guias para el diseno de estructuras de soportes de...

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Fecha: 18-Agos-2011 Versión: 01

DOCUMENTO ELECTRICO Página :1 de 34

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GUIAS PARA EL DISENO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTES DE PORTICOS

SUBESTACION CAMPOBONITO 115 kV

REVISIÓN FECHA DESCRIPCIÓN ELABORÓ APROBÓ LA SALIDA AL CLIENTE

APROBÓ CLIENTE

A

30/09/2011 Revisión Inicial LES

FIRMAS

Nombre del documento: GUIAS PARA EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTES DE PORTICOS CAMPOBONITO 115 kV Consecutivo del documento: LE-FR-CON-256-CI-004





CONTENIDO

1 OBJETO_________________________________________________________________ 3

2 Alcance__________________________________________________________________ 3

3 DesARROLLO ____________________________________________________________ 3

3.1 PARAMETROS AMBIENTALES, METEREOLOGICOS Y ELECTROMEC ANICOS DE LOS CONDUCTORES. _________________________________________________________ 3

3.2 TEMPERATURA DEL CONDUCTOR_________________________________________ 3

3.3 CARGAS SOBRE LOS PORTICOS ___________________________________________ 3

3.3.1 CARGAS DE CONEXION__________________________________________________________3

3.3.2 CARGAS DE VIENTO_____________________________________________________________3

3.3.3 CARGAS DE sismo _______________________________________________________________3

3.4 TABLAS DE TENDIDO DE TEMPLAS ________________________________________ 3

3.5 COMBINACIONES DE CARGA ______________________________________________ 3

4 CONCLUSIONES _________________________________________________________ 3

5 REFERENCIAS __________________________________________________________ 3

1. REFERENCIAS __________________________________________________________ 3

6 ANEXOS ________________________________________________________________ 3

6.1 ANEXO (1) TABLAS DE TENDIDO DE TEMPLAS ___________________________ 3

6.2 ANEXO (2) CARGAS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL ______ 3

6.3 ANEXO (3) CARGAS A NIVEL DEL PEDESTAR_____________________________ 3





1 OBJETO

Presentar los fundamentos generales y los resultados del estudio realizado para definir las cargas de diseño (estructuras y fundaciones), tablas de tendido de las templas para los pórticos correspondientes al Proyecto de Subestación Campobonito 115kV., sujeto a lo contemplado en las Especificaciones Técnicas del proyecto y las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo resistente, NSR-10.

2 ALCANCE

Define la memoria, los criterios y los resultados obtenidos de la estimación de cargas sobre estructuras de pórticos y el cálculo de las tablas para el tendido de las templas de la subestación. Dichos cálculos consideran los efectos de viento, cortocircuito, sismo y las variaciones de temperatura de los conductores, controlando flechas máximas de forma tal que se respeten las distancias eléctricas mínimas permitidas entre las fases.

3 DESARROLLO

3.1 PARAMETROS AMBIENTALES, METEREOLOGICOS Y ELECTR OMECANICOS DE LOS CONDUCTORES.

A continuación se presentan los parámetros ambientales y meteorológicos a tener en cuenta para realizar las estructuras de soporte de los equipos de la subestación Campo Bonito 115kV.

Tabla 1. Características ambientales y meteorológic as de la subestación

a. Altura sobre el nivel del mar, m 250 b. Temperatura ambiente: - Mínima, °C 20 - Media, °C 30 - Máxima, °C 45 c. Velocidad básica del viento,km/h 120 d. Zona de amenaza sísmica Baja





e. Coeficientes para sismo - Aa 0.05 - Av 0.1 f. Coeficiente de uso o importancia para sismo (IV) 1.5 g. Parámetros para suelo tipo----------------- D - Fa 1.6 - Fv 2.4 h. Coeficiente de reducción sísmica ( R ) 3 i. Coeficiente sísmico último (5% de amortig.) (g) 0.30 j. Humedad relativa (%) - Máx. promedio mensual 80 - Media mensual 80 k. Precipitación media anual, mm 430

Tabla 2. Características eléctricas y mecánicas del conductor para pórtico de línea

