Memoria de Cálculo Torre

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MEMORIA DE CÁLCULO TORRE TIPO AT240 DE 39.50M LINEA PRIMARIA DE 22.9/10 KV

Proyecto:

“LINEA

DE DISTRIBUCION ELECTRICA 22.9/10 KV ESTRUCTURA Nº L-500-22P1-20 ”

Ubicación: Departamento: Propietario: Elaborado: Fecha:

Abril de 2013

LIMA

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INDICE 1.0 GENERA GENERALIDAD LIDADES ES .............................. ............................... ................................ .............................. ...................... 3 1.1 TORRE TORRE DE CELOS CELOSIA IA........................... ............................... ................................ .............................. ...................... 3 1.2 ESPECIFIC ESPECIFICACIO ACIONES NES TECNIC TECNICAS AS .......................................................... ............................... ............................... ...... 3 1.3

CRITERIOS CRITERIOS DE DISEÑO DISEÑO Y CALCULO CALCULO ................................ ................................ ............................... ..................... 4

1.3.1 CARGAS CARGAS ........................... ................................ ............................... ................................ ............................... 4 1.3.2 COMBINA COMBINACION CIONES ES DE DE CARGA CARGA.............................. .............................. ............................... ................................ ............................. 10 1.3.3 ESFUERZOS ESFUERZOS LIMITES LIMITES ................................ ............................... ............................... ............................... ......... 11 2.0

ANALISIS DE LA TORRE TIPO AT240 DE 39.50M, LINEA PRIMARIA DE 22.9/10Kv .......... ..... .......... ........... ...... ........... ..... ...... .......... ..... ......... .... 13

2.1

ANALISIS ANALISIS OBTENID OBTENIDOS OS POR EL SOFTW SOFTWARE ARE SAP2000V14 SAP2000V14.0.0 .0.0 ................................ ............................... .............. 13

2.2

CONTROL CONTROL DE ESFUERZOS ESFUERZOS.............................. ............................... ............................... ............................... .... 18

2.2.1 MONTANT MONTANTES ES Y DIAGO DIAGONALES NALES ............................. ............................... ................................ ............................. 18 2.2.1.1 2.2.1.1 MONTAN MONTANTE TE 1 TORRE CELOSIA 2L6x1/2" 2L6x1/2" ............................ .............................. ................................ .............. 20 2.2.1.2 2.2.1.2 MONTAN MONTANTE TE 2 TORRE CELOSIA 2L6x1/2" 2L6x1/2" ............................ .............................. ................................ .............. 21 2.2.1.3 2.2.1.3 MONTAN MONTANTE TE 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4"............................. .............................. ................................ .............. 22 2.2.1.4 2.2.1.4 DIAGONAL DIAGONAL 1 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA 2L2 1/2"x1/4" 1/2"x1/4" ................................ ............................... ............................... .... 23 2.2.1.5 2.2.1.5 DIAGONAL DIAGONAL 2 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4" L4"x1/4" ... ............................... ............................... ............................... .......... 24 2.2.1.6 2.2.1.6 DIAGONAL DIAGONAL 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L3"x1/4" L3"x1/4" ... ............................... ............................... ............................... .......... 25 2.2.1.7 2.2.1.7 REDUNDAN REDUNDANTE TE 1 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4" L4"x1/4" ......... .............................. ................................ .............................. 26 2.2.1.8 2.2.1.8 REDUNDAN REDUNDANTE TE 2 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L3"x1/4" L3"x1/4" ......... .............................. ................................ .............................. 27 2.2.1.9 2.2.1.9 REDUNDAN REDUNDANTE TE 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L2 1/2 1/2"x1/ "x1/4" 4" ....................... ................................ ............................... ......... 28 3.0

DISEÑO DISEÑO DE STUBS STUBS .............................. ............................... .............................. ................................ .............. 29

4.0

DEFORMADA DEFORMADA Y DEFLEXIO DEFLEXIONES NES............................ ............................... ................................ ............................. 30

5.0

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... ................................................................................................. ...........................36

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INDICE 1.0 GENERA GENERALIDAD LIDADES ES .............................. ............................... ................................ .............................. ...................... 3 1.1 TORRE TORRE DE CELOS CELOSIA IA........................... ............................... ................................ .............................. ...................... 3 1.2 ESPECIFIC ESPECIFICACIO ACIONES NES TECNIC TECNICAS AS .......................................................... ............................... ............................... ...... 3 1.3

