mismo debe ser aprobado por la supervisión. 7. Sistema de Iluminación: 7.1 Si la torre es de 42 metros o mayor altura debe llevar en la parte superior una lámpara de obstrucción doble con foco y soporte para colocación, las ampolletas deben ser de vidrio y base metálica y en la parte intermedia de la torre debe llevar 3 piezas de lámpara de obstrucción simple, con las mismas características de la anterior. 7.2 Si la torre es menor de 42 metros de altura debe llevar en la parte superior una lámpara de obstrucción doble con foco y soporte para colocación, las ampolletas deben ser de vidrio y base metálica. El sistema de iluminación debe ser tipo LED debe incluir caja de control resistente a la intemperie con herrajes adecuados para sujetarse al montante de la torre, con su respectiva fotocelda CR-174, H651 de 1000 vatios. La Instalación del sistema de iluminación debe hacerse en base a la especificación del sistema que se provea sujetado con las piezas adecuadas en la parte de la torre y enductado de la torre hacia el tablero de distribución donde deben instalar el breaker correspondiente, el cableado de las luces debe ir enductado con tubería galvanizada diámetro ¾” con cajas de registro y aplicación de sellador en las uniones en lo que corresponde a la torre, el responsable de la obra civil debe dejar la canalización con ducto PVC eléctrico de diámetro 1” para llevar el cableado hacia el tablero de distribución, la realización del cableado es responsabilidad del proveedor que efectúe el montaje de la torre. El sistema de LED a proveer debe ser aprobado por la parte de ingeniería de cada país. Por cada 5 sistemas de iluminación tipo LED que se instalen el contratista debe proveer de un kit de repuestos el cual debe ser entregado al momento de las recepciones de las torres. También se podrá utilizar el sistema tradicional TWR para las luces de navegación con bombillos de un mínimo de duración de 8000 horas, lo cual tiene diferencia de costo que el sistema de LED, lo cual se debe indicar en la oferta, si se instala los sistemas tradicionales no se debe entregar kit de repuestos. 8. Análisis y Diseño Estructural de la torre : 8.1 Códigos o normas a utilizar en orden de jerarquía:
Estas especificaciones técnicas Página 6
TIA/EIA -222-F para condición con viento AISC-89 ASD para diseño por esfuerzos de trabajo AISC-98 LRFD para revisión por resistencia para sismo ACI-318-05 para diseño de cimentación ASTM A-123 (norma de galvanizado) Reglamentos de construcción de cada país: Normas estructurales de diseño y construcción recomendadas para la República de Guatemala, NR-1, NR-2, NR-3 y específicamente la NR-5 Requisitos para diseño de obras de infraestructura, Capítulo 6 Requisitos de diseño estructural de torres. AGIES (Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica). Reglamento para la seguridad estructural de las construcciones y Norma Técnica para diseño por sismo, El Salvador, 1997. ASIA (Asociación Salvadoreña de Ingenieros y Arquitectos), Ministerio de Obras Públicas. Específicamente el Título V Seguridad sísmica de los sistemas vitales de servicios públicos del Reglamento y el Capitulo 8 Otras Estructuras de la norma. Código Hondureño de Construcción, Reglamento de construcciones y normas técnicas complementarias, Volumen II. Comisión CHC Colegio de Ingenieros Civiles de Honduras, Edición 2000. Específicamente Capítulo XII, inciso 3 Diseño por Sismo, y 3.9.5 Otras estructuras distintas a edificios. Reglamento Nacional de Construcción RNC-07, Dirección General de Normas de Construcción y Desarrollo Urbano, Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI, Nicaragua, 2007. Ver Artículo 35 Análisis y diseño de otras construcciones nuevas. Código sísmico de Costa Rica 2002. Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica
8.2 Elementos estructurales y secundarios de las torres Las torres auto soportadas triangulares se deberán diseñar como estructuras en 3-d y los monopolos como voladizos verticales. Las torres se podrán modelar de dos formas: como armaduras en 3-d con todos los elementos trabajando a carga axial, o bien como una combinación de elementos que trabajan a carga axial, corte y momentos flexionantes (los montantes o patas) con elementos que trabajan solo a carga axial (las diagonales o breizas). En ambos casos, pueden existir elementos secundarios en las caras de la torre que se usan únicamente para reducir la esbeltez de los elementos principales, y que es opcional incluirlos explícitamente en el modelo matemático, aunque sus áreas proyectadas sí deben incluirse para calcular las fuerzas de viento y la carga muerta.
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También pueden existir elementos secundarios horizontales al interior de las torres que no ofrecen resistencia al viento, pero que sí contribuyen a la carga muerta y a reducir la esbeltez de algunas diagonales. Todas las platinas empleadas en las uniones deben considerarse explícitamente en el conteo de áreas expuestas al viento (TIA/EIA-222-F sección 2.3.5.1). Dicho conteo puede ser como un porcentaje del área de los elementos principales (calibrado por cada fabricante en base a casos similares) o bien considerar cada platina una por una con sus dimensiones reales. En vista que la norma TIA/EIA-222-F sección 2.3.6.3 deja opcional incluir el área de los aditamentos lineales que queden dentro del ancho de la cara de la torre como elementos estructurales para el cálculo de la relación de solidez, “e”, en estas especificaciones se opta por no incluirlos , lo cual redundará en un coeficiente “Cf” mayor y por lo tanto en una mayor fuerza de viento. Este caso será más crítico que si se optará por incluir los aditamentos en el cálculo de “e” como lo han hecho algunos proveedores de torres. 8.3 Velocidades de viento para el diseño estructural de las torres: Velocidad básica de viento de 80 mph Velocidad básica de viento de 100 mph Velocidad básica de viento de 125 mph Ver inciso 2.1.3.1 de la norma TIA/EIA-222-F para la definición de velocidad básica de viento. La torre a utilizar dependerá de la ubicación del sitio de celda en cada área geográfica de los países, lo cual será determinado por el responsable de ingeniería de cada país, deberá estar en cualquiera de las velocidades de viento indicadas. 8.4 Velocidades de viento para condiciones de serviciabilidad de las torres: Velocidad básica de viento de 50 mph, según inciso 11.2.1 de la norma TIA/EIA-222-F. Los requerimientos operacionales se basarán en una degradación global permisible de 10 dB en el nivel de la señal de radio frecuencia. Ver Anexos C y D de la norma EIA-222-F. También podría guiarse por un ángulo de oscilación máximo de 0.75 grados. Dicho ángulo se calculará con el desplazamiento lateral máximo del tope de la torre y la altura total de la misma.
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8.5 Aditamentos discretos: 12 antenas celulares, se debe contar con soportes para instalar 4 antenas por cada sector, las antenas a instalar son de las siguientes: 1900 MHz: Antenas ADFDP182-6565B-XDM, Antenas de 900 ambas de marca Andrew chequear MHz: CTSDG-06516-XDM, características, Antena marca Kathrein, modelo 739 686, 65° Panel Utilizar las dimensiones reales Antenna chequear características . proporcionadas por el fabricante para la estimación de las áreas de exposición al viento. Los sectores deben llevar una orientación de 45 grados, 180 grados y 310 grados. Los coeficientes de carga de viento podrán obtenerse de la tabla B6 del TIA/EIA-222-F o bien considerarse como aditamentos discretos con coeficientes de fuerza Ca indicadas en la tabla 3 de TIA-EIA-222-F cuya EPA (Area efectiva) sea la combinación de las proyecciones: EPA = CaAa normal Cos^2(ángulo) + CaAa transversal Sin^2(ángulo). No deberá considerarse el efecto de sombra o “shielding” entre antenas, por lo que deben considerarse todas las antenas. 8.6 Aditamentos discretos: 4 antenas de microonda con radome Antenas SLIMLINE Standard parabólica, marca RFS, 7.125-8.5GHz. FLANGE PDR-84, 10 pies de diámetro con radome, COD. SP10-W71AD1S, ver características en el manual correspondiente. Con la siguiente ubicación: A 5.75 metros debajo del tope de la torre, deben ir 2 antenas a 0 grados y una a 180 grados, una antena a 5 metros más abajo y ubicada a 180 grados. Ver esquema adjunto. Esto aplica a las torres de 42, 45, 60 y 72 metros, los coeficientes de carga de viento se deben obtener de la tabla B2 del TIA/EIA-222-F, paraboloides con “radome”, por lo que también el área de las antenas debe ser tomada completa. Para las torres de 36 y 30 metros tomar en cuenta 2 antenas de MW de 4 pies con radome y de un peso aproximado de 80 libras, afectando una cara de la torre en forma directa a 0° y 3.00 metros debajo de las antenas de celulares. Se ubican las dos en la misma cara, una en cada montante, como se indica en el esquema adjunto del anexo de figuras de especificaciones. No deberá considerarse el efecto de sombra o “shielding” entre antenas, por lo que deben considerarse todas las antenas. 8.7 Aditamentos lineales: cables de RF: Las líneas de cables indicadas en el inciso 1.6 se colocarán de la siguiente forma en la primera cara: 1 grupo de 12 cables heliax de 1 5/8” en dos Página 9
camas de 6 cables cada una + otro grupo de 4 cables de ½” en dos camas de 2 cables cada una. Para las caras donde van los cables deben considerar tres posibles situaciones: a) Viento normal a la escalerilla. Se exponen al viento solo la primera cama de 6 cables. La segunda se omite por efectos de “sombra”. Examinar primero la condición de 6 cables individualmente y luego la condición de un grupo de cables equivalente rectangular con un coeficiente Ca de 1.5, y se tomará en cuenta las áreas normales y transversales del grupo según el ángulo de acción del viento. De ambas situaciones, tomar la que produzca la menor área expuesta. Considerar que los cables cubren parcialmente los peldaños con agujeros, por lo que estarán expuestos al viento los dos largueros verticales completos y parcialmente los peldaños horizontales (descontar ancho que ocupan los cables), usando el correspondiente coeficiente Ca indicado en la tabla 3 de TIA-EIA-222-F para elementos planos o circulares. b) Viento a 60 grados respecto de la normal de la escalerilla. Debido a que la instalación estándar es juntando los cables en grupos de dos y con una separación entre cada grupo, cuando el viento impacta en el grupo de cables, se exponen al viento “los 12 cables”. Examinar primero la condición de 12 cables individualmente y luego la condición de un grupo de cables equivalente rectangular con un coeficiente Ca de 1.5, y se tomará en cuenta las áreas normales y transversales del grupo según el ángulo de acción del viento. De ambas situaciones, tomar la que produzca la menor área expuesta. c) La tercera condición que debe examinarse es cuando la segunda escalerilla de cables (en la segunda cara de la torre), no posee ningún cable todavía, estando expuestos en su totalidad al viento los dos largueros verticales y los peldaños horizontales con sus respectivos agujeros y usando el correspondiente coeficiente Ca indicado en la tabla 3 de TIA-EIA222-F para elementos planos o cilíndricos. 8.8 Por peso se debe considerar la instalación de 24 cables heliax de 1 5/8”, los cuales se instalaran 12 unidades en cada cara de la torre + 8 cables de ½” los cuales se instalaran 4 en cada cara de la torre. 8.9 Aditamentos lineales: escalera de ascenso Se debe examinar la condición de viento en la cara 3 donde estará instalada la escalera de ascenso indicada en el inciso 1.7, tomando en cuenta para la integración de la fuerza de viento que dicho aditamento lineal posee tanto elementos planos como circulares, por lo que en su cálculo debe mostrarse dicha diferenciación.