Número de conductores por fase 2 1 Tipo ACSR ACSR Código PEACOCK MINORCA Calibre, MCM 605 110.8 Sección, mm² 192.8 56.14 Diámetro exterior, mm 24.21 12.2 Peso, daN/m 1.162 0.4038 Módulo de Elasticidad, daN/mm² 5600 11000 Coeficiente de Dilatación Térmica, 1/°C 1.89E-05 1.54E-05 Carga de Rotura, daN 9790 5120

Tabla 3. Características de la cadena de aisladores para pórtico de línea

Número de aisladores 10 Diámetro, mm 273 Longitud, mm 146 1460 Peso, daN 4.5 58.5 Esfuerzo combinado electromecánico, daN 12000 Longitud de herrajes, mm 241 Peso de herrajes, daN 3.15 Longitud Total de la cadena + herrajes, mm 1701 Peso Total de la cadena + de herrajes, daN 61.65





3.2 TEMPERATURA DEL CONDUCTOR

Se requiere estimar la temperatura del conductor para diferentes condiciones de circulación de corriente, temperatura ambiente, radiación solar y viento. En el cálculo de las cargas se considera conservativamente una variación de la temperatura entre 5ºC y 45ºC. Se asume que la temperatura mínima del conductor es igual a la mínima ambiente.

3.3 CARGAS SOBRE LOS PORTICOS

Las estructuras estarán sometidas a cargas de conexión, pesos propios, viento y sismo.

3.3.1 CARGAS DE CONEXION

Se tomaron unos valores máximos de tensión estática y dinámica para el nivel de cortocircuito especificado, el tipo de conductores y los vanos máximos que se presentan según la disposición física. Se considera 20°C para la temperatura básic a del conductor en el cálculo de las tensiones finales y las cargas de diseño.

Para el cálculo de las cargas de conexión sobre el pórtico se ha utilizado como datos de entrada toda la información necesaria sobre las características del conductor; así como los datos de temperatura ambiente (máxima, media y mínima), altura sobre el nivel del mar, separación entre fases, desnivel entre los puntos de las conexiones, velocidad básica del viento, parámetros eléctricos y físicos para definir los efectos del cortocircuito.

3.3.1.1 CARGAS DEBIDAS AL CAMBIO DE CONDICIONES O D E TEMPERATURA

Se resuelve el sistema para las condiciones iníciales dados los parámetros eléctricos y físicos, y se encuentra las condiciones nuevas a diferentes temperaturas.

3.3.1.2 CARGAS DE CORTOCIRCUITO





Las cargas de cortocircuito se obtienen para un nivel de cortocircuito especificado y para la temperatura máxima y mínima, utilizando la formulación recomendada por el método simple del grupo de trabajo 23.11 del CIGRE de 2002. Para evaluar las fuerzas de cortocircuito se sistematizo dicho método simple. Este procedimiento permite el cálculo de las tensiones y desplazamientos máximos durante y después de un cortocircuito para un sistema de barras flexibles.

3.3.2 CARGAS DE VIENTO

Para la estimación de las cargas de viento se siguió la metodología ilustrada en el capítulo B.6. de la NSR-10

Se tomó una velocidad del viento básica de 120 Km/h. Se hicieron todas las consideraciones de diseño para calcular la presión del viento de acuerdo con el capítulo B.6 de la NSR-10.

La fuerza del viento se obtiene al multiplicar la presión por el área expuesta y por su correspondiente coeficiente de fuerza.

La fuerza del viento sobre la estructura debida a la presión del viento sobre los conductores se calcula como:

ff AGCqF ×××=

En donde, F Fuerza debida al viento, en daN. q Presión dinámica del viento, en daN/m².

Cf Coeficiente de fuerza

Af Área frontal efectiva de la estructura, en m2. La presión dinámica del viento q, está dada por:

IVKKKq dztz ×××××= 2613.0

En donde, KZ Coef. de exposición de presión por velocidad. KZ Factor topográfico. Kd Factor de dirección del viento. I Factor de importancia para cargas de viento q Presión por velocidad [N/m2] G Factor de ráfaga





Para simplificar el diseño y la fabricación de las estructuras se determinan las cargas verticales, transversales y longitudinales máximas de diseño en cada punto de aplicación, que incluye la acción del viento con y sin la condición de cortocircuito y las siluetas típicas principales.

Las cargas calculadas se redondean a valores de orden práctico y buscando una normalización de los diferentes tipos de estructuras. Estos valores siempre serán superiores a los teóricos calculados para tener en cuenta posibles divergencias entre el cálculo y el resultado del montaje.