CRITERIOS CRITERIOS DE DISEÑO DISEÑO Y CALCULO CALCULO ................................ ................................ ............................... ..................... 4

1.3.1 CARGAS CARGAS ........................... ................................ ............................... ................................ ............................... 4 1.3.2 COMBINA COMBINACION CIONES ES DE DE CARGA CARGA.............................. .............................. ............................... ................................ ............................. 10 1.3.3 ESFUERZOS ESFUERZOS LIMITES LIMITES ................................ ............................... ............................... ............................... ......... 11 2.0

ANALISIS DE LA TORRE TIPO AT240 DE 39.50M, LINEA PRIMARIA DE 22.9/10Kv .......... ..... .......... ........... ...... ........... ..... ...... .......... ..... ......... .... 13

2.1

ANALISIS ANALISIS OBTENID OBTENIDOS OS POR EL SOFTW SOFTWARE ARE SAP2000V14 SAP2000V14.0.0 .0.0 ................................ ............................... .............. 13

2.2

CONTROL CONTROL DE ESFUERZOS ESFUERZOS.............................. ............................... ............................... ............................... .... 18

2.2.1 MONTANT MONTANTES ES Y DIAGO DIAGONALES NALES ............................. ............................... ................................ ............................. 18 2.2.1.1 2.2.1.1 MONTAN MONTANTE TE 1 TORRE CELOSIA 2L6x1/2" 2L6x1/2" ............................ .............................. ................................ .............. 20 2.2.1.2 2.2.1.2 MONTAN MONTANTE TE 2 TORRE CELOSIA 2L6x1/2" 2L6x1/2" ............................ .............................. ................................ .............. 21 2.2.1.3 2.2.1.3 MONTAN MONTANTE TE 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4"............................. .............................. ................................ .............. 22 2.2.1.4 2.2.1.4 DIAGONAL DIAGONAL 1 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA 2L2 1/2"x1/4" 1/2"x1/4" ................................ ............................... ............................... .... 23 2.2.1.5 2.2.1.5 DIAGONAL DIAGONAL 2 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4" L4"x1/4" ... ............................... ............................... ............................... .......... 24 2.2.1.6 2.2.1.6 DIAGONAL DIAGONAL 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L3"x1/4" L3"x1/4" ... ............................... ............................... ............................... .......... 25 2.2.1.7 2.2.1.7 REDUNDAN REDUNDANTE TE 1 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L4"x1/4" L4"x1/4" ......... .............................. ................................ .............................. 26 2.2.1.8 2.2.1.8 REDUNDAN REDUNDANTE TE 2 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L3"x1/4" L3"x1/4" ......... .............................. ................................ .............................. 27 2.2.1.9 2.2.1.9 REDUNDAN REDUNDANTE TE 3 TORRE TORRE CELOSIA CELOSIA L2 1/2 1/2"x1/ "x1/4" 4" ....................... ................................ ............................... ......... 28 3.0

DISEÑO DISEÑO DE STUBS STUBS .............................. ............................... .............................. ................................ .............. 29

4.0

DEFORMADA DEFORMADA Y DEFLEXIO DEFLEXIONES NES............................ ............................... ................................ ............................. 30

5.0

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................... ................................................................................................. ...........................36