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8.10 Otros aditamentos: En el cálculo de las fuerzas de viento se deben tomar en cuenta los tubos de montaje de las antenas de microonda, considerando áreas proyectadas tanto en el plano normal como transversal. Para el plano normal la antena le hace sombra en parte o a la totalidad según sea el tamaño del tubo y de la antena. Para el plano transversal se deben considerar el tubo vertical de soporte propiamente dicho y los elementos de fijación hacia la torre (horizontales y/o inclinados). Para las antenas de MW de 10. Pies, agregar un tubo estabilizador. Para las antenas de celda se debe considerar todo el conjunto de elementos de soporte como “marcos de montaje”, los cuales estarán compuestos por tubos verticales y horizontales, los elementos de fijación hacia la torre (horizontales y/o inclinados) y los elementos estabilizadores horizontales. Cuando un caso de viento impacte a un marco de montaje en forma frontal, considerar que las antenas de celulares le hacen “sombra” a una parte de los mástiles. Sin embargo, para los otros dos marcos de montaje, es posible que se logren ver totalmente los mástiles debido a que las antenas de celulares pueden tener una inclinación vertical (tilt) que no permita “taparlos” totalmente. Ver Esquemas adjuntos. No debe considerarse el efecto de sombra o “shielding” entre los diferentes elementos que componen un mismo marco de montaje, pero al considerar que en la torre hay en total 3 marcos al mismo nivel (uno en cada sector), se permite aplicar un factor de 0.85 al área total para obtener el área efectiva. Las plataformas también deben tomarse en cuenta y pueden ser de varios tipos: marco-armadura simétrico, de bajo perfil o anillos circulares simétricos. Parte de sus elementos podrían omitirse por el efecto de sombra o “shielding” que le pudieran ocasionar los elementos estructurales principales, guiándose para ello en el esquema efecto de sombra adjunto. 8.11
Se debe considerar una carga de 2 personas de un peso de 80 kg. cada una solamente para el cálculo de los elementos secundarios que brindarán soporte a los operarios que requieran acceso a los equipos. No debe tomarse este caso para el análisis global de la torre porque la estructura no es para el uso de personas propiamente dicho.
8.12
Para el cálculo estructural de la torre se deben utilizar las combinaciones siguientes:
1.0 carga muerta + 1.0 viento Según norma TIA/EIA-222-F, requiriendo como mínimo dos direcciones de viento en cada una de las caras: una normal a la cara y otra a 60 grados Página 11
para las torres triangulares (total 2 análisis por 3 caras = 6 casos mínimos de análisis de acuerdo a las posiciones de las escaleras de cables y de ascenso que se indican en los artículos 1.6 y 1.7). Diseño de la torre en sí por esfuerzos de trabajo ó esfuerzos permisibles según AISC-ASD. Ver diagrama de vientos a considerar en anexo de figuras de especificaciones.
Carga muerta mas sismo: Según norma de construcción de cada país, el método de revisión será por resistencia y las combinaciones serán: Para Guatemala, Honduras y Nicaragua: 1.2 carga muerta + 1.0 sismo 0.9 carga muerta + 1.0 sismo Para El Salvador: 1.05 carga muerta + 1.40 sismo 0.90 carga muerta + 1.43 sismo Para Costa Rica: 1.05 carga muerta + 1.0 sismo 0.95 carga muerta + 1.0 sismo Y el método de revisión de esfuerzos para la torre en sí será por AISCLRFD porque el sismo se integra para dichas condiciones. En todos los casos se deberá documentar detalladamente la integración de las fuerzas sísmicas, empleando el método de superposición modal y espectros de diseño con los controles mínimos o máximos que indica el código de cada país. Algunos parámetros a tomar en cuenta en cada país: Código Sísmico de Guatemala, AGIES Zona Sísmica 4.2, Aceleración pico del suelo Ao=0.40g Tipo de Suelo S2, a menos que el ingeniero geotecnista considere tipo S4 Factor R=3.6 Espectro de diseño: Figura 2-2/2 Factor para calcular desplazamientos inelásticos Ro =3.00
Código Sísmico de El Salvador, ASIA Zona Sísmica I Tipo de Suelo S3, a menos que el ingeniero geotecnista considere tipo S4 Categoría de ocupación: II Factor R=4
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Coeficiente sísmico (espectro de diseño): Sección 5.2, Coeficiente Co=3.0, To=0.6seg Factor para calcular desplazamientos inelásticos Cd =4.00
Código Sísmico de Honduras, CHC Zona Sísmica 6 Tipo de Suelo S3, a menos que el ingeniero geotecnista considere tipo S4 Categoría de ocupación: 3 Factor Rw=4 Espectro de diseño: figura 3 Calculo de desplazamientos inelásticos: sección 3.5.8
Código Sísmico de Nicaragua, RNC Zona Sísmica C Tipo de Suelo III, a menos que el ingeniero geotecnista considere tipo IV Factor de Importancia: Grupo B Espectro de diseño: articulo 27 sección II, figura 3 Factor de ductilidad Q igual a 1.0. Factor de reducción por sobre-resistencia: 2
Código Sísmico de Costa Rica. 2002 Zona Sísmica IV Tipo de Suelo S3, a menos que el ingeniero geotecnista considere tipo S4 Clasificación de edificación: Grupo C Tipo de estructura: Voladizo Ductilidad global asignada 1.0 Factor de Sobre-resistencia SR=1.2 Espectro de diseño: Figura 5.11 para suelo S3 y zona IV, o bien Figura 5.12 para suelo S4 Factor para calcular desplazamientos inelásticos = 1.00
El método de combinación modal será el método CQC (combinación cuadrática completa) con un 5% de amortiguamiento crítico para todos los modos para ser consistentes con el valor usado en la construcción de los espectros, aunque se reconoce que las torres de acero tienen un amortiguamiento critico menor. La cantidad mínima de modos de vibración a incluir debe ser suficiente para obtener una participación de masa modal combinada de por lo menos el 90% del peso total de la torre, incluyendo el peso de todos los aditamentos.
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Se deberán hacerlas las comparaciones respectivas para no tener fuerzas menores que el método estático equivalente, según detalles de cada código centroamericano. 8.13
Software: para los cálculos estructurales se podrá emplear una combinación de hojas electrónicas y programas comerciales o programas particulares no comerciales, tanto para la integración de las cargas, como para el análisis y el diseño estructural de la torre y/o de la cimentación. Los programas comerciales podrán de tipo general siendo los más conocidos SAP2000, SAFE (cimentación), STAAD PRO, GTStrudl, RAM (cimentación), ADAPT (cimentación), RISA 3D, etc. O los específicos para las torres en sí como RISA TOWER, TOWER.
8.14
Las alturas a utilizar de torres son las siguientes:
72 metros triangular 60 metros triangular 45 metros triangular 42 metros triangular 36 metros triangular 30 metros triangular Monopolos de 30 metros de 24 metros de 18 metros
8.15
Diseño estructural de la torre: Debido a que el viento o el sismo pueden actuar en cualquier dirección, todos los elementos principales y sus respectivas uniones deben diseñarse tanto para fuerzas de tensión como de compresión.
Compresión: Revisar explícitamente la condición de esbeltez para cada elemento Kl/r x, Kl/rz, Kl/r efectiva (TIA-EIA-222-F sección 3.1.14.3 para angulares simples), chequear los límites de esbeltez que dice TIA-EIA-222-F sección 3.1.12. Calcular el esfuerzo admisible de compresión y la fuerza de compresión que pueda resistir cada elemento. Para algunas breizas en X deberá revisarse que la breiza a tensión cumpla con el criterio del 20% según ANSI/ASCE 10-90/97(ejemplos 7, 8 y 9) para poder usar el respectivo caso de esbeltez efectiva. Deberá revisarse explícitamente que las breizas o elementos secundarios usados para reducir la esbeltez de elementos principales cumplan con el criterio del 1.5% según TIA-EIA-222-F sección 3.1.13.
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Tensión: Deberá revisarse explícitamente la capacidad a tensión de los elementos en las siguientes tres condiciones: la cedencia, capacidad a la ruptura, y la capacidad de “bloque de cortante” para angulares conectados por medio de pernos TIA-EIA-222-F secciones 3.1.4 a 3.1.5 Deben indicarse las áreas brutas, áreas netas, y las áreas netas efectivas. Para el caso del bloque de cortante, para cada unión típica deberán indicarse las áreas gruesas y netas para los planos tensión y corte. Se deberá mostrar para cada elemento la relación entre Capacidad/Demanda, que podría llamarse Factor de Seguridad y que debe ser mayor o igual que 1.0 para que el elemento propuesto sea aceptable, o bien la relación (Demanda/Capacidad) x 100 que podría llamarse Factor de Utilización, expresada en porcentaje y que debe ser menor o igual que 100%.
Diseño de conexiones: Deberá mostrarse el diseño de los pernos a tensión o corte en las siguientes uniones: en la base de la torre, montante-montante, breizamontante o breiza-breiza. Las capacidades anteriores se establecerán según AISC-ASD para las combinaciones con viento (incluyendo el factor de 1.33) y según AISCLRFD para las combinaciones con sismo. Bajo ninguna circunstancia se mezclarán ambos procedimientos de diseño en la torre propiamente dicha. Tampoco se permite diseñar los elementos principales con un método y las uniones con otro. Excepto la cimentación que se hará por resistencia para las combinaciones con viento y para las combinaciones con sismo. 9. Cimentación de la torre:
9.1 Estudio Geotécnico Para la construcción de la cimentación de las torres previamente se debe efectuar un estudio geotécnico el cual debe incluir toda la información necesaria para que el ingeniero estructural realice el cálculo y diseño de la cimentación. Para cada sitio deberá hacerse como mínimo 2 perforaciones. El informe de suelos deber proporcionar la siguiente información, como mínimo: -
Registro fotográfico tanto de las perforaciones como del entorno
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Descripción de los diferentes estratos de suelo (estratigrafía) con sus respectivas características geomecánicas como espesor, densidad húmeda, tipo de material, ángulo de fricción (si fuera el caso), etc. Nivel freático si existiera Resultados del ensayo de penetración estándar, SPT para profundidades mínimas de 25 pies, pudiendo aumentar si el suelo del sitio está propenso a licuación o es relleno no controlado Capacidades de soporte del suelo de trabajo VS, con factor de seguridad de 3, en forma gráfica para diferentes profundidades, tipos y tamaños de cimentación. Como mínimo zapatas aisladas cuadradas (para circulares indicar el factor de modificación), losas de cimentación y pilotes (capacidad solo a tensión por fricción y por aparte capacidades a compresión por fricción y punta). Recomendaciones para el proceso constructivo: en base a los materiales y resultados de ensayos de laboratorio se deberá recomendar el tipo de cimentación idónea para que el proceso constructivo sea el menos complicado posible, aunque se deja al diseñador del cimiento la decisión final del tipo de cimiento a usar según sus cálculos estructurales. Cuando la topografía del lugar muestre una pendiente mayor del 20% y/o existan taludes cercanos, deberá efectuarse una análisis de estabilidad de taludes, reportando las curvas de falla (parcial y/o total) y sus respectivos factores de seguridad (incluir las curvas más críticas). Para los casos que sean inestables indicar si es posible una estabilización y recomendar el método constructivo más apropiado para que el cliente pueda estudiarla y tomar una decisión. Para los sitios que tengan potencial de licuación o rellenos no controlados, el perforador deberá reportarlo para que se le den las instrucciones adicionales pertinentes, como por ejemplo aumentar la profundidad de las perforaciones o llegar al límite originalmente contratado. Para sitios propensos a licuación (combinación de arenas sueltas, presencia de agua y amenaza sísmica), deberá reportarse la densidad relativa conforme la profundidad, esto para evaluar las probabilidades de licuación, su extensión y si se opta por una cimentación con pilotes, poder establecer su longitud para brindarle la estabilidad global a la torre. Losas “flotantes” o losas de cimentación compensadas no se aplican para estas condiciones de licuación. Para sitios donde se encuentre a poca profundidad “rechazo” en el SPT, debe reportarse todos los intentos de perforaciones para establecer con mayor certeza si se tiene un lecho rocoso o piedras grandes aisladas. Deberá examinarse la geología de los alrededores para ayudar a establecer la posibilidad de manto rocoso, y deberá hacerse en el sitio cuatro excavaciones tipo “pozo a cielo abierto” o calicata para confirmar dicha condición y reportar el tipo de roca, establecer el perfil del lecho rocoso, si Página 16
existen fisuras o no, si es factible “anclar” la cimentación a dicho manto rocoso o si el grado de fisuración es tal que no pueda garantizarse algún anclaje y tenga que optarse por una losa de cimentación superficial. Se adjunta un anexo con una ampliación a las Especificaciones Técnicas como complemento a los requerimientos de los estudios de geotecnia.