En las cargas de diseño no se incluyen factores de sobrecarga. Sin embargo, en el análisis de la estructura metálica realizado por el fabricante se deben considerar sobrecargas.

3.3.3 CARGAS DE SISMO

Las cargas de sismo sobre el equipo, la estructura y los conductores se hallaron de acuerdo a la metodología de la NSR-10

3.4 TABLAS DE TENDIDO DE TEMPLAS

Las tablas de tendido para cada uno de los barrajes de la subestación, se presentan en forma conjunta con el cálculo de cargas de conexión. Las cargas de tendido de los barrajes se calcularon con el mismo procedimiento mencionado en el numeral 4, donde la tensión básica es obtenida según los cálculos efectuados para las cargas de conexión, considerando el control de flechas y teniendo en cuenta que para el tendido no se consideran los bajantes, ya que en la práctica éstos se instalan cuando se haya efectuado el tendido del barraje.

En el cálculo de las flechas y tensiones se tiene en cuenta el efecto de las cadenas de aisladores, el desnivel entre los puntos de anclaje de las conexiones y los desniveles y pendientes del terreno. Considerando 20 ºC para la temperatura básica del conductor en el cálculo de la tabla de tendido.

Para el cálculo de las tensiones de tendido del cable de guarda se considera la tensión a la temperatura mínima de 5ºC para efectos del diseño de los pórticos.





Figura 1. Convenciones de cargas a nivel de pedesta l.





Figura 2. Configuración geométrica y cargas sobre l as templas.





3.5 COMBINACIONES DE CARGA

Para obtener las máximas solicitaciones a las que se encuentran sometidas la estructura, se utilizan las siguientes combinaciones de cargas de servicio y cargas mayoradas:

Donde, W: Carga debida al peso propio de la estructura y al peso de los conductores y cables de guarda. Ct: Carga de tensión mecánica. Cc: Carga de cortocircuitos. CSx,y,z: Carga de sismo en dirección x, y ó z. CVx,y: Carga de viento en dirección x ó y. Combinaciones de servicio:

W + Ct W + Ct + CVx W + Ct + CVy W + Cc + CVx W + Cc + CVy W + Ct + 0.7CSx + 0.7CSz W + Ct + 0.7CSx - 0.7CSz W + Ct + 0.7CSy + 0.7CSz W + Ct + 0.7CSy - 0.7CSz W + Cc + 0.7CSx + 0.7CSz W + Cc + 0.7CSx - 0.7CSz W + Cc + 0.7CSy + 0.7CSz W + Cc + 0.7CSy - 0.7CSz

Combinaciones ultimas:

1.4W + 1.7CT 1.2W + 1.3CT + 1.3CVx 1.2W + 1.3CT + 1.3CVy 1.2W + 1.0Cc + 1.3CVx 1.2W + 1.0Cc + 1.3CVy 1.2W + 1.3CT + 1.0CSx + 1.0CSz 1.2W + 1.3CT + 1.0CSx - 1.0CSz 1.2W + 1.3CT + 1.0CSy + 1.0CSz 1.2W + 1.3CT + 1.0CSy - 1.0CSz 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx + 1.0CSz 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx - 1.0CSz 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy + 1.0CSz 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy - 1.0CSz





4 CONCLUSIONES

5 REFERENCIAS

1. REFERENCIAS

[1] Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo resistente NSR-10.

[2] IEEE GUIDE FOR SAFETY IN A.C. SUBSTATION GROUNDING. ANSI/IEEE Std 80-1986

[3] Working Group 22.12. ¨The thermal behavior of overhead conductors¨ Electra No.144 (octubre 1992); pp. 107 - 125.

[4] CIGRE WG02 - SC23, "The mechanical effects of short - circuit currents in open air substations", 1996 - 2002.

[5] Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-99.

[6] Norma ASCE 74 Standards.