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MEMORIA DE CÁLCULO

TORRE TIPO AT240 DE 39.50M LINEA PRIMARIA DE 22.9/10 KV

1.0 GENERALIDADES 1.1 TORRE DE CELOSIA

El objetivo de esta memoria es sustentar el diseño estructural de una Torre Tipo AT240 de 39.50m, que forma parte del proyecto: “Línea de distribución eléctrica 22.9/10 KV Estructura Nº L-500-22P1-20- PAD I FASE III”. La altura de la torre es de 39.50m de altura total (distancia entre el extremo superior y la base inferior de la torre), las secciones de la torre son variables variables con la altura. La torre de celosía es del tipo reticular, arriostrada, formada por perfiles de acero galvanizado, ensamblados con pernos y tuercas. Su sección transversal de forma simétrica cuadrada ofrece ventajas de igual resistencia en cualquier dirección, facilitando su aplicación dentro de un proyecto de tendido de líneas, además de mejorar los procesos de montaje. La torre de celosía será fabricado en cinco cuerpos (montantes); las montantes son de 7.90m de altura con una sección cuadrada cuyas dimensiones varían linealmente de 100x100cm/cm en el extremo superior de la torre a 600x600cm/cm en la base, adicionalmente adicionalmente tiene 3 mensuales, 1 a 35.36mt, 1 a 37.86mt y 1 a 39.50mt de altura. 1.2.-ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Se cumplen las especificaciones y recomendaciones de: Nacional de Edificaciones Edificaciones R.N.E.  Reglamento Nacional  Norma de Cargas E-020. Sismorre sistente E-030.  Norma de Diseño Sismorresistente  Norma de Diseño Diseño de Estructuras Metálicas Metálicas E-090. Society of Civil Engineers Engineers “Design Latticed Steel Transmission Transmission Structures ”  American Society ASCE 97-10. Minimum Design Loads for Building Building and Other Structures. Structures.  ASCE7-10, Minimum Materiales:  Perfiles angulares y planchas en acero ASTM A-36, con resistencia mínima a la fluencia de Fy = 2,530kg/cm2.  Soldadura: Electrodos E 70 XX.  Pernos: ASTM A394 Tipo 0  Tuercas: A563

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1.3 CRITERIOS DE DISEÑO Y CALCULO

En el diseño de la torre de celosía se procurará reducir al mínimo el número de elementos así como su variedad. Las uniones entre elementos de la estructura de la torre de celosía se realizarán mediante pernos y tuercas, utilizando también placas de unión donde sean necesarias, evitando soldadura entre perfiles. La selección de los elementos se hizo considerando el American Society of Civil Engineers “Design Latticed Steel Transmission Structures” ASCE 97 -10, el mismo que contiene los reglamentos, usos y factores para la buena práctica de la ingeniería. Para el cálculo de esfuerzos y/o desplazamientos se uso el software SAP 2000v14.0.0 Se establecen que los miembros a compresión deben ser diseñados preferiblemente con una relación de esbeltez KL/r que no excedan de 150 para las montantes y 200 para otros elementos a compresión, en tanto que para miembros en tracción que no excedan de 300 según ASCE 97-10. 1.3.1 CARGAS

Las cargas cubren las solicitaciones que afectarán a la torre tipo AT240 de la línea primaria de 22.9/10 Kv durante su vida útil, carga muerta, carga en los conductores de fase línea L-500-P1, fase línea L-500-P2 y carga de viento. Los tipos de carga previstos para el cálculo son los siguientes: Descripción Carga Muerta Carga en los Conductores Carga de Viento Carga de Sismo

Simbología D L W E

Carga Muerta (D) La carga muerta considerada para el cálculo de la estructura es: El peso real de la estructura metálica es considerado por el programa SAP2000. El peso de la torre es 17850.50 kg  

Carga en los Conductores (L) Para este caso se han considerado las cargas en los conductores de fase línea L-500P1 y fase de línea L-500-P2, según Diagrama de cargas elaborado por TWP Sudamérica S.A., el cual se muestra a continuación: 

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

 PvxA

Donde: Fvp = Es la fuerza del viento en kg. Pv = Presión del viento en kg/m 2 = 73 A = Área proyectada (m2) Considerando un 15% del área proyectada, la carga en la torre es: F VP



73 x0.15 x132.56



1451.53kg

La fuerza total de viento es 1451.53 kg , aplicado en cada dirección Estas cargas se distribuyen en los nudos de la torre

Carga de Sismo (E) De acuerdo a lo indicado en el documento 1703CAP12051-210-2-ITE-103, el coeficiente sísmico horizontal es de 0.22, de acuerdo a lo indicado en la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NT E.030 para la zona sísmica 3, debemos de considerar un coeficiente sísmico vertical = 2/3 coeficiente sísmico horizontal = 2/3*0.22 = 0.15

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La fuerza sísmica horizontal resultante es: 0.22*(17850.50) = 3927.11 kg La fuerza sísmica vertical resultante es: 0.15*(17850.50) = 2677.58 kg

Fig. 1 Carga en los conductores ( Viento Máximo “A” ).

Fig. 2 Carga en los conductores (Rotura Guard a “B1” ).

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Fig. 3 Carga en los conductores ( Rotura Superior “B2” ).