9.2 Diseño de cimentación Los tipos de cimentación que se aceptarán para las torres auto soportadas son: zapatas aisladas conectadas con una viga de amarre, pilas con campana conectadas con una viga de amarre, losas de cimentación o pilotes profundos (hincados o fundidos in-situ). Su diseño se hará por resistencia y de acuerdo al código ACI-318-05. Deberá revisarse la estabilidad según sea el tipo de cimentación: -
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Compresión para zapatas aisladas o pilas con campana: verificar que el esfuerzo inducido sea menor que el valor soporte de trabajo VS multiplicado por el valor de 1.33 para combinaciones de carga muerta más viento. Para combinaciones de carga muerta más sismo, el valor soporte de trabajo VS se multiplicará por el factor de seguridad de 3 y por un factor de resistencia de 0.67 para poder comparar los esfuerzos en condiciones de resistencia Compresión para pilotes o pilas rectas revisar que la capacidad de la punta mas la fricción sea mayor que la fuerza inducida. Levantamiento de zapatas aisladas o pilas con campana: revisar que el levantamiento es resistido por el peso propio más el peso del suelo encerrado dentro de una pirámide o cono invertido truncado cuyos lados forman un ángulo de 30º con la vertical. Levantamiento de pilas o pilotes rectos: revisar que resisten por su peso propio más la fricción. Volteo en losas de cimentación: el factor de seguridad contra el volteo deber ser mayor o igual a 2. para El Salvador, Honduras, Nicaragua y Costa Rica (a pesar que la norma TIA-EIA-222-F sección 7.2.4.5 requiere un factor mínimo de 1.5). Para Guatemala la norma de AGIES requiere que la excentricidad (relación Momento/Carga Axial) sea menor que 1/6 de la longitud de la losa en la dirección que se está examinando. Los casos de direcciones de viento a examinar para el volteo dependerán del tipo de torre en cuestión. Para torres triangulares auto soportadas con losas cuadradas, deben examinarse como mínimo cuatro de las seis posibles direcciones de viento. Para torres cuadradas auto soportadas examinar dos direcciones de viento (normal a una cara y a 45. grados). Para monopolos tubulares metálicos o torres cuadradas de sección transversal pequeña, que funcionan casi como monopolos, se examinan dos direcciones de viento (normal a una cara y a 45. grados). Ver esquemas en anexo de figuras de especificaciones.
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Todas las cimentaciones de torres tipo zapatas aisladas o pilas con campana deben contar con viga conectora con dimensión mínima de 25 cm x 35 cm. Dicha viga debe ir enterrada y conectar los tres pedestales entre sí a nivel superficial del terreno y diseñarse para una fuerza axial de tensión igual al 10% carga axial máxima o cortante máximo actuante en cada uno de los pedestales de la torre. 10. Garantías. El proveedor de la torre debe extender una garantía mínima de 10 años a partir de la fecha de la recepción final de la misma, la cual debe cubrir la estructura de acero y la cimentación de la torre, en caso de que se tengan diferente proveedor el fabricante es responsable de la estructura de la torre y el constructor de la cimentación del proveedor que la efectúe, cuando el montaje de la torre se efectúe con un proveedor diferente al fabricante de la torre se debe establecer la responsabilidad del traslado y el montaje al que efectúe dicha actividad. 11. Memorias de Cálculo: de todos los cálculos se debe entregar memorias detalladas impresas debidamente firmadas por un ingeniero civil estructural colegiado activo. Dichas memorias deben presentarse también en medio electrónico. Cuando se utilicen programas de computación se debe incluir un esquema o dibujo sin escala del modelo matemático completo usado para representar la estructura (topología), mostrando las tres caras de la torre por separado con la numeración de nudos y elementos de forma legible. También debe incluirse una descripción del programa que permita establecer la naturaleza y extensión del análisis. Los datos de entrada y resultados deben mostrarse diferenciados entre sí. El contenido mínimo de la memoria será: Descripción del proyecto Análisis de carga gravitacional o peso propio (carga muerta), tanto de la torre como de los aditamentos lineales y discretos, así como sus elementos de sujeción Análisis de cargas de viento Análisis de cargas de sismo Diseño estructural de todos los elementos Diseño estructural de todas las uniones Diseño de la cimentación Planos estructurales detallados de la torre por secciones Planos estructurales detallados de la cimentación Planos de accesorios detallados por separado
En el análisis de cargas gravitacionales debe reportarse el peso propio empleado para cada uno de los aditamentos, tanto lineales como discretos. Para el peso de las antenas consultar directamente al fabricante. Para el
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peso propio de la estructura, la densidad del acero debe tomarse como 490. Lb/pie 3. Para el concreto debe emplearse una densidad de 2400. Kg/m 3. En el análisis de cargas de viento, debe indicarse los parámetros globales de la torre como V, Gh. Debe identificarse en un dibujo con la elevación de la torre las secciones en que se sub-divide la misma, tomando en cuenta lo indicado por TIA/EIA-222-F sección 2.3.9. Debe reportarse el detalle de la integración de cada uno de los parámetros de cada sección para cada caso de viento (mínimo 6 casos para las torres triangulares): Ar, Af, Ag, e, Cf, Dr, Df, Rr, Ae, z, Kz, qz, Ca, Aa, y F. Para el caso de Ar de los tubos, debe usarse el diámetro externo. Para el caso de los aditamentos debe diferenciarse los elementos planos de los redondos. También deben mostrarse que tomaron en cuenta las platinas de las uniones. El área de los aditamentos lineales no debe incluirse en el cálculo de la relación de solidez, e. Finalmente debe incluirse un cuadro resumen de cada sección con todos los parámetros que se usaron para el cálculo de las fuerzas, mostrando las áreas y fuerzas por separado para los elementos estructurales, cada uno de los aditamentos, tanto lineales como discretos. Debe identificarse los nudos de cada sección a los cuales se les aplica las fuerzas. Los resultados del análisis estructural deben mostrar las deformaciones en cada nudo y las fuerzas internas inducidas en cada uno de los elementos que conforman el modelo estructural. Dichas fuerzas deben mostrarse para los casos de carga muerta y viento por separado y luego combinadas. El proceso anterior debe mostrarse también completo para las condiciones de viento de servicio, excepto que no se requieren las fuerzas internas inducidas en los elementos. En el análisis de cargas de sismo, primero debe mostrarse los resultados del análisis dinámico en cuanto a los periodos y modos de vibración normalizados (cantidad mínima de modos según inciso 8.12), luego debe utilizarse el espectro de diseño de cada sitio según el código de cada país, mostrando en detalle el procedimiento para obtenerlo. Los resultados de aplicar el espectro de diseño deben mostrarse en un cuadro (cada dirección de análisis por separado, es decir primero 100% del sismo en X + 30% del sismo en Z y por aparte 100% del sismo en Z + 30% del sismo en X). Mostrar por columnas: id de cada modo, periodo, masa o peso modal efectivo, coeficiente sísmico modal, y corte en la base modal.
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Por aparte debe mostrarse el corte en la base combinado y mostrar los chequeos respectivos según la norma de cada país y después mostrar las fuerzas laterales sísmicas de cada modo por separado. Luego efectuar el análisis estructural para obtener las deformaciones laterales de la torre y las fuerzas internas inducidas en cada elemento según la combinación modal que aplique y después las combinaciones con carga muerta. Respecto de las deformaciones, deben calcularse los desplazamientos post-elásticos y la deriva estructural en el tope. En vista que los métodos de diseño son diferentes para las combinaciones con viento o con sismo, los resultados del diseño de los elementos deberán presentarse por separado, mostrando cuadros completos donde se identifique el id de cada elemento, las propiedades geométricas y mecánicas, los chequeos de esbeltez, los chequeos a compresión, los chequeos a tensión y los chequeos de las uniones. Las propiedades geométricas y mecánicas de cada elemento podrán presentarse por separado como datos de entrada. 12. Fabricación Los planos de fabricación o taller se ajustarán estrictamente a estas especificaciones y deben tener listado de piezas y el peso de las mismas así como el peso total de la torre. Es necesario también que se entregue por parte del proveedor de la torre planos de instalación de la torre para ser entregados al que efectuara dicha actividad. Las piezas se fabricarán correctamente de las dimensiones mostradas en los planos de taller. Los cortes, perforaciones y soldaduras se harán con equipo de manera que produzcan superficies y líneas continuas libres de rebabas, fieles a los detalles entregados. No se permite cortes con sopletes en piezas que vayan a quedar expuestas. Los elementos de la torre en cada sección de 6 metros, tanto montantes como breizas deberán ser de longitud continua. No se aceptarán uniones o empalmes con soldadura en campo, ni uniones empernadas en los elementos horizontales. En aquellas diagonales con longitudes mayores de 6.0 metros se permite traslapes, debiendo emplear para ello elementos que permitan que todas las piezas estén totalmente paralelas y en total contacto, debiendo evitar los casos en que los filetes internos de los angulares obstruyan dicho propósito. Las juntas de unión montante-montante de una sección de la torre hacia otra deberán ser hechas con brida. No se aceptará otro tipo de junta para Página 20
estos puntos de conexión. La unión entre tubo y brida se debe realizar mediante un cordón de soldadura achaflanado perimetralmente tanto interior como exterior. El diámetro mínimo de los tornillos será de 13 mm (1/2”) y se requiere de roldana lisa y de presión. Para los tornillos A325 podrá admitirse que las tuercas, una vez apretadas, queden al ras del tornillo como mínimo. Para los tornillos A-394 tipo O la longitud que sobresale de las tuercas, una vez que éstas han sido apretadas firmemente, no será menor de 6.4 mm (1/4”) ni mayor de 13 mm (1/2”). Para el caso de anclas se requiere de por lo menos 1 ¾” de cuerda posterior al paño de la tuerca de apriete. Las tuercas serán hexagonales pesadas “American Standard”. Los tornillos deberán ir colocados de arriba hacia abajo y de afuera hacia adentro (cabeza de tornillo por arriba y por fuera respectivamente con respecto al centro de la torre) dependiendo de la posición de la conexión. Los agujeros para los tornillos se localizarán tan cerca del gramil del diámetro como sea posible y su diámetro será de 1.6 mm (1/16”) mayor que el diámetro nominal del tornillo. En los pernos de anclaje de cimentación-estructura de torre es necesaria la instalación de contratuercas, roldanas lisas y de presión. 13. Especificaciones de materiales Los tubos deben ser fabricados con calidad de acero ASTM A53 grado B, ASTM A500 grado B, ó ASTM A572 grado 50 y los perfiles angulares deben ser fabricados con calidad de acero ASTM A36 ó ASTM A572 Grado 50. Toda la tornillería a utilizar debe ser ASTM A325 ó SAE J429 grado 5 (equivalentes a ASTM A449) para las conexiones principales y A-394 para las conexiones secundarias. No se aceptan pernos A490 galvanizados por inmersión en caliente. Los pernos de anclaje en la base pueden ser tipo ASTM F1554 grado 55 ó grado 105, pernos SAE 1045 ó ASTM A354 GR BC. Los electrodos para la soldadura deben ser del tipo E70-XX. El concreto en la cimentación será de una resistencia mínima F´c de 250. Kg/cm2 y el acero de refuerzo debe ser Grado 40 (Fy = 2810. Kg/cm 2) para varillas No. 3 y No. 4 y grado 60 (Fy = 4219. Kg/cm 2) para varillas No. 5 y mayores. Si se emplean varillas No. 7 ó No. 8 para el refuerzo longitudinal de los pedestales, los estribos o zunchos deberán ser hechos de varillas No. 4.