6 ANEXOS

6.1 ANEXO (1) TABLAS DE TENDIDO DE TEMPLAS





TEMPLAS PORTICO DE LINEA

Templa 1ª

CARGAS HORIZONTALES LONGITUDINALES RESULTADOS PARA LA TABLA DE TENDIDO DEL CONDUCTOR:

( SIN BAJANTES Y SIN VIENTO )

Por cond. Por fase

Temp. Final Delta de Temp Tensión Final Flecha Tensión Final °C °C daN m daN

15.00 -15.00 570.37 0.27 1140.74

20.00 -10.00 504.61 0.31 1009.21

25.00 -5.00 447.97 0.35 895.94

30.00 0.00 400.00 0.39 800.00

35.00 5.00 360.38 0.43 720.76

40.00 10.00 327.91 0.47 655.81

45.00 15.00 300.91 0.52 601.82

50.00 20.00 278.35 0.56 556.69

RESULTADOS DE CARGAS LONGITUDINALES CON BAJANTES : CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 1.59 daN/m RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.37

TENSIÓN BÁSICA CON BAJANTES 510.00 daN

Por cond. Por fase


15.0 -15.00 680.66 0.29 1361.33

20.0 -10.00 616.72 0.32 1233.45

25.0 -5.00 559.87 0.36 1119.73

30.0 0.00 510.00 0.39 1020.00

35.0 5.00 467.26 0.43 934.53

40.0 10.00 430.92 0.46 861.84

45.0 15.00 399.47 0.50 798.94

50.0 20.00 372.59 0.53 745.17

55.0 25.00 349.53 0.57 699.06

60.0 30.00 329.53 0.60 659.06





65.0 35.00 312.33 0.64 624.65

70.0 40.00 297.09 0.67 594.18

75.0 45.00 283.61 0.70 567.22

80.0 50.00 271.68 0.73 543.36

Máxima Fuerza de Tensión durante el cortocircuito 2070.27 1454.72 Máxima Fuerza de Tensión después del cortocircuito 1761.56 1234.06 Máxima Fuerza de Tensión de diseño 2070.27





CABLE DE GUARDA (31.00m)

CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 0.40 daN/m

RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.00

TENSIÓN BÁSICA 55.00 daN

Por cond. Por fase

Temp. Final Delta de Temp Tensión Final Flecha Tensión Final

°C °C daN m daN

15.00 -15.00 58.14 0.84 58.14

20.00 -10.00 57.04 0.85 57.04

25.00 -5.00 56.00 0.87 56.00

30.00 0.00 55.00 0.88 55.00

35.00 5.00 54.07 0.90 54.07

40.00 10.00 53.18 0.91 53.18

45.00 15.00 52.33 0.93 52.33

50.00 20.00 46.21 1.05 46.21

55.00 25.00 50.74 0.96 50.74

60.00 30.00 50.00 0.97 50.00

65.00 35.00 49.29 0.99 49.29

70.00 40.00 48.61 1.00 48.61

75.00 45.00 47.95 1.01 47.95

80.00 50.00 47.32 1.03 47.32





CABLE DE GUARDA (16.50m)

CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 0.40 daN/m RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.00 TENSIÓN BÁSICA 20.00 daN

Por cond. Por fase

Temp. Final Delta de Temp Tensión Final Flecha Tensión Final

°C °C daN m daN

15.00 -15.00 21.22 0.29 21.22 20.00 -10.00 20.78 0.29 20.78 25.00 -5.00 20.38 0.30 20.38 30.00 0.00 20.00 0.31 20.00 35.00 5.00 19.63 0.31 19.63 40.00 10.00 19.29 0.32 19.29 45.00 15.00 18.97 0.32 18.97 50.00 20.00 18.66 0.33 18.66 55.00 25.00 18.37 0.33 18.37 60.00 30.00 18.09 0.34 18.09 65.00 35.00 17.82 0.34 17.82 70.00 40.00 17.56 0.35 17.56 75.00 45.00 17.31 0.35 17.31 80.00 50.00 17.08 0.36 17.08





TEMPLAS PORTICO DE BARRAS

TEMPLA 1a CARGAS HORIZONTALES LONGITUDINALES

RESULTADOS PARA LA TABLA DE TENDIDO DEL CONDUCTOR: ( SIN BAJANTES Y SIN VIENTO )

Por cond. Por fase


15.00 -15.00 278.66 0.32 557.32

20.00 -10.00 245.83 0.36 491.66

25.00 -5.00 220.07 0.40 440.14

30.00 0.00 200.00 0.44 400.00

35.00 5.00 183.91 0.48 367.82

40.00 10.00 170.79 0.52 341.57

45.00 15.00 159.78 0.55 319.56

50.00 20.00 150.70 0.58 301.39

RESULTADOS DE CARGAS LONGITUDINALES CON BAJANTES :

CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 1.83 daN/m RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.58

TENSIÓN BÁSICA CON BAJANTES 300.00 daN

Por cond. Por fase


15.0 -15.00 391.21 0.31 782.42

20.0 -10.00 355.19 0.34 710.37

25.0 -5.00 325.17 0.37 650.34

30.0 0.00 300.00 0.40 600.00

35.0 5.00 279.22 0.43 558.44

40.0 10.00 261.32 0.46 522.65

45.0 15.00 246.11 0.48 492.22

50.0 20.00 233.18 0.51 466.37

55.0 25.00 221.67 0.54 443.34

60.0 30.00 211.61 0.56 423.23

65.0 35.00 202.80 0.59 405.60

70.0 40.00 194.98 0.61 389.96

75.0 45.00 187.79 0.63 375.57

80.0 50.00 181.34 0.66 362.67

Máxima Fuerza de Tensión durante el cortocircuito 1303.76 980.68 Máxima Fuerza de Tensión después del cortocircuito 1072.70 869.18 Máxima Fuerza de Tensión de diseño 1303.76





TEMPLA 1b CARGAS HORIZONTALES LONGITUDINALES


Por cond. Por fase


15.00 -15.00 278.66 0.32 557.32

20.00 -10.00 245.83 0.36 491.66

25.00 -5.00 220.07 0.40 440.14

30.00 0.00 200.00 0.44 400.00

35.00 5.00 183.91 0.48 367.82

40.00 10.00 170.79 0.52 341.57

45.00 15.00 159.78 0.55 319.56

50.00 20.00 150.70 0.58 301.39


CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 1.63 daN/m RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.40 TENSIÓN BÁSICA CON BAJANTES 255.00 daN

Por cond. Por fase


15.00 -15.00 330.58 0.34 661.16

20.00 -10.00 300.47 0.37 600.95

25.00 -5.00 275.29 0.40 550.58

30.00 0.00 255.00 0.44 510.00

35.00 5.00 237.90 0.47 475.80

40.00 10.00 223.43 0.50 446.86

45.00 15.00 211.02 0.53 422.04

50.00 20.00 200.27 0.55 400.55

55.00 25.00 190.81 0.58 381.62

60.00 30.00 182.66 0.61 365.33

65.00 35.00 175.26 0.63 350.52

70.00 40.00 168.69 0.66 337.39

75.00 45.00 162.83 0.68 325.66

80.00 50.00 157.40 0.70 314.80

Máxima Fuerza de Tensión durante el cortocircuito 1188.77 921.63

Máxima Fuerza de Tensión después del cortocircuito 973.63 876.69 Máxima Fuerza de Tensión de diseño 1188.77





TEMPLA 1c CARGAS HORIZONTALES LONGITUDINALES


Por cond. Por fase


15.00 -15.00 278.66 0.32 557.32

20.00 -10.00 245.83 0.36 491.66

25.00 -5.00 220.07 0.40 440.14

30.00 0.00 200.00 0.44 400.00

35.00 5.00 183.91 0.48 367.82

40.00 10.00 170.79 0.52 341.57

45.00 15.00 159.78 0.55 319.56

50.00 20.00 150.70 0.58 301.39


CARGA UNIFORME EQUIVALENTE 1.83 daN/m RELACIÓN CARGAS UNIFORMES EQUIV/CABLE 1.58 TENSIÓN BÁSICA CON BAJANTES 300.00 daN

Por cond. .


15.00 -15.00 391.84 0.31 783.69

20.00 -10.00 355.37 0.34 710.74

25.00 -5.00 325.32 0.37 650.63

30.00 0.00 300.00 0.40 600.00

35.00 5.00 279.08 0.43 558.17

40.00 10.00 261.34 0.46 522.67

45.00 15.00 246.17 0.48 492.34

50.00 20.00 233.09 0.51 466.19

55.00 25.00 221.70 0.54 443.39

60.00 30.00 211.74 0.56 423.47

65.00 35.00 202.82 0.59 405.65

70.00 40.00 194.97 0.61 389.94

75.00 45.00 187.76 0.63 375.51

80.00 50.00 181.42 0.66 362.84

Máxima Fuerza de Tensión durante el cortocircuito 1304.63 980.85

Máxima Fuerza de Tensión después del cortocircuito 1073.82 869.19 Máxima Fuerza de Tensión de diseño 1304.63





6.2 ANEXO (2) CARGAS PARA EL DISEÑO DEL SISTEM A ESTRUCTURAL





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE LÍNEA

Sistema estructural: Pórtico en celosía en estructura metálica.