Fig. 4 Carga en los conductores (EDS (V=0) “C” ).

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Fig. 5 Carga en los conductores ( Viento Max. (Sin Factor de Carga) “D” ).

Fig. 6 Carga de viento Wx.

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Fig. 7 Carga de viento Wy.

Fig. 8 Carga de sismo Ex.

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Fig. 9 Carga de sismo Ey.

1.3.2 COMBINACIONES DE CARGA

Las Combinaciones con cargas mayoradas para el diseño según ASCE 10-97, son: 1.- 1.2D+1.2(Hipótesis A) 2.- 1.2D+1.2(Hipótesis B1) 3.- 1.2D+1.2(Hipótesis B2) 4.- 1.2D+1.2(Hipótesis C) 5.- 1.2D+1.2(Hipótesis D) 6.- 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.3Wx 7.- 1.2D+0.5(Hipótesis B1)+1.3Wx 8.- 1.2D+0.5(Hipótesis B2)+1.3Wx 9.- 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.3Wx 10.- 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.3Wx 11.- 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.3Wy 12.- 1.2D+0.5(Hipótesis B1)+1.3Wy 13.- 1.2D+0.5(Hipótesis B2)+1.3Wy 14.- 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.3Wy 15.- 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.3Wy 16.- 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.0Ex 17.- 1.2D+0.5(Hipótesis B1)+1.0Ex 18.- 1.2D+0.5(Hipótesis B2)+1.0Ex 19.- 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.0Ex 20.- 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.0Ex 21.- 1.2D+0.5(Hipótesis A)+1.0Ey 22.- 1.2D+0.5(Hipótesis B1)+1.0Ey 23.- 1.2D+0.5(Hipótesis B2)+1.0Ey 24.- 1.2D+0.5(Hipótesis C)+1.0Ey 25.- 1.2D+0.5(Hipótesis D)+1.0Ey

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Consideramos la envolvente de cargas para el cálculo de los esfuerzos y desplazamientos.

1.3.3 ESFUERZOS LIMITES

El esfuerzo de cada elemento de la estructura de la torre es: -TRACCION: El límite elástico del acero. -COMPRESION: El esfuerzo límite de pandeo.

Fig. 10 Modelo usado en el SAP2000 en el plano XZ.

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Fig. 11 Numeración de nudos y elementos en el plano XZ.

Fig. 12 Modelo tridimensional usado en el SAP2000.

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Fig. 13 Envolvente de fuerzas normales.

2.0 ANALISIS DE LA TORRE TIPO AT240 DE 39.50M, LINEA PRIMARIA DE 22.9/10Kv 2.1 ANALISIS OBTENIDOS POR EL SOFTWARE SAP2000v14.0.0

En las hojas de resultados del SAP2000v14.0.0 y en los gráficos que a continuación se presentan, se muestran los esfuerzos máximos en cada una de las barras que conforman la torrecilla de donde se extraen los siguientes resultados: MONTANTE 1 TORRE CELOSIA, elemento (65): MONTANTE 2 TORRE CELOSIA, elemento (132): MONTANTE 3 TORRE CELOSIA, elemento (19): DIAGONAL 1 TORRE CELOSIA, elemento (198): DIAGONAL 2 TORRE CELOSIA, elemento (355): DIAGONAL 3 TORRE CELOSIA, elemento (20): REDUNDANTE 1 TORRE CELOSIA, elemento (91): REDUNDANTE 2 TORRE CELOSIA, elemento (296): REDUNDANTE 3 TORRE CELOSIA, elemento (11):

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P= P= P= P= P= P= P= P= P=

95750.38 kg 75483.03 kg 16946.82 kg 9246.87 kg 10729.05 kg 7372.42 kg 4368.99 kg 2858.77 kg 719.53 kg

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Fig. 14 Fuerza normal factorizada en montante 1, elemento 65.

Fig. 15 Fuerza normal factorizada en montante 2, elemento 132

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Fig. 16 Fuerza normal factorizada en montante 3, elemento 19

Fig. 17 Fuerza normal factorizada en diagonal 1, elemento 198.

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Fig. 18 Fuerza normal factorizada en diagonal 2, elemento 355

Fig. 19 Fuerza normal factorizada en diagonal 3, elemento 20.

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Fig. 20 Fuerza normal factorizada en redundante 1, elemento 91.