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14. Construcción y Montaje La cimentación, la torre y todos sus componentes deben ser completamente instalados y construidos por el contratista asignado por la Gerencia de Compras. Dicho contratista suministrará personal, herramientas, accesorios, equipos y materiales de primera calidad que garanticen la instalación correcta tanto de la cimentación como la estructura metálica de la torre, y respetará en todo momento las normas de higiene y seguridad para este tipo de actividad. No se permiten alargamientos de agujeros ni soldaduras en campo que afecten el galvanizado y que alteren la funcionalidad estructural de las piezas de la torre. El diseñador de la torre debe identificar en los planos de montaje que los pernos usados deben ser apretados con un “apretamiento ajustado”, el cual se obtiene por el esfuerzo completo de un “trabajador o montador” que usando una llave de cola logra que las piezas de la unión estén en contacto firme. Este método es el preferido por ser el más económico y su supervisión es simple. No se permite el uso del método llave calibrada o con torquímetro para apretar los pernos, toda vez que dicho procedimiento de introducir una pretensión se emplea usualmente en uniones sujetas a reversiones de carga significativas o juntas sujetas a fatiga; por ejemplo puentes o estructuras con cargas móviles (grúas). Las cargas de viento ni de sismo producen los mismos niveles de fatiga. Además, la “Especificación de RCSC (Research Council on Structural Connections) para juntas estructurales usando pernos ASTM 325 ó A490” no reconoce torques estándar determinados de tablas o de fórmulas que se asumen co-relacionan torque con tensión. Dichas tablas comúnmente se emplean para apretar pernos en motores, lo cual no es el caso de torres. Se prohíbe re-utilizar pernos que ya hayan sido apretados y aflojados. Las superficies de las partes unidas, en contacto con la cabeza del perno o con la tuerca, no deben presentar una inclinación mayor de 1 a 20 con respecto al plano normal al eje del perno. Cuando dicha inclinación es mayor, se empleará una arandela biselada para compensar la falta de paralelismo. Se deberá proporcionar escantillones o plantillas para el sistema de cimentación, a fin de evitar que durante el proceso de fundición de concreto las placas y pernos de anclaje pierdan su posición correcta. Las tolerancias para la colocación de los pernos de anclaje son las siguientes: distancia máxima de la línea central de los pernos de anclaje a la línea central del pedestal será = Ancho o Diámetro pedestal/24 hasta un Página 22
máximo de 2”. Tolerancia en el espaciamiento de los pernos 1/16”. Orientación del círculo de pernos ¼ grado. Diámetro del círculo de pernos +/- 1/16”. Después que los pernos hayan sido instalados y el concreto adquirido su endurecimiento inicial los pernos de anclaje no deben moverse, doblarse, flexionarse o re-alinearse de ninguna forma. Posterior a la instalación de la torre se deberá colocar concreto con contracción reducida (grout) en el espacio entre la parte superior de los pedestales y cada montante de la torre. Bajo ninguna circunstancia se permite usar piedras, piedrín, porciones de varillas de refuerzo, o cualquier otro desperdicio de la construcción para rellenar parcialmente dicho espacio. Además se deberá proveer dos salidas para el drenaje de agua pluvial. El supervisor documentará fotográficamente que se cumplió con dicho requisito La máxima diferencia en elevación entre cualesquiera dos pedestales será de 1.3 cm. Para velar que la torre se construya de acuerdo a los planos y especificaciones, la supervisión estará a cargo de un ingeniero civil colegiado activo con capacidad y experiencia en esta área. Cualquier cambio que se proponga durante el proceso constructivo o cualquier situación que no se ajuste a las especificaciones y planos aprobados y que afecte la seguridad estructural de la torre, debe ser sometido a la consideración del diseñador estructural. Todo cambio debe quedar registrado en planos “as built”. Todo el proceso de excavación, colocación del armado y fundición de la cimentación deberá quedar registrado fotográficamente. 15. Torres tipo monopolo: Para torre tipo monopolo se debe seguir con la misma especificación, únicamente es necesario tomar en cuenta para el diseño, fabricación e instalación lo siguiente:
Monopolos de 18 y 24 metros de altura
Capacidad de antenas de 3 por sector y 3 sectores (9 antenas para celular), dimensiones 72” alto, 8” ancho y 2.75” espesor. Velocidad de viento 70 mph básicas y 125 mph básicas Accesorios para colocación de cables de RF de 7/8”, para poder instalar 12 cables, en este caso se instalan en grupos de 6 cables, tomar en cuenta esto para el diseño estructural del monopolo. Accesorios para acceso a los postes (escalera de ascenso tipo stepers). El análisis estructural del monopolo se debe hacer en base a la norma TIA/EIA-222-F.
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Sistema de tierras, luces de navegación y cimentación aplica lo de las especificaciones de torres triangulares arriostradas para Centroamérica, únicamente que en los monopolos se debe instalar 3 electrodos, las luces de navegación de una lámpara de obstrucción doble con doble foco y soporte para colocación, las ampolletas deben ser de vidrio y base metálica.
Monopolo de 30 metros de altura ecológicos y no ecológicos
Capacidad de antenas de 3 por sector y 3 sectores (9 antenas para celular), dimensiones 72” alto, 8” ancho y 2.75” espesor. Se podrá instalar una antena MW de 4pies. Velocidad de viento 70 mph básicas y 125 mph básicas Se podrá instalar cables de 7/8” 12 internos y 12 externos ( con accesorio para instalación externo) Accesorios para acceso a los postes (escalera de ascenso tipo stepers). El análisis estructural del monopolo se debe hacer en base a la norma TIA/EIA-222-F. Sistema de tierras, luces de navegación y cimentación aplica lo de las especificaciones de torres triangulares arriostradas para Centroamérica, esto similar a los postes de 18 y 24 metros de altura. Se debe incluir ramas y aplicación de pintura adecuada para el tipo de árbol solicitado. Las sujeciones de dichas ramas simuladas al monopolo se harán por medios mecánicos, quedando expresamente prohibido usar soldadura en campo. En lo que corresponde a la luz de navegación de los monopolos será requerido en base a la regulación de aeronáutica de cada país.
Monopolos de concreto Se podrán usar monopolos a base de “postes” auto soportados prefabricados de concreto pretensados y montados con grúa en 1 ó 2 segmentos. La capacidad de dichos postes usualmente es certificada por el fabricante por una fuerza admisible en el tope y un factor de seguridad de 2. Como dichos postes también se usan para otras aplicaciones, la revisión deberá ser hecha específicamente para cada caso en particular por un ingeniero civil estructural. El chequeo por viento se hace siempre en base a la norma TIA/EIA-222-F, aunque usualmente el sismo es más crítico, por lo que rigen las mismas especificaciones indicadas para torres triangulares auto soportadas; excepto que la estimación de las fuerzas sísmicas se debe hacer por métodos dinámicos.
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La cimentación para estos casos se hace “enterrando” el mismo poste cierta cantidad, dependiendo de las fuerzas inducidas en la base y las características del suelo en cada sitio.
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CHECK LIST PARA REVISAR EL CONTENIDO MÍNIMO DE LAS MEMORIAS ESTRUCTURALES DE UNA TORRE SEGUN EIA‐222‐F 14. Planos de accesorios detallados por separado 14.1 Se presentan los detalles de escalerilla de cables y sus ubicaciones en una planta típica de la torre 14.2 Se presentan los detalles de la escalera de ascenso (incluyendo los anillos de protección y sus ubicaciones en una planta típica de la torre).
15. Especificaciones de materiales 15.1 El material para los tubos o montantes corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A53 grado B, ASTM A500 grado B, ó ASTM A572 grado 50 15.2 El material para los perfiles angulares corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A36 ó ASTM A572 Grado 50. 15.3 La tornillería corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A325 ó SAE J429 grado 5 (equivalentes a ASTM A449) para las conexiones principales y A-394 para las conexiones secundarias. No se aceptan pernos A490 galvanizados por inmersión en caliente. 15.4 Los pernos de anclaje en la base corresponden con alguno de los siguientes: ASTM F1554 grado 55 ó grado 105, pernos SAE 1045, ó ASTM A354 GR BC. 15.5 Los electrodos para la soldadura son del tipo E70-XX. 2
15.6 El concreto en la cimentación es de una resistencia mínima F´c de 250. Kg/cm 15.7 El acero de refuerzo corrugado es de Grado 40 (Fy = 2810. Kg/cm2) para varillas No. 3 y No. 4, Grado 60 (Fy = 4219. Kg/cm2) para varillas No. 5 y mayores (siempre que esté disponible en el país, caso contrario Grado 40) 15.8 Si se emplean varillas No. 7 ó No. 8 para el refuerzo longitudinal de los pedestales, los estribos o zunchos son hechos de varillas No. 4.
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OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________
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SI
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CHECK LIST PARA REVISAR EL CONTENIDO MÍNIMO DE LAS MEMORIAS ESTRUCTURALES DE UNA TORRE SEGUN EIA‐222‐F
SI
NO
14. Planos de accesorios detallados por separado 14.1 Se presentan los detalles de escalerilla de cables y sus ubicaciones en una planta típica de la torre 14.2 Se presentan los detalles de la escalera de ascenso (incluyendo los anillos de protección y sus ubicaciones en una planta típica de la torre).
15. Especificaciones de materiales 15.1 El material para los tubos o montantes corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A53 grado B, ASTM A500 grado B, ó ASTM A572 grado 50 15.2 El material para los perfiles angulares corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A36 ó ASTM A572 Grado 50. 15.3 La tornillería corresponde con alguno de los siguientes: ASTM A325 ó SAE J429 grado 5 (equivalentes a ASTM A449) para las conexiones principales y A-394 para las conexiones secundarias. No se aceptan pernos A490 galvanizados por inmersión en caliente. 15.4 Los pernos de anclaje en la base corresponden con alguno de los siguientes: ASTM F1554 grado 55 ó grado 105, pernos SAE 1045, ó ASTM A354 GR BC. 15.5 Los electrodos para la soldadura son del tipo E70-XX. 2
15.6 El concreto en la cimentación es de una resistencia mínima F´c de 250. Kg/cm 15.7 El acero de refuerzo corrugado es de Grado 40 (Fy = 2810. Kg/cm2) para varillas No. 3 y No. 4, Grado 60 (Fy = 4219. Kg/cm2) para varillas No. 5 y mayores (siempre que esté disponible en el país, caso contrario Grado 40) 15.8 Si se emplean varillas No. 7 ó No. 8 para el refuerzo longitudinal de los pedestales, los estribos o zunchos son hechos de varillas No. 4.
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OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________
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ESPECIFICACIONES GEOTECNICAS
ESPECIFICACIONES GEOTECNICAS ADICIONALES
ANEXO B ESPECIFICACIONES PARA ESTUDIOS GEOTECNICOS I. INTRODUCCIÓN
I.1.
En estas especificaciones se describen los alcances necesarios para la ejecución de los trabajos de campo, laboratorio e ingeniería geotécnica, para el diseño de la cimentación de la torre, con la finalidad de que todos los estudios de mecánica de suelos que se realicen y se entreguen sean homogéneos.
I.2.
El estudio de mecánica de suelos deberá cumplir con los requerimientos mínimos y/o necesarios según la buena práctica ingenieril del país.
II. EXPLORACIÓN DE CAMPO
II.1.
Todos los trabajos de geotecnia deben ser realizados por una empresa especializada de reconocido prestigio y capacidad.
II.2.
Para los proyectos en cuestión se debe considerar la realización de dos sondeos de exploración:en una de las puntos donde se desplantará las bases de la torre y al medio de la cara opuesta, del tipo mixto alternando penetración estándar y tubo shelby y/o penetración estándar y avance con rotación y/o solamente penetración estándar, según el tipo de suelo que se encuentre. Pudiendo extraer muestras alteradas y en caso de ser posible (dependiendo de la consistencia del suelo) extracción de muestras inalteradas. Hasta una profundidad mínima de 25 pies (7.60 metros).
II.3.
En la visita se examinará visualmente el terreno en cuestión y sus alrededores, procurando buscar: cimentaciones descubiertas o en construcción, cortes, rellenos, pavimentos, cimentaciones de estructuras cercanas, pendientes superficiales y toda aquella información que incida en el proyecto y la construcción.
II.4.
Debido a la posibilidad de que se tengan que colocar rellenos nuevos (saneos), en el sitio en estudio y que eventualmente la cimentación se desplante sobre aquellos, será necesario que el geotecnista visite los bancos de material de mayor uso en la región para muestrear los materiales (en caso de ser requerido por la Supervisión de Claro). Esta investigación de bancos no será exhaustiva, ya que solo se pretende determinar las propiedades usuales de los materiales de préstamo de la zona.
II.5.
En los casos que se hagan pozos a cielo abierto se obtendrán muestras alteradas representativas a cada metro de profundidad o en cada estrato
detectado. En depósitos de arcilla expansiva o material colapsable el citado muestreo se hará a cada 75 cms de profundidad máximo. II.6.