CARGAS PESO PROPIO (W) COLUMNAS

Cantidad Longitud [m] Peso [kgf/m] Peso total [kgf]

1 15.40 100 1540

total 1540

VIGA TRANSVERSAL


2 10.00 100 2000

total 1000

Peso total [kgf]= 2,540

Nota: Para el cálculo de la carga muerta se supuso un peso de 150 Kgf/m2.

CARGAS VERTICALES SOBRE CONDUCTORES (Wcon) Cantidad de conductores 6 Peso del conductor [kgf] 2.324 Longitud conductor [m] 26.6

Peso total de los aisladores [kgf] 61.65

Carga vertical total sobre conductores [kgf]= 741

CARGAS VERTICALES SOBRE CABLES DE GUARDA (Wcable guarda) Peso del cable [Kgf/m] 0.4038

Cantidad Longitud (m) Cables 1_longitudinal 1 31

Cables 2_long-tranv 1 11

Carga vertical total sobre cables guarda [kgf]= 17





SISMO ( En ambos sentidos L y T ) METODO : FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE Zona de riesgo sísmico: Baja Aa = 0.05 Av = 0.10 Coeficientes de sitio, para suelo tipo D Fa = 1.60 Fv = 2.40

Coef. de Importancia (Grupo de Uso IV) I = 1.50 Altura máx. (m ): hn = 15.40

Ct= 0.072

α= 0.8

Período de vibración aprox. :cthnα Ta = 0.64 seg

Tc=0,48 (Av Fv)/(Aa Fa) Tc = 1.44 seg

TL= 2,4 Fv TL= 5.76 seg

Sa : Sa = 0.30 Coeficiente de Disipación de Energía : R = 3.00 Coeficiente sísmico en la base Cs: Sa/R Cs = 0.10

Fs [kgf] = 254

Fs (vert) [kgf] = 170

SISMO en cables ( En ambos sentidos L y T ) CARACTERISTICAS Altura máxima del elemento

hx= 15.40 m

Altura equivalente heq= 11.55 m Aceleración máxima en el suelo

As= 0.21

Coef. Aceleración horizontal

ax= 0.40

Fuerza sísmica horizontal Fp= 152 Kgf

Fp (vert)= 102 Kgf





VIENTO ( En ambos sentidos L y T ) Cálculo de las fuerzas de viento : Torre de celosía

V (Mapa de amenaza eólica) [Km/h] 120 Mapa amenaza eólica Figura B.6.4-1 de la NSR-10 V (Mapa de amenaza eólica) [m/s] 33 Categoría de Exposición C

KZ: Coef. de exposición de presión por velocidad. 1.10

KZt: Factor topográfico. 1.00

Kd: Factor de dirección del viento. 0.85

I: Factor de importancia para cargas de viento 1.15 q: Presión por velocidad [N/m2] 730 G: Factor de ráfaga 0.85

Fuerza longitudinal Ag [m2] Ae [m2] ε Cf VL[kgf]

Columna 13.00 2.60 0.20 2.98 480.65

Viga 16.00 3.20 0.20 2.98 591.57

Total 1072.23

Fuerza transversal Ag [m2] Ae [m2] Φ Cf VT[kgf]

Columna 1 13.00 2.60 0.20 2.98 480.65

Total 480.65

VIENTO SOBRE LOS CONDUCTORES (T) Cantidad de conductores 6

Longitud conductor [m] 26.6 Cf 1.2

Diámetro conductor [m] 0.0414 VCT[kgf]= 492

VIENTO SOBRE CABLE DE GUARDA 1 (T) Cantidad de conductores 1

Longitud conductor (m) 31 Cf 1.2

Diámetro conductor (m) 0.0122 VCL[kgf]= 28

VIENTO SOBRE CABLE DE GUARDA (L) Cantidad de conductores 1







FUERZA LONGITUDINAL DE TENSION EN CONDUCTOR CTL [kgf]= 8168 Cantidad conductores 6