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2.2 CONTROL DE ESFUERZOS 2.2.1 MONTANTES Y DIAGONALES

Los perfiles obtenidos que satisfacen los esfuerzos indicados en el ítem 2.1, son los siguientes: Montantes de celosía: Montantes 1: 2L6”x1/2” Montantes 2: 2L6”x1/2” Montantes 3: L 4”x1/4” Diagonales de celosía”: Diagonales 1: 2L 2 1/2 ”x1/4” Diagonales 2: L 4 ”x1/4” Diagonales 3: L 3”x1/4” Redundantes de celosía: Redundantes 1: L 4”x1/4” Redundantes 2: L 3”x1/4” Redundantes 3: L 2 1/2”x1/4” En ambos casos se verifican el nivel de los esfuerzos a compresión por ser más desfavorables.

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Fig. 23 Ratios de los perfiles de acero.

Se observan que los elementos más esforzados están trabajando al 89.36% de su resistencia última, lo cual se considera aceptable.

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2.2.1.1 MONTANTE 1 TORRE CELOSIA 2L6”x1/2”

L

Factor crítico, carga concentrada,

r zz

2L6 X 6 X 1/2; w/t = 9.9; rzz = 3.53 cm.; rxx = 4.72 cm ryy = 6.38 cm; A = 74.19 cm2

L= 99.24 cm Cuando el ratio

w t



80

w t



80

, en nuestro caso fy = 36 ksi

fy

= 13.33

36

Debemos utilizar las siguientes expresiones: KL r zz

C c

Si,

= 99.24/3.53 = 28.11 < 150, para las montantes



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 28.11  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  28.11  2  zz   Fy  1   Fa  1     x 2530  2466.03 2 2 125 C      C   

Carga admisible: P adm



A F a

P adm



P adm



P adm

 182954.59 

74.19x2466.03 182954.59 kg

Control:

F .S .



95750.38

kg Ok!

1.91

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2.2.1.1 MONTANTE 2 TORRE CELOSIA 2L6”x1/2”

L


r zz

2L6 X 6 X 1/2; w/t = 9.9; rzz = 3.53 cm.; rxx = 4.72 cm ryy = 6.38 cm; A = 74.19 cm2


w t



80

w t



80


fy

= 13.33

36


C c

Si,

= 109.29/3.53 = 30.96 < 150, para las montantes



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 28.11  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  30.96  2  zz   Fy  1   Fa  1     x2530  2452.40 2 2 125 C      C   




A F a

P adm



P adm



P adm

 181943.41 

74.19x2452.40 181943.41 kg

Control:

F .S .



75483.03

kg Ok!

2.41

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2.2.1.3 MONTANTE 3 TORRE CELOSIA L4”x1/4”

L


r zz

L4 X 4 X 1/4; w/t = 13.8; rzz = 2.05 cm.; rxx = 3.18 cm ryy = 3.18 cm; A = 12.52 cm2

L= 100.00 cm w

Cuando el ratio 80

 13.33 

36

t w t

80




fy

 13.80 

144

 24.00

36


= 100.00/2.05 = 48.78 < 150, para las montantes 

Fcr  1.677  0.677 x



C c

Si,

2 E 



2 x 2 x10 



r zz

6 

Fcr KL

w / t  13.80    Fy  1.677  0.677 x  x2530  2470.50 w / t lim  13 . 33  

126

2471

 48.78  126

, entonces:

 1  KL / r  2   1  48.78  2  zz   Fcr  1   Fa  1     x2471  2285.82 2 2 126 C      C   




A F a

P adm



P adm



28618.51 kg

P adm



28618.51  16946.82

12.52x2285.82

Control:

F .S .



kg Ok!

1.69

22

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

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

L


r zz

2L2 1/2 X 2 1/2 X 1/4; w/t = 7.8; rzz = 1.46 cm.; rxx = 1.94 cm ryy = 2.67 cm; A = 15.29

cm2 L= 132.34 cm Cuando el ratio

w t



80

w



t

80


fy

 13.33

36


C c

Si,

= 132.34/1.46 = 90.64 < 200, para las diagonales



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 90.64  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  90.64  2  zz   Fy  1   Fa  1     x2530  1864.86 2 2 125 C      C   




A F a

P ad m



P adm



28513.71 kg

P adm



28513.71  9246.87

15.29 x1864.86

Control:

F .S .



kg Ok!