En los pozos excavados en el área de la torre se obtendrán cuando menos, una muestra inalterada de cada estrato (muestra cúbica), que pueda ser afectado por la presión de los futuros cimientos. Es justificable tomar la muestra inalterada del o de los estratos de menor resistencia y mayor compresibilidad que se supone pueden regir el diseño, aunque en el caso de suelos expansivos o colapsables también se recuperarán muestras inalteradas de las capas superficiales que pueden afectar la cimentación de la torre, pisos, muros, etc.
II.7.
Las muestras de los sondeos donde se realice la exploración por medio de la penetración estándar serán muestras alteradas representativas. Se obtendrá una a cada 60 cms en forma continua y siempre se limpiará el sondeo antes de iniciar otra prueba. Si la herramienta no puede avanzar dicha distancia, se avanzará con broca tricónica o barretón el tramo faltante de cada prueba.
II.8.
Las muestras inalteradas de los sondeos mixtos, serán obtenidas con tubo shelby de 4” de diámetro de los lugares en que se hayan encontrado los suelos de menor resistencia en el sondeo de penetración estándar.
II.9.
Si se anticipa que las cimentaciones se apoyarán sobre rellenos nuevos compactados construidos con productos de banco (método conocido como “restitución de suelo”), será necesario obtener muestras integrales de 20 kg cada una de los bancos de mayor uso en la localidad.
III. PRUEBAS DE LABORATORIO
III.1.
Todas las muestras, tanto de los sondeos superficiales como de los profundos y delos bancos de material (en caso de ser necesario y/o requerido), se someterán a los ensayos de humedad natural y de clasificación visual y al tacto, en húmedo y en seco, de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Cada tubo Shelby se partirá previamente en dos tramos y las pruebas se realizaran en cada una de las caras expuestas.
III.2.
Se seleccionarán muestras tanto alteradas como inalteradas para ejecutar pruebas adicionales de clasificación. En el caso de exploración exclusivamente con pozos a cielo abierto una muestra de cada estrato. En los sondeo profundos se seleccionará una muestra de cada estrato o a cada 3.00 m de profundidad como máximo. También se considerará como muestra seleccionada a aquella proveniente de algún banco de material y a las integrales del área de estacionamiento del terreno en estudio.
III.3.
Los ensayos adicionales de clasificación consistirán en análisis granulométricos por mallas, limites de plasticidad (líquido y plástico), contracción lineal y densidad de sólidos.
III.4.
A todas las muestras inalteradas se les determinará además su peso volumétrico natural y su resistencia al corte con el torcómetro manual o penetrómetro de bolsillo. Se hará lo mismo en las caras expuestas de cada tubo Shelby.
III.5.
Se seleccionarán muestras inalteradas para realizar las pruebas mecánicas de resistencia y compresibilidad, para lo cual es aconsejable emplear las muestras de menor resistencia al torcómetro o penetrómetro de bolsillo y de mayor humedad. Para pruebas de saturación bajo carga o de doble prueba de consolidación, se deben utilizar las muestras con menor humedad inicial.
III.6.
Para determinar la resistencia al corte se sugieren ensayes triaxiales en cualquiera de sus modalidades: rápida, rápida consolidada o lenta. El tipo de prueba lo elegirá el geotecnista.
III.7.
En el caso de que el material sea fundamentalmente arenoso y por lo tanto no sea posible recuperar muestra inalterada, se determinará el peso volumétrico en el sitio y se reproducirán probetas en el laboratorio, para los ensayes triaxiales correspondientes.
III.8.
Las pruebas de consolidación se programarán en suelos finos de consistencia muy blanda a media. Se efectuará un mínimo de una por estrato identificado y de dos para posible estrato de apoyo, en suelos limosos o limo arenosos de compacidad media se efectuarán ensayos de esfuerzo deformación unitaria en la cámara triaxial.
III.9.
Para medir el potencial de expansión o de colapsibilidad se llevarán a cabo pruebas dobles de consolidación unidimensional, uno de los especímenes se ensaya con la humedad natural y otro previamente saturado por capilaridad. Alternativa o complementariamente, se efectuarán pruebas de saturación bajo carga.
III.10. En el caso de que la cimentación se vaya a apoyar sobre rellenos nuevos compactados, se determinará el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima de los productos de banco. Después se compactará una muestra del mismo suelo al grado de compactación que se pretende lograr en el sitio. Las muestras así compactadas se someterán al ensayo triaxial correspondiente y/o al de CVR. Ejecutándose mínimo una serie de estas pruebas por cada banco.
IV. TRABAJOS DE GABINETE
IV.1. La empresa de geotecnia debe recomendar el tipo de cimentación de la torre,empuje sobre elementos de contención (en caso de requerirse), determinación de capacidad de carga; cálculo de asentamientos, corte estratigráfico, conclusiones, recomendaciones y reporte fotográfico. Análisis de estabilidad de taludes en sitios con pendientes mayores del 20% o cuando existan taludes cercanos. IV.2. Cuando el geotecnista tenga en sus manos toda la información de campo y de laboratorio, procederá a la construcción de la columna estratigráfica de cada sondeo (pozo), dibujando las propiedades geotécnicas relevantes de cada estrato de suelo. Para que el corte estratigráfico sea real, el nivel de boca de sondeo deberá estar referido al plano topográfico del terreno. IV.3. El análisis por efectuar incluirá análisis de capacidad de carga, cálculo de deformaciones de las cimentaciones (asentamientos o expansiones), clasificación para pago de excavaciones. Adicionalmente podrá requerirse análisis geotécnico de empuje sobre muros de retención, análisis de estabilidad de taludes, calculo de etapas de excavación, determinación de sistemas de bombeo, etc. El geotecnista será responsable de establecer los problemas de su área y las soluciones. IV.4. Habiendo definido lo anterior se procederá a la preparación del reporte geotécnico.
V. CONTENIDO DEL REPORTE GEOTECNICO
V.1.
El reporte final tendrá la finalidad de proporcionar recomendaciones para el diseño de las cimentaciones y mejoramientos, describiendo el procedimiento constructivo; evitando ambigüedades o el uso de términos apreciativos y dar información innecesaria o redundante. Aquella información adicional que el geotecnista considere oportuna para el proyecto podrá incluirse en un anexo.El reporte deberá contener los siguientes capítulos e información: - Resumen ejecutivo. - Antecedentes. - Exploración del subsuelo y ensayos de laboratorio.
- Geología y sismicidad. - Condiciones estratigráficas. - Análisis de cimentaciones. - Conclusiones y recomendaciones: se deberán brindar las recomendaciones para tres tipos de cimentaciones: zapatas aisladas, losas de cimentaciones y pilotes e indicar cuál es la más factible para el tipo de suelo presente en la investigación. - Anexo I.- Figuras. - Anexo II.- Reporte fotográfico, tanto de las pruebas o excavaciones dentro del predio asignado para la construcción, como del entorno que pueda afectar al sitio (talud en cualquiera de los lados, zonas inundables, construcciones vecinas, etc.) o que pueda verse afectado por la nueva construcción. V.2.
Resumen ejecutivo: este capítulo tiene como finalidad permitir al interesado o usuario del estudio, conocer en forma concreta, clara y resumida los antecedentes generales del proyecto, condiciones actuales del predio, geología y sismicidad de la zona, estratigrafía del predio, soluciones de cimentación, incluyéndose sus recomendaciones y conclusiones.
V.3.
Antecedentes: en este capítulo se describirá brevemente el motivo del estudio, así como en forma general el proyecto o anteproyecto, indicando localización, características generales, condiciones topográficas y actuales del predio, así como cualquier otra información que se considere sea necesario conocer para efectuar los análisis de mecánica de suelos.
V.4.
Exploración del subsuelo y ensayos de laboratorio: en este capítulo se describirán primeramente los trabajos de exploración efectuados con objeto de definir la estratigrafía y obtener muestras representativas, indicándose ubicación, tipo,número y profundidad de cada sondeo. Asimismo, y como segunda parte se indicarán los ensayos de laboratorio efectuados y los resultados obtenidos, lo anterior con objeto de determinar las propiedades índice, gravimetrías y mecánicas de resistencia y compresibilidad.
V.5.
Geología y sismicidad: apoyándose de antecedentes bibliográficos y de los trabajos de exploración efectuados, se establecerá la geología regional de la zona y la historia sísmica, incluyéndose los coeficientes sísmicos para el diseño estructural.
V.6.
Condiciones estratigráficas: en este capítulo se describen las condiciones estratigráficas del subsuelo en el sitio, con apoyo en los cortes y perfiles estratigráficos, donde se marca la posición de las futuras estructuras, secuencia estratigráfica en base al sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS), posición del nivel de aguas freáticas (NAF), resistencia a la penetración estándar, compresibilidad, expansibilidad, resistividad y cualquier otra propiedad relevante y necesaria para los análisis.
V.7.
Análisis de cimentaciones: en este capítulo se describen los análisis realizados para definir el tipo de cimentación idóneo para la estructura en proyecto (Torre); teniendo en cuenta las propiedades del subsuelo; y las características estructurales de funcionamiento, indicándose el orden de magnitud de la presión de reacción admisible y deformaciones probables (asentamientos y expansiones en su caso), así como los empujes que soportarán las estructuras de retención, etc.; en caso necesario y para un entendimiento en forma más clara se elaborarán las figuras necesarias. En este mismo capítulo se indicará la secuencia constructiva de las cimentaciones, elementos de contención y estabilidad de taludes, haciéndose la observación que las recomendaciones deberán de ser prácticas y congruentes con los equipos de construcción y materiales de préstamo factibles de encontrarse en la zona.
V.8.
V.9.
En el informe deberá presentarse por cada estrato de suelo, la siguiente información, según aplique: Tipo de suelo peso volumétrico del suelo Angulo de fricción Cohesión Capacidad de soporte del suelo Se deberá entregar dos copias del reporte final a la Supervisión, firmadas y selladas por el ingeniero geotecnista a cargo.
CHECK LIST PARA REVISAR EL CONTENIDO MÍNIMO DE INFORMES DE MECANICA DE SUELOS 5. estratigrafias de cada una de las perforaciones indicando: 5.1 Numero de golpes de campo N (para perforaciones SPT) 5.2 Numero de golpes de campo corregido N60 (Para perforaciones SPT) 5.3 Estratos de materiales indicando espesores, nombres y cl asificacion 5.4 Indicar nivel freatico de cada perforacion 6. Fotografias de cada una de las perforaciones, del entorno, de caracteristicas singulares, de muestras obtenidas (minimo 6 fotografias) 7. Formularios de todos los ensayos de laboratorio realizados
NOMBRE DEL SUPERVISOR DE CLARO: __________________________________ CLARO: __________________________________
FIRMA DEL SUPERVISOR DE CLARO: ________________________________________
OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________ OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________
NO
CHECK LIST PARA REVISAR EL CONTENIDO MÍNIMO DE INFORMES DE MECANICA DE SUELOS 5. estratigrafias de cada una de las perforaciones indicando: 5.1 Numero de golpes de campo N (para perforaciones SPT) 5.2 Numero de golpes de campo corregido N60 (Para perforaciones SPT) 5.3 Estratos de materiales indicando espesores, nombres y cl asificacion 5.4 Indicar nivel freatico de cada perforacion 6. Fotografias de cada una de las perforaciones, del entorno, de caracteristicas singulares, de muestras obtenidas (minimo 6 fotografias) 7. Formularios de todos los ensayos de laboratorio realizados
NOMBRE DEL SUPERVISOR DE CLARO: __________________________________ CLARO: __________________________________
FIRMA DEL SUPERVISOR DE CLARO: ________________________________________
OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________ OBSERVACIONES: __________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ANEXOS
NO
ANEXOS
ANEXO FEEDLINE STACKING
ANEXO FEEDLINE STACKING RISA TOWER
K spring
S max i
n
S min
Where: Smax Smin n
Maximum stiffness Minimum residual stiffness Under-relaxation power term
Graphically this can be shown to be:
Smax
K
Smin
0
10
20
30
40
Cycle, n
Feedline Stacking When feedlines are stacked or bundled, and the lines are treated as structural elements, Ar or Af, then the projection of the area can be accomplished in one of two ways. The first approach is the classical approach that many designers have assumed in that the feedline area, like other structural areas, is projected on to the face of the tower regardless of the direction of wind. Since the lines are stacked one above the other, only one row is exposed to the wind (TIA 222-F definition of Ar and Af, Section 2.3.5.1).