Templa [kgf] 1361.33

FUERZA LONGITUDINAL DE TENSION EN EL CABLE 1 Cantidad de cables 1

CTL [kgf]= 58

FUERZA TRANSVERSAL DE TENSION EN EL CABLE 2 Cantidad de cables 1

CTt [kgf]= 21

CORTOCIRCUITO ( Sentido longitudinal L ) CC [kgf]= 12422 Cantidad conductores 6

Templa [kgf] 2070





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE BARRAS




1 8.40 100 840

total 840

VIGA TRANSVERSAL


1 10.00 100 1000

total 500

Peso total [kgf]= 1,340


CARGAS VERTICALES SOBRE CONDUCTORES (Wcon) Cantidad de conductores 3 Peso del conductor [kgf] 2.324 Longitud conductor [m] 17.6

Peso total de los aisladores [kgf] 61.65


SISMO ( En ambos sentidos L y T ) METODO : FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE Zona de riesgo sísmico: Baja Aa = 0.05 Av = 0.10 Coeficientes de sitio, para suelo tipo E Fa = 1.60 Fv = 2.40

Coef. de Importancia (Grupo de Uso IV) I = 1.50 Altura máx. (m ): hn = 8.40

Ct= 0.072

α= 0.8



TL= 2,4 Fv TL= 5.76 seg

Sa : Sa = 0.30 Coeficiente de Disipación de Energía : R = 3.00 Coeficiente sísmico en la base Cs: Sa/R Cs = 0.10

Fs [kgf] = 134






SISMO en cables ( En ambos sentidos L y T ) CARACTERISTICAS Altura máxima del elemento

hx= 8.40 m

Altura equivalente heq= 6.3 m Aceleración máxima en el suelo

As= 0.21

Coef. Aceleración horizontal

ax= 0.40

Fuerza sísmica horizontal Fp= 62 Kgf Fp (vert)= 41 Kgf

VIENTO ( En ambos sentidos L y T ) Cálculo de las fuerzas de viento : Torre de celosía V (Mapa de amenaza eólica) [Km/h] 120 Mapa amenaza eólica Figura B.6.4-1 de la NSR-10

V (Mapa de amenaza eólica) [m/s] 33 Categoría de Exposición C



Kd: Factor de dirección del viento. 0.85

I: Factor de importancia para cargas de viento 1.15 q: Presión por velocidad [N/m2] 642 G: Factor de ráfaga 0.85


Columna 8.40 1.68 0.20 2.98 273.37

Viga superior 8.00 1.60 0.20 2.98 260.35

Total 533.72

Fuerza transversal Ag [m2] Ae [m2] Φ Cf VT[kgf]

Columna 1 8.40 1.68 0.20 2.98 273.37

Total 273.37








FUERZA LONGITUDINAL DE TENSION EN CONDUCTOR CTL [kgf]= 2351 Cantidad conductores 3

Templa [kgf] 783.69

CORTOCIRCUITO ( Sentido longitudinal L ) CC [kgf]= 3914 Cantidad conductores 3

Templa [kgf] 1305





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE LINEAS Y BARRAS




1 15.40 100 1540 total 1540

VIGAS


2 10.00 100 2000 1 10.00 100 1000

total 1500 Peso total [kgf]= 3,040


CARGAS VERTICALES SOBRE CONDUCTORES pórtico linea ( Wcon) Cantidad de conductores 3 Peso del conductor [kgf/m] 2.324 Longitud conductor [m] 26.6 Peso total de los aisladores [kgf] 61.65


CARGAS VERTICALES SOBRE CONDUCTORES pórtico barras (Wcon) Cantidad de conductores 3 Peso del conductor [kgf/m] 2.324 Longitud conductor [m] 17.6 Peso total de los aisladores [kgf] 61.65


CARGAS VERTICALES SOBRE CABLES DE GUARDA (Wcable gu arda) Peso del cable [Kgf/m] 0.407 Cantidad Longitud (m) Cables 1_longitudinal 1 31 Cables 2_transversal 1 11





Carga vertical total sobre cables guarda [kgf]= 17

SISMO ( En ambos sentidos L y T ) METODO : FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE Zona de riesgo sísmico: Baja Aa = 0.05

Av = 0.10 Coeficientes de sitio, para suelo tipo E Fa = 2.50 Fv = 3.50 Coef. de Importancia (Grupo de Uso IV) I = 1.50

Altura máx. (m ): hn = 15.40 Ct= 0.072 α= 0.8



TL= 2,4 Fv TL= 8.40 seg

Sa : Sa = 0.47 Coeficiente de Disipación de Energía : R = 3.00

Coeficiente sísmico en la base Cs: Sa/R Cs = 0.16 Fs [kgf] = 475


SISMO en cables pórtico línea ( En ambos senti dos L y T ) CARACTERISTICAS Altura máxima del elemento hx= 15.40 m Altura equivalente heq= 11.55 Aceleración máxima en el suelo As= 0.21 Coef. Aceleración horizontal ax= 0.63 Fuerza sísmica horizontal Fp= 121 Kgf Fp (vert)= 81 Kgf

SISMO en cables pórtico barras ( En ambos sentid os L y T ) CARACTERISTICAS Altura máxima del elemento hx= 15.40 m Altura equivalente heq= 11.55 Aceleración máxima en el suelo As= 0.21 Coef. Aceleración horizontal ax= 0.63 Fuerza sísmica horizontal Fp= 96 Kgf Fp (vert)= 64 Kgf





VIENTO ( En ambos sentidos L y T ) Cálculo de las fuerzas de viento : Torre de celosía V (Mapa de amenaza eólica) [Km/h] 120 V (Mapa de amenaza eólica) [m/s] 33 Categoría de Exposición C



Kd: Factor de dirección del viento. 0.85 I: Factor de importancia para cargas de viento 1.15 q: Presión por velocidad [N/m2] 730 G: Factor de ráfaga 0.85


Columna 13.00 2.60 0.20 2.98 481 Viga 1 8.00 1.60 0.20 2.98 296 Total 776

Fuerza transversal Ag [m2] Ae [m2] Φ Cf VT[kgf] Columna 13.00 2.60 0.20 2.98 481 Viga 16.00 3.20 0.20 2.98 592

Total 1072




VIENTO SOBRE LOS CONDUCTORES (L) Cantidad de conductores 3



VIENTO SOBRE CABLE DE GUARDA 1 (T) Cantidad de conductores 1







VIENTO SOBRE CABLE DE GUARDA (L) Cantidad de conductores 1



FUERZA LONGITUDINAL DE TENSION EN CONDUCTOR CTL [kgf]= 4084 Cantidad conductores 3 Templa [kgf] 1361.33

FUERZA TRANSVERSAL DE TENSION EN CONDUCTOR

CTL [kgf]= 2351 Cantidad conductores 3 Templa [kgf] 783.69

FUERZA LONGITUDINAL DE TENSION EN EL CABLE 1

Cantidad de cables 1

CTL [kgf]= 58

FUERZA TRANSVERSAL DE TENSION EN EL CABLE 2 Cantidad de cables 1

CTt [kgf]= 21

CORTOCIRCUITO ( Sentido longitudinal L ) CC [kgf]= 6211 Cantidad conductores 3 Templa [kgf] 2070

CORTOCIRCUITO ( Sentido transversal T)

CC [kgf]= 3914 Cantidad conductores 3 Templa [kgf] 1305





6.3 ANEXO (3) CARGAS A NIVEL DEL PEDESTAL





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE LINEAS RESUMEN CARGAS DE SERVICIO

Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [KN.m] My [kN.m] W + Ct 41.13 0.11 -31.19 1.63 510.89

W + Ct + CVx 49.37 0.11 -31.19 1.63 596.50

W + Ct + CVy 41.13 7.99 -31.19 84.41 510.89

W + Cc + CVx 70.35 0.00 -31.19 0.00 855.75

W + Cc + CVy 62.11 7.88 -31.19 82.78 770.14

W + Ct + 0.7CSx + 0.7CSz 43.97 0.11 -29.29 1.63 546.09

W + Ct + 0.7CSx - 0.7CSz 43.97 0.11 -33.09 1.63 546.09

W + Ct + 0.7CSy + 0.7CSz 41.13 2.94 -29.29 36.84 510.89

W + Ct + 0.7CSy - 0.7CSz 41.13 2.94 -33.09 36.84 510.89

W + Cc + 0.7CSx + 0.7CSz 64.95 0.00 -29.29 0.00 805.34

W + Cc + 