3.08

23

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

2.2.1.5 DIAGONAL 2 TORRE CELOSIA L4”x1/4”

L


r zz


L= 184.55 cm w

Cuando el ratio 80

 13.33 

36

t w t

80




fy

 13.80 

144

 24.00

36


= 184.55/2.05 = 90.02 < 200, para las diagonales 

Fcr  1.677  0.677 x



C c

Si,

2 E 



2 x 2 x10 



r zz

6 

Fcr KL

w / t  13.80    Fy  1.677  0.677 x  x2530  2470.50 w / t lim  13 . 33  

126

2471

 90.02  126

, entonces:

 1  KL / r  2   1  90.02  2  zz   Fcr  1   Fa  1     x2471  1840.36 2 2 126 C      C   




A F a

P adm



P adm



23041.34 kg

P adm



23041.34  10729.05

12.52x1840.36

Control:

F .S .



kg Ok!

2.15

24

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

2.2.1.6 DIAGONAL 3 TORRE CELOSIA L3”x1/4”

L


r zz



w t



80

w



t

80


fy

 13.33

36


C c

Si,

= 141.42/1.52 = 93.04 < 200, para las diagonales



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 93.04  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  93.04  2  zz   Fy  1   Fa  1     x2530  1829.17 2 2 125 C      C   




A F a

P adm



9.29x1829.17

P adm



23041.34 kg

P adm

 16993.03 

Control:

F .S .



7372.42

kg Ok!

2.30

25

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

2.2.1.7 REDUNDANTE 1 TORRE CELOSIA L4”x1/4”

L


r zz


L= 100.00 cm w

Cuando el ratio 80

 13.33 

36

t w t

80




fy

 13.80 

144

 24.00

36


= 100.00/2.05 = 48.78 < 250, para las redundantes 

Fcr  1.677  0.677 x



C c

Si,

2 E 



2 x 2 x10 



r zz

6 

Fcr KL

w / t  13.80    Fy  1.677  0.677 x  x2530  2470.50 w / t lim  13 . 33  

126

2471

 48.78  126

, entonces:

 1  KL / r  2   1  48.78  2  zz   Fcr  1   Fa  1     x2471  2285.82 2 2 126 C      C   




A F a

P adm



P adm



28618.51 kg

P adm



28618.51 4368.99

12.52x2285.82

Control:

F .S .



kg Ok!

6.55

26

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

2.2.1.8 REDUNDANTE 2 TORRE CELOSIA L3”x1/4”

L


r zz



w t



80

w



t

80


fy

 13.33

36


C c

Si,

= 114.55/1.52 = 75.36 < 250, para las redundantes



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 75.36  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  75.36  2  zz   Fy  1   Fa  1     x2530  2070.22 2 2 125 C      C   




A F a

P ad m



P adm



P adm

 19232.32  3203.56

9.29 x 2070.22

19232.32 kg

Control:

F .S .



kg Ok!

6.00

27

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

2.2.1.9 REDUNDANTE 3 TORRE CELOSIA L2 1/2”x1/4”

L


r zz

L2 1/2 X 2 1/2 X 1/4; w/t = 7.8; rzz = 1.26 cm.; rxx = 1.95 cm ryy = 1.95 cm; A = 7.68 cm2


w t



80

w

80



t


fy

 13.33

36


C c

Si,

= 140.67/1.26 = 111.64 < 250, para las redundantes



2 E







2 x 2 x10



Fy KL r zz

6

125

2530

 111.64  125

, entonces:

 1  KL / r  2   1  111.64  2  zz   Fy  1   Fa  1     x2530  1520.96 2 2 125 C      C   




A F a

P ad m



P adm



P adm

 11680.94 

7.68 x1520.96

11680.94 kg

Control:

F .S .



719.53

kg Ok!