208
Technical Appendix
RISATower 5.2 General Reference
Clear Spacing
Clear Spacing
Projection On To The Face Projected width is 4 x dia
Many other designers believe that the straight projection method is not conservative enough since wind striking the bundle at an angle will tend to see a solid mass of coax. In this method the projected width is the lesser of the sum of the individual widths of all the lines or a circle that encompasses the entire bundle. The encompassing circle will not control if the lines are widely spaced in which event the width is the sum of the diameters of the individual lines will control.
Clear Spacing
Clear Spacing
D
Encompassing Cylinder Projected width is lesser of 8 x dia or D
In the above examples, if a 20’ of coax with diameter of 2” is stacked with a clear spacing is 1”, the projected area method will result in an area of 4x2x240/144=13.333 square feet while the encompassing cylinder method will result in 8x2x240/144=26.666 but not greater than 11.487x240/144=19.144 square feet. The encompassing cylinder method results in a 43.5% increase in structural area, Ar, compared to the straight projection method.
RISATower 5.2 General Reference
Technical Appendix
209
ANEXO EJEMPLO DE REVISION DE TORRE POR SISMO
DESCRIPCION DE ANALISIS DINAMICO
ANALISIS SISMICO CO ESPECTRO E DISEÑO Y SUPERPOSICION MODAL Generalidades: Se modela la torre como una estructura en 3 dimensione , considerando carga axial y flexión n los montant s y solo carg axial en las diagonales. Se ensambla la matri de rigidez e la estruct ra consider ndo 5 grad s de liberta en cada nudo: 1 desplaza iento en X, n desplaza iento en Y, un desplazamiento en Z, un giro en X y un giro en Z. No se considera la torsión o giro en Y. Para el a álisis sísmico se consider solo los desplazamiento las más significativas, despreciand las momen os de inerci obtener na matriz de rigidez co grados de libertad con rigidez se lleva a cabo empleando el método matricial de Ch
porque las uerzas inerciales asociad s son rotacionales. Esto lleva que es nec sario ensados. Esta condensa ción de matriz de lesky modificado.
Los perio os y modos de vibración se calculan mpleando el Método del Subespacio indicado po Bath & Wilson en su libro Numerical methods in finite element analysis. La cantida de modos es la suficiente para que la suma de pesos modales efectivos sea por lo me os el 90% d l peso total de la estructur . Se aplica el espectr de diseño según el p ís y se calculan las fuerzas sísmicas laterales y los desplaza ientos post elásticos para cada mod por separa o. Se continua con una de‐condens ción” de las de ormaciones para despué calcular las fuerzas inte nas inducid s en todos l s elemento cada modo po separado. Los efect s de los mo os se combinan aplicando el método de Combina ión Cuadrática Completa (CQC por sus iniciales en in lés), que to a en cuenta cualquier “ cople” que tengan dos modos cuales uiera sucesivos:
Las fuerzas sísmicas se suman con la carga “muerta” (peso propio de la torre) para tener las siguientes combinaciones básicas: Para Guatemala, Honduras y Nicaragua: 1.2 carga muerta + 1.0 sismo 0.9 carga muerta + 1.0 sismo Para El Salvador: 1.05 carga muerta + 1.40 sismo 0.90 carga muerta + 1.43 sismo Para Costa Rica: 1.05 carga muerta + 1.0 sismo 0.95 carga muerta + 1.0 sismo Al considerar los sismos tanto en la dirección X como Z se tiene las siguientes 8 combinaciones a) f1 M + 1.0 Sx + 0.3 Sz b) f1 M ‐ 1.0 Sx + 0.3 Sz c) f1 M + 0.3 Sx + 1.0 Sz d) f1 M + 0.3 Sx ‐ 1.0 Sz e) f2 M + 1.0 Sx + f) f2 M ‐ 1.0 Sx + g) f2 M + 0.3 Sx + h) f2 M + 0.3 Sx ‐
0.3 Sz 0.3 Sz 1.0 Sz 1.0 Sz
donde f1 y f2 son los factores según el código de cada país.
MODOS DE VIBRACION
TORRE: xxx, Gdl
MODOS DE VIBRACION
Peso
Modo 1
1
0.0514
2
0.0514
3
0.0514
4
0.0514
‐1.4333 ‐0.313 ‐7.9483 ‐1.3706
5
0.0514
6
0.0514
7
0.0514
8 9 10
0.7006
11
0.7006
12
0.7006
13 14
Modo 2
Modo 3
Modo 4
7.9641
‐5.0966
0.1145
0.0622
Modo 5
‐7.7636 ‐0.4694
‐4.4369
‐3.2066
0
0.741
0.9151
‐0.0355
‐7.6141 ‐0.7132
2.7374
5.9992
0.0016
‐3.9626
‐0.0168 ‐4.9438 ‐4.4347 ‐0.0025
0.8372
3.7118
0.6992
7.9748
5.0723
0.2558
0.2139
‐0.0673
‐7.8244 ‐0.6406
‐7.9487 ‐1.4016
‐1.3976
3.7146
0.6968
7.9694
‐0.0102
‐7.792
0.0514
0.0577
1.1206
0.0979
0.7589
7.4389
‐5.0926 ‐5.0935
0.1145
0.0611
‐5.9755 ‐0.4695
‐1.3089
3.6133
0.5699
0.7006
‐8.0031 ‐1.3389 ‐0.3128 ‐7.4257 ‐1.2793
‐0.3286 ‐1.4077
0.0003
0.0514
7.4537
5.0924
0.7006
0.2558
0.2138
‐0.0682
‐6.0824 ‐0.6389
‐8.0839 ‐0.8056 ‐1.0136 ‐5.8543 ‐0.2905
15
0.7006
‐7.422
‐1.3058
3.5841
0.5413
16
0.7006
‐1.3123
7.4436
17
0.7006
0.0576
‐0.3285 ‐1.3137
‐0.0207 ‐0.0006 ‐5.2193
0.7006
‐7.4808
Modo 7
‐0.9878 ‐1.0154 ‐7.6095 ‐0.4472
‐1.3978
18
Modo 6
2.7308
5.9929
4.4294
‐4.7005 ‐1.5328
7.3174
‐1.9449 0.7363
2.7484
3.9984
4.473
0.9142
‐0.0379
‐3.4723 ‐1.5261
2.6783
3.8686
‐6.0037
‐5.8154 ‐0.5856 0.0968
‐0.0382 ‐0.0193 ‐4.9987
‐2.5577
1.119 0.5767
‐6.3309
0.8376 5.2482
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
211
0.4502
0.0017
0.0779
0.6217
0.6859
0.0987
‐1.8021
212
0.4502
0.0538
0.0454
0
0.114
‐0.1648
0.005
‐0.7954 ‐0.1126
213
0.4502
‐0.0149
0.3243
‐0.0621
0.6655
‐0.7824
1.1649
214
0.4502
‐0.0797 ‐0.01
0.0865
0.0766
0.1962
‐0.2284
0.4502
0.0124
0.0122
0.0917
0.4502
0.6136
2.01
2.2798
217
0.4565
0.0186
0.182
‐0.0129
0.4539
‐0.1752
218
0.4565
0.0121
0.0028
0.0444
0.1038
0.0428
219
0.4565
‐0.0749 ‐0.0044 ‐0.0344 ‐0.0267
‐0.1989 ‐0.0172
‐0.0165
216
‐0.0693 ‐0.0064
‐0.0213 ‐0.0021 ‐0.7138 ‐0.198
0.6573
215
220
0.4565
0.0063
221
0.4565
222
0.4565
223
0.0034
0.1633
‐0.0023
0.2898
0.0225
0.2451
0.2483
0.0277
0.0237
0.005
0.0675
‐0.0199 ‐0.0898
‐0.0055
0.085
‐0.0445
0.2123
0.4565
‐0.0235 ‐0.0024
‐0.0049 ‐0.4054 ‐0.5967 ‐0.0126 ‐0.1738
0.0282
‐0.0459
0.253
0.0388
0.1377
224
0.4565
0.0067
‐0.0359
0.0039
‐0.1116
‐0.0131
‐0.0087
0.0464
225
0.4565
‐0.019
0.0017
‐0.2585
0.0413
0.1825
0.616
0.2179
0.5665
‐0.5562 ‐0.0894 0.3263
‐0.1057
Gdl
Modo 8 1
Modo 9
Modo 10
Modo 11
Modo 12
1.4062
0.306
1.9896
2.5665
‐0.0904 ‐1.251 ‐1.3901
‐0.2943 ‐1.6623
0.3411
4
‐6.9056 ‐1.3728 ‐3.6966 ‐6.0514
0.9293
1.806
‐0.0136 ‐1.6047 ‐2.5373
5
0.0482
0.0729
0.4234
0.0867
6
‐3.7115 ‐6.4636
‐1.256
‐1.6653
7
0.0054
0.6223
8
1.3234
‐0.012
9
‐4.429
1.167
‐0.1501 ‐2.212
10
1.406
13
‐4.7366 ‐1.3697 ‐2.3552 ‐4.0367
14 15
Modo 13
Modo 14
Modo 15
‐1.731 ‐0.2782 ‐0.3704
1.8997
‐3.8148
0.2486
0.2246
0.1001
3.3252
1.9589
1.7542
3.6908
0.0616
0.278
0.1823
‐0.2776
0.5878
‐1.6172
‐0.3662
0.1043
3.3486
1.8932
0.0045
0.1263
1.8227
‐0.4263
0.02 2.8083
0.0984
1.293
2.5614
‐0.0884 ‐1.137 ‐1.42
‐0.2926 ‐1.0286
0.3403
0.2484
0.2153
0.1819
0.0052
3.0343
0.7239
1.1635
‐0.0087 ‐1.6308 ‐2.6217
‐0.0481 ‐3.57 ‐1.757 ‐0.2796
‐0.4158
0.7371
‐0.0491 ‐0.0016 ‐3.1579 ‐3.8028
1.9744
1.1332
3.8423
0.0508
0.0743
0.4211
0.0853
0.0661
0.2731
0.1801
‐0.2839
‐1.0856
‐0.9907
0.3433
‐1.4978
0.1286
0.0367
2.793
16
‐2.3636 ‐4.401
0.0234
0.3563
1.2224
0.0795
1.3163
‐0.0106
‐0.1509 ‐1.5689
‐0.4238
0.0246
‐0.0173 ‐0.0525 ‐3.1141
1.1543
17
‐0.4129
‐0.1279 ‐0.0082 ‐3.6754
2 3
11 12
18
‐3.2305
1.3282
0.5831
0.3292
0.5383
2.9217
0.217 1.2169
0.1932
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
211
‐2.2147
‐4.466
1.5519
‐4.7321
‐1.4692
1.6736
‐0.685
212
0.0354
0.0619
‐0.0343
0.0939
0.0316
0.0881
0.125
‐2.1052 ‐0.0032
213
‐1.4156
1.4773
0.0527
‐0.4681
‐0.0375
0.6005
214
‐0.7372 ‐1.4611
1.0264
1.4644
215
0.0808
0.0525
0.0993
216
‐1.2267 ‐0.1541 ‐0.078 ‐0.3429 ‐0.3956
217 218 219 220
4.325
4.8507
‐0.4712 ‐1.403 ‐0.0175 ‐0.3556
1.0595
1.755
1.3086
0.4022
0.1642
0.5884
‐0.6241
1.3864
‐0.0091 ‐0.7824 ‐0.8206
0.0087
‐0.0428 ‐0.1306 ‐0.3146
0.0233
0.0079
0.0683
‐0.0259
‐0.1635 ‐0.0724 ‐0.2241 ‐0.0359
‐0.0054 ‐0.0388 ‐0.8999
0.1008
0.2446
0.6488
0.5877
0.7903
221
0.0021
0
222
‐0.0353 ‐0.5728
0.0076
‐0.6563 ‐0.0416 ‐0.1078
0.4268
0.5424
224
0.0771
‐0.0048
0.0329
0.0287
225
‐0.4587
0.6892
‐0.3719
‐0.5023
223
0.6663
1.4287
1.4554
0.0098
0.0333
0.0781
‐0.1299
0.3055
0.014
0.0152
0.0608
0.0796
‐0.0044
0.6875
0.5894
‐0.5158
0.7008
1.1554
‐0.5749
0.3106
0.7212
0.4785
0.0185
0.0164
0.0469
‐0.4845
‐1.3987
‐0.0881 ‐0.1987
‐0.0011 ‐0.0652
COEFICIENTES DE CORRELACION SISMICA MODAL
TORRE: xxxx Modo
COEFICIENTES DE CORRELACION PARA SUPERPOSICION MODAL POR METODO COMBINACION CUADRATICA COMPLETA, CQ 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
1.000
1.000
0.007
0.004
0.004
0.002
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
2
1.000
1.000
0.007
0.004
0.004
0.002
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
0.001
3
0.007
0.007
1.000
0.154
0.153
0.031
0.011
0.011
0.011
0.008
0.008
0.006
0.006
0.006
0.006
4
0.004
0.004
0.154
1.000
1.000
0.093
0.023
0.022
0.021
0.014
0.014
0.010
0.010
0.010
0.009
5
0.004
0.004
0.153
1.000
1.000
0.093
0.023
0.023
0.021
0.014
0.014
0.010
0.010
0.010
0.009
6
0.002
0.002
0.031
0.093
0.093
1.000
0.087
0.086
0.075
0.040
0.040
0.026
0.024
0.024
0.023
7
0.001
0.001
0.011
0.023
0.023
0.087
1.000
1.000
0.941
0.287
0.286
0.120
0.101
0.100
0.095
8
0.001
0.001
0.011
0.022
0.023
0.086
1.000
1.000
0.950
0.292
0.291
0.122
0.102
0.101
0.096
9
0.001
0.001
0.011
0.021
0.021
0.075
0.941
0.950
1.000
0.362
0.361
0.143
0.118
0.117
0.111
10
0.001
0.001
0.008
0.014
0.014
0.040
0.287
0.292
0.362
1.000
1.000
0.448
0.342
0.336
0.313
11
0.001
0.001
0.008
0.014
0.014
0.040
0.286
0.291
0.361
1.000
1.000
0.449
0.343
0.337
0.314
12
0.001
0.001
0.006
0.010
0.010
0.026
0.120
0.122
0.143
0.448
0.449
1.000
0.930
0.920
0.879
13
0.001
0.001
0.006
0.010
0.010
0.024
0.101
0.102
0.118
0.342
0.343
0.930
1.000
1.000
0.991
14
0.001
0.001
0.006
0.010
0.010
0.024
0.100
0.101
0.117
0.336
0.337
0.920
1.000
1.000
0.994
15
0.001
0.001
0.006
0.009
0.009
0.023
0.095
0.096
0.111
0.313
0.314
0.879
0.991
0.994
1.000
RESUMEN DE APLICACION DE ESPECTRO SISMO EN X
5/ 12
Cód igo Sísmico de Co sta Rica – 2002
Factor espectral dinámico, FED , para sitios Tipo S 3 en Zona IV (amortiguamiento ζ = 5%; ductilidades μ 1, 1.5, 2, 3, 4, 6)
FIGURA 5.11.
=
CALCULO DE FUERZAS APLICANDO ESPECTRO SISMICO ************* ESTRUCTURA : Torre xxxx TIPO DE ESPECTRO : ESPECTRO sentido X FACTOR DE IMPORTANCIA Alfa Beta T1 T2a T2b S
1.00
=2.5 = .666 = .12 = .52 =1.31 =1.0
Aceleracion Aa = .44 Factor Reduccion inelastica R =1.2 Factor calculo desplazamientos post-elasticos Cd =1.0 Factor para calcular periodo primer modo Ct = .020 Factor de ajuste para periodo primer modo Ca=1.2 Altura total de la estructura en pies Hn=200.0 tipo de Estructura REGULAR Periodo aprox primer modo Ta=1.06 1.2CaTa =1.53 Coeficiente sismico estatico equivalente Cs= .446 Peso total de la estructura W= 28.46 Corte en la base estatico equivalente = 12.71 Mode
T Period seg
W Cs Vbase Weight Coeficient Modal Seismic Efectiv ______________________________________________________ 1
.883
.4404
.644
.2838
2
.883
14.3475
.644
9.2453
3
.309
.0000
.917
.0000
4
.245
6.3448
.917
5.8161
5
.245
.0502
.917
.0460
6
.180
.0000
.917
.0000
7
.130
.7704
.917
.7062
8
.130
2.0521
.917
1.8811
9
.127
.0000
.917
.0000
10
.111
.1053
.877
.0924
11
.111
1.4565
.877
1.2777
12
.100
.0000
.824
.0000
13
.097
.0008
.811
.0006
14
.097
.2694
.811
.2183
15
.096
.0002
.807
.0002
V base combinado = .1173E+02 Segun metodo CQC Combinacion Quadratica Completa Factor de ajuste de corte en la base = 1.083
FUERZAS LATERALES POR CADA MODO SISMO EN X
TORRE: xxxxx, SEISMIC FORCES FOR EACH MODE, kips GDL
Modo 1
Modo 2
Modo 3
Modo 4
1
0.0017
0.0551
0
2
0.0004
0.0008
0
‐0.0508 ‐0.0031
3
0.0096
‐0.0097
0
0.0046
4
0.0017
0.0552
0
5
‐0.0003
0.0015
0
‐0.0512 ‐0.0042
6
0.0096
‐0.0097
0
0.0046
7
0.0017
0.0551
0
8
‐0.0001
9
0.0097
‐0.0023 ‐0.0097
10
0.0221
11
Modo 5
Modo 6
Modo 7
Modo 8
‐0.0006 ‐0.0006 ‐0.0044 ‐0.0003
0
0.0073
0.0257
0
‐0.0017 ‐0.0137
0.0051
0
0.0107
0.0225
0.0005
0
0.0035
‐0.0002
0
‐0.0137
0.0138
‐0.051
‐0.0044 ‐0.0004
0
0.009
0.0241
0
0.0073
0.0001
0
‐0.0049
0
0.005
0
0.7011
‐0.0004
0.0005
0.0604
0.2402
0.0052
0.0108
0
‐0.5328 ‐0.0419
0
0.1226
‐0.1234
0.0003
0.0508
13
0.0211
0.7025
0.0004
0.1079
0.2047
14
‐0.0042
0.0202
0
‐0.5423 ‐0.057
‐0.0003 ‐0.0005
‐0.0229 ‐0.1242
0.0695
12
‐0.0047 ‐0.0064 ‐0.008 ‐0.0464 ‐0.0023
‐0.0019 ‐0.0167
0.0072
0
0.0474
‐0.0026
15
0.1226
‐0.1231
0.0003
0.0483
‐0.0003
‐0.1202
0.1198
16
0.0217
0.7016
0
‐0.5353
‐0.0461 ‐0.0046
0
0.0795
0.2232
17
‐0.001
‐0.031
0
0.0998
0.0008
0
‐0.026
‐0.0667
18
0.1235
‐0.1238
0.0514
‐0.1631
0.1638
0.0061
0.1933
0.0001
0.0051
0.0341
20
0.0015
0.0032
0
‐0.108 ‐0.012
0
0.0338
‐0.0339
0.0001
0.0095
22
0.0058
0.1936
0.0001
0.0164
0.0234
23
‐0.0012
0.006
0
‐0.1094 ‐0.0168
‐0.0001 ‐0.0001
‐0.0066 ‐0.0142
0.0195
21
‐0.0502 ‐0.0015 ‐0.0024 ‐0.0093 ‐0.0003
0.0005
19
‐0.0004 ‐0.0001
0.0021
0
0.0136
‐0.0004
24
0.0338
‐0.0339
0.0001
0.0094
‐0.0001
‐0.0142
0.0147
25
0.006
0.1935
0
‐0.1086
‐0.0093 ‐0.0009
0
0.0109
0.0285
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
206
‐0.0005
0
0
0.0016
‐0.0085
0.0045
‐0.0001
‐0.0392 ‐0.0217
‐0.0004
207
‐0.0157 ‐0.0041
0.0143
‐0.2233
0.1256
208
0.0002
0.0045
0
0.0373
‐0.0001
‐0.0006 ‐0.0001
0.021
0.0544
209
0.0007
0.0014
0
0.0049
0.0009
0
0.0039
210
0.0009
‐0.0002
0
‐0.0043
0.0037
0.0001
‐0.0006 ‐0.0364
211
0
0.0047
0
0.0393
0.0005
0.0001
0.0159
0.0722
212
‐0.0006
0.0028
0
0.0065
‐0.0008
0
0.0022
‐0.0012
213
0.0008
‐0.0009
0
‐0.0036
0.0034
0.0001
‐0.0233
0.024
214
0.0001
0.0052
0
0.0377
0.0004
0
0.0046
0.0476
215
‐0.0001
‐0.0042
0
‐0.0114
‐0.0001
0
‐0.0018
‐0.0026
216
0.0008
‐0.0004
0
‐0.001
0.0031
‐0.0001
‐0.0455
0.04
217
0
0.0011
0
0.0106
‐0.0001
0
0.0035
0.0051
218
0.0004
0.0007
0
0.0026
0.0005
0
0.0026
219
0.0003
0.0002
0
‐0.0001
0.0015
0
‐0.0009 ‐0.0115
220
0.0014
0
0.0144
0.0113
0.0131
0.0015
0
0.0039
‐0.0001 ‐0.0005
0
221
‐0.0001 ‐0.0003
0
0.0018
‐0.0001
222
0.0003
‐0.0003
0
‐0.0026
0.0011
0
‐0.0066
0.0012
223
0
0.0017
0
0.0147
0.0002
0
0.0021
0.0189
224
‐0.0001
‐0.0022
0
‐0.0065
‐0.0001
0
‐0.0025
225
0.0002
0.0001
0
0.0024
0.0009
0
‐0.0009 ‐0.0044
0
0.0138
0.0165
0.1194
0.0145
0.0031
0.0113
0.0152
GDL
Modo 9
Modo 10
1
0
‐0.0002
2
0
0.0002
3
0
0.0013
4
0
5
0
‐0.0007 ‐0.0003
6
0
0.0013
7
0
8
Modo 11
Modo 12
Modo 13
Modo 14
Modo 15
‐0.006 ‐0.001
0
‐0.0001
0.0023
0.0001
0
0
0.0003
0
0
0
0.0001
0
0.0001
0.0021
‐0.0001 ‐0.0001
0
0
0.0002
0
0
0
0.0001
‐0.0001
‐0.0005
‐0.0017 ‐0.0054 ‐0.0003 ‐0.0018 ‐0.0057
0
0
0.0022
0
0
0.0001
0.0013
0
0
‐0.0005
0
9
0
0.0018
0
0.0001
0.0001
‐0.0011
0.0198
0.0017
11
0
0.0032
‐0.0002 ‐0.0015 ‐0.0002
0.0003
10
0.004
12
0.0113
‐0.0002 ‐0.0003
0.0002
0.0001
13
‐0.0001 ‐0.0001
0.0017
0.0184
‐0.0001 ‐0.0013 ‐0.0017
14
0
‐0.0046
0
0.0002
0.0029
0.0001
15
‐0.0001
0.0109
‐0.0001
0.0001
0.0006
‐0.0012
16
0
‐0.0039
‐0.0022 ‐0.0529 ‐0.0139 ‐0.0135 ‐0.0476 ‐0.0035 ‐0.014 ‐0.05
0
0
0.0188
0.0001
17
0
0.0017
0.0173
0
0
‐0.0067
0
18
0.0001
0.0172
‐0.022
0.0003
0.0031
0.0016
19
0
0.0003
0.0001
0.0018
0.0003
20
0
0.0009
0
0.0011
0
21
0
0.0008
0
0.0001
0
22
0
‐0.0001
0.0003
0.0013
‐0.0002 ‐0.0003
23
0
‐0.0012 ‐0.0013
0
0.0001
0.0009
0
24
0
0.0008
0
0.0001
0
‐0.0002
25
0
‐0.0005
‐0.0058 ‐0.0038 ‐0.0012 ‐0.0041 ‐0.0011 ‐0.0013 ‐0.0049
‐0.0027 ‐0.0003 ‐0.0001
0
0
0.0016
0
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
…..
206
0
0.0054
0.0071
0
‐0.0003
‐0.0076
0
207
0.0007
‐0.1841
‐0.0328
0.0004
0.0079
0.0686
0
208
0.0001
0.0096
0.0836
0
0.0001
‐0.0083
‐0.0001
209
0
0.0005
0.002
0
0
0
210
‐0.0214 ‐0.011
‐0.0653
0.0001
0.1243
‐0.0001 ‐0.0001
0.0265
211
‐0.0001 ‐0.0002
‐0.0001 ‐0.0006 0.0009
‐0.0072
0.0006
212
0
0.0002
‐0.0025
0
0
0.0013
0
213
‐0.0001
0.0124
0
‐0.0003
‐0.0004
‐0.0002
214
0
0.0369
0
0.0008
0.0152
0
215
0
0.0005
0
0
‐0.0014
0
216
0.0002
0.0093
0.0001
0.001
0.0137
0
217
0
‐0.0157
0
‐0.0001
0.0147
0.0003
218
0
0.0011
0
0
0.0001
0
219
0
‐0.0104 ‐0.0103 ‐0.0007 ‐0.0343 ‐0.0012 ‐0.0001 ‐0.0057
0.0035
0
‐0.0001
0.0011
220
0
0.0047
0.0084
0
0
0.0069
‐0.0001 ‐0.0002
221
0
0.0003
0
0
0.0008
0
222
0
0.0008
‐0.0004 ‐0.0183
0
‐0.0003
0.0074
‐0.0003
223
0
0.0153
0
0.0004
0.0051
0
224
0
‐0.0039 ‐0.0002
‐0.0008
0
0
0
225
0
0.0027
0.0134
0
‐0.0008
‐0.0009 ‐0.0021
‐0.008
0.0002 0
0
DESPLAZAMIENTOS POSTELASTICOS COMBINADOS SISMO EN X
TORRE: XXX, POST‐ELASTIC DISPLACEMENT SEISMIC CQC COMBINATION X, pulg Nudo Desplazamiento X Desplazamiento Y Desplazamiento Z 1 8.4391 0.1786 0.0059 2 8.4389 0.1784 0.0056 3 4 5 6 7 8
8.4388 7.8766 7.8813 7.8767 7.3042 7.3032
0.3575 0.1786 0.1782 0.3573 0.1765 0.178
0.0067 0.009 0.006 0.0037 0.0045 0.0038
9 10
7.3031 6.7349
0.3551 0.1745
0.0057 0.0071
11 12
6.7357 6.7351
0.1737 0.3487
0.0069 0.007
13 14 15 16
6.1879 6.1836 6.1838 5.6422
0.1677 0.1694 0.3375 0.161
0.0025 0.0018 0.0048 0.01
17 18
5.6438 5.6426
0.1587 0.3201
0.0097 0.0093
19 20 21 22 23 24 25 26
5.1295 5.1327 5.1305 4.6575 4.6651 4.6662 4.2225 4.2175
0.1463 0.1482 0.2949 0.1512 0.1507 0.3023 0.1516 0.1533
0.0035 0.0051 0.0069 0.0091 0.0061 0.0043 0.0048 0.0061
27 28 29 30 31 32
4.2235 3.8102 3.8118 3.8106 3.4256 3.4218
0.3052 0.1519 0.1513 0.3034 0.1525 0.1534
0.0039 0.0062 0.0056 0.0051 0.0028 0.0064
33 34
3.4266 3.0574
0.3062 0.153
0.0047 0.0089
35 36
3.0616 3.0626
0.1526 0.3059
0.0055 0.0023
37 38 39 40 41 42
2.7178 2.7173 2.7185 2.3968 2.3941 2.4014
0.1508 0.1517 0.3027 0.1482 0.148 0.2963
0.0027 0.0028 0.0023 0.0104 0.0052 0.008
43 44 45 46 …. ….
2.1064 2.1067 2.107 1.8402 …. ….
0.1432 0.1439 0.2872 0.1379 …. ….
0.0033 0.0179 0.0068 0.06 …. ….
….
….
….
….
RESUMEN DE APLICACION DE ESPECTRO SISMO EN Z
CALCULO DE FUERZAS APLICANDO ESPECTRO SISMICO ************* ESTRUCTURA : Torre xxxx TIPO DE ESPECTRO : ESPECTRO sentido Z FACTOR DE IMPORTANCIA Alfa Beta T1 T2a T2b S
1.00
=2.5 = .666 = .12 = .52 =1.31 =1.0
Aceleracion Aa = .44 Factor Reduccion inelastica =1.2 Factor calculo desplazamientos post-elasticos Cd =1.0 Factor para calcular periodo primer modo Ct = .020 Factor de ajuste para periodo primer modo Ca=1.2 Altura total de la estructura en pies Hn=200.0 tipo de Estructura REGULAR Periodo aprox primer modo Ta=1.06 1.2CaTa =1.53 Coeficiente sismico estatico equivalente Cs= .446 Peso total de la estructura W= 28.46 Corte en la base estatico equivalente = 12.71 Mode
T Period seg
W Cs Vbase Weight Coeficient Modal Seismic Efectiv ____________________________________________________________________________________ 1
.883
14.3500
.644
9.2465
2
.883
.4406
.644
.2839
3
.309
.0035
.917
.0032
4
.245
.0496
.917
.0455
5
.245
6.3423
.917
5.8138
6
.180
.0055
.917
.0050
7
.130
2.0167
.917
1.8486
8
.130
.7645
.917
.7008
9
.127
.0105
.917
.0096
10
.111
1.4778
.877
1.2966
11
.111
.1031
.877
.0904
12
.100
.0001
.824
.0001
13
.097
.1888
.811
.1532
14
.097
.0010
.811
.0008
15
.096
.0841
.807
.0679
V base combinado = .1173E+02 Segun metodo CQC Combinacion Quadratica Completa Factor de ajuste de corte en la base = 1.083
FUERZAS AXIALES EN ELEMENTOS POR CARGA MUERTA Y COMBINACION MODAL, SISMO EN X &Z
TORRE: xxx AXIAL FORCES DEAD LOAD, SEISMIC CQC SUPERPOSITION X & Z directions Elemento Id Axial Dead load, kips Axial Seismic X, kips Axial Seismic Z, kips 1
0.049
‐0.003
‐0.170
2 3
0.049 0.049
0.153 0.153
0.096 ‐0.095
4
0.004
0.006
0.240
5 6
0.004 0.004
‐0.130
7
0.745
‐0.219 ‐0.213 ‐1.824
8 9
0.745 0.745
0.209 ‐2.035
2.157 ‐1.005
10
0.011
‐0.019
‐2.670
11
0.011
2.394
1.492
12
0.011
2.397
‐1.476
13
0.949
‐1.825
5.409
14 15
0.949 0.949
3.854 5.670
4.404 ‐1.257
16
0.017
0.039
3.290
…. ….
…. ….
…. ….
…. ….
….
….
….
….
180 181
0.015 0.015
0.036 ‐0.100
0.095 ‐0.031
182
0.015
0.078
183
0.021
‐0.069 ‐0.375
184
0.022
0.446
0.683
185
0.021
0.822
‐0.087
186
0.023
0.112
0.241
187
0.024
‐0.059
188
0.023
‐0.263 ‐0.158
189 190
0.052 0.075
0.338 0.670
0.637 ‐0.682
191
0.051
‐0.387
0.602
192 193
0.002 0.001
0.262 ‐0.435
0.366 ‐0.102
194
0.000
0.384
195
0.012
‐0.082
196
0.013
‐0.199 ‐0.163 ‐0.122
197
0.013
0.093
0.155
198
0.019
0.181
‐0.087
199 200
0.020 0.020
‐0.158 0.056
0.127 0.192
201
0.020
0.283
‐0.115
202 203
0.020 0.020
‐0.216
0.216 0.279
0.106
0.139 1.366
0.735
0.222
0.139
FUERZAS AXIALES 8 COMBINACIONES DE CARGA MUERTA Y SISMO EN X & Z
TORRE: xxxx AXIAL FORCES, 8 C O M B I N A T I O N S, kips f1M + 1.0 Sx + 0.3 Sz f1M ‐ 1.0 Sx + 0.3 Sz
Element Id 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
0.05 0.13 0.07
‐0.05
f1M + 0.3 Sx + 1.0 Sz
‐0.10
f1M + 0.3 Sx ‐ 1.0 Sz f2M + 1.0 Sx + 0.3 Sz
0.03
0.16
‐0.03
‐0.03
0.24 ‐0.03 0.16
0.04 0.12 0.07
f2M ‐ 1.0 Sx + 0.3 Sz
f2M + 0.3 Sx + 1.0 Sz f2M + 0.3 Sx ‐ 1.0 Sz ‐0.11 0.23 ‐0.03 0.03 0.16 0.16 ‐0.03 ‐0.03
‐0.05
0.08
0.07
0.25
‐0.24
0.08
0.07
0.24
‐0.03
‐0.04
‐0.12
‐0.03
‐0.04
‐0.13
0.13
0.05 1.94 2.17
0.04 0.45 0.68
0.14 2.37 3.16
0.13 ‐0.13 ‐0.36 ‐1.15
0.05 1.86 2.10
0.04 0.37 0.61
0.14 2.30 3.09
‐0.13 ‐0.44 ‐1.23
1.22
‐0.26 ‐0.80
1.15
‐2.66
‐0.34 ‐0.80
‐0.07 ‐2.66
‐0.78
0.00
0.47
0.45
1.51
‐0.42
‐0.44
‐1.46
2.01 2.68 ‐1.48 1.49 ‐4.13
3.57
1.67
6.69
14 15
3.27 1.57
1.37 ‐0.33
5.69 0.02
‐3.12
16 17 18
1.02 ‐0.50 0.59
0.99 ‐0.54 0.56
3.31 ‐1.77 1.88
‐3.27
19 20
4.52 4.83
2.44 2.75
9.37 10.41
21 22 23
1.73
‐1.01
‐0.34 ‐1.06
‐3.49
0.65
0.60
… …
… …
… …
… 172 173
… 0.11 ‐0.03
174 175 176 177 178 179 180 181 182 183
0.09
2.54 1.81
‐1.84 ‐6.57 ‐7.61
‐0.24
0.47
0.45
1.51
‐0.42
‐0.44
‐1.46
3.47
1.58
6.59
1.94 2.68 ‐1.48 1.49 ‐4.22
3.17 1.47
1.27 ‐0.42
5.59
‐3.22
‐0.07
2.44
1.02 ‐0.50 0.59
0.99 ‐0.54 0.56
3.31 ‐1.77 1.88
‐3.27
4.41 4.73
2.34 2.65
9.27 10.31
1.63
‐0.78
1.81
‐1.84 ‐6.68 ‐7.71
‐1.01
‐0.44 ‐1.06
‐0.01 ‐3.49
2.02
2.71 3.55 ‐1.96
0.64
0.60
2.02
2.60 3.55 ‐1.96
… …
… …
… …
… …
… …
… …
… 0.11 ‐0.03
… 0.37 ‐0.10
…
‐0.36
… 0.11 ‐0.03
… 0.11 ‐0.03
… 0.37 ‐0.10
‐0.36
0.12 ‐0.05 0.02 0.02 ‐0.07
0.12 ‐0.03 0.04 0.05 ‐0.03
0.38 ‐0.10 0.12 0.14 ‐0.11
‐0.38
0.12 ‐0.05 0.02 0.02 ‐0.06
0.12 ‐0.02 0.04 0.05 ‐0.03
0.38 ‐0.10 0.12 0.14 ‐0.11
‐0.38
0.00 0.02 ‐0.08 0.02 0.04
0.04 0.06 ‐0.04 0.06 0.08
0.10 0.17 ‐0.14 0.19 0.25
‐0.15 ‐0.22
0.00 0.02 ‐0.07 0.03 0.04
0.04 0.06 ‐0.03 0.07 0.08
0.10 0.17 ‐0.14 0.19 0.25
‐0.15 ‐0.22
0.10 0.07
‐0.16 ‐0.17 0.06
0.09
‐0.24 ‐0.31
… 0.10 0.07
‐0.15 ‐0.17 0.06
0.09
‐0.24 ‐0.30
REVISION SISMICA DE ESFUERZOS Y CAPACIDADES DE UNION LRFD
REVISION DE DERIVA SISMICA