16.23

28

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

3.0 DISEÑO DE STUBS

SOCIEDAD MINERA CERRO VERDE S.A.A. MEMORIA DE CALCULO TORRE TIPO L-500-22P1-20 DISEÑO DE STUBS Dimensiones Stub :

2L 6' x 6'' x 1/2'' ancho = largo =

60.96 cm 200.00 cm

(longitud embebida)

Esfuezo Admisible del concreto por aplastamiento :

sadm =

0.45 f´c

sadm =

94.5 kg/cm2

Area Stub Contactacto x s adm 1,152.14 Tn > =

>=

128.14

tracción maxima

Tn ==> OK¡

CHEQUEO DEL APLASTAMIENTO EN CLEAT Cleat L 6" x 1/2"

Fc= np= f=

97,531 24.00 0.75

plg

Fy= Fp= Fp=

2531 1.35Fy 3417

kg/cm² kg/cm² kg/cm²

r= e=

Fc/np*f *e 1.27

r=

1680 F.S.= F.S.>=

F.S.=

kg

f= np= Fc= Fp= r= e=

Diámetro del perno Número de pernos Carga de servicio en compresión Fuerza de aplastamiento resistente Fuerza de aplastamiento actuante Espesor del perfil cleat

cm

kg/cm²

<

Fp=

3417

kg/cm²

Fp / r 2

2.03

OK

Fa= L= nc=np/2=

85,423 15.24 12

kg cm

T= Ft= Ft= T=

nc*L*e*Ft 0.45Fy 1139 264,530

TRACCIÓN EN CLEATS

F.S.= F.S.>=

T / Fa 2

F.S.=

3.10

kg/cm² kg/cm² kg

Fa= L= nc= Ft= T=

>

Fa=

OK

29

Carga de servicio en tracción Longitud del cleat (idem al ala stub) Número de cleats Esfuerzo de tensión admisible Fuerza de tensión resistente

85,423

kg

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

4.0 DEFORMADAS Y DEFLEXIONES

4.1 Deformada máxima por sismo: Sismo X

Fig. 24 Estructura tridimensional deformada.

Fig. 25 Estructura deformada, máximo desplazamiento nudo 316. El desplazamiento máximo es 0.03772m = 3.77cm

30

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

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



 adm



 adm



0.015H T 0.015x3950 59.25 cm

Por lo tanto se cumple que:  adm



59.25  3.77 cm

Ok!

Por lo tanto cumplimos con los requerimientos máximos por desplazamiento sísmico.

4.2 Deformación máxima por estados de cargas en la torre Consideramos como limitación L/150, siendo L la altura máxima de la torre  adm



L / 150



3950 / 150



26.33cm

La deformación lateral máxima se produce cuando actúa la carga Hipótesis A, descrita en el ítem 1.3.1 cargas, el cual es 14.77 cm




26.33  14.77 cm

Ok!

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

31

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

4.3 Verificación por distorsión angular máxima en la torre De acuerdo a lo indicado por Sowers 1962, la distorsión angular máxima es L/2500, donde L es expresada en metros, y la distorsión en radianes, por lo tanto en nuestro caso la distorsión angular máxima de las torres es 39.50/2500 = 0.0158 radianes (0.905°) En nuestro caso la distorsión angular máxima presentada con la Hipótesis A y es 0.01015 radianes.




0.0158  0.0102 radianes

Ok!

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

32

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

4.4 Deflexiones máximas por estados de cargas en los elementos principales 4.4.1 Nivel +39.50m Deflexión en el nudo inicial del elemento

Deflexión en el nudo final del elemento

33

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

La deflexión relativa máxima en el elemento es de 0.290cm en la dirección X, 0.658cm en la dirección Y y 1.173cm en la dirección Z, siendo su longitud de L=120.83cm, para elementos en voladizo el R NE, considera la longitud de verificación de L’= 2L = 241.66cm, donde la deflexión máxima debe ser menor de L/180  adm



L / 180



241.66 / 180



1.34cm >=

1.17cm OK

4.4.2 Nivel +37.86m Deflexión en el nudo inicial del elemento


34

T O R R E

T I P O AT 24 0

D E

3 9..5 0 M

L I N E A

P R I M A R I A

D E 2 2.9/1 0 KV

La deflexión relativa máxima en el elemento es de 0.300cm en la dirección X, 0.75cm en la dirección Y y 1.22cm en la dirección Z, siendo su longitud de L=139.28cm, para elementos en voladizo el RNE, considera la longitud de verificación de L’= 2L =

278.56cm, donde la deflexión máxima debe ser menor de L/180  adm



L / 180



278.56 / 180



1.55cm >=

1.22cm OK

4.4.3 Nivel +35.36m Deflexión en el nudo inicial del elemento


35

Memoria de Cálculo Torre

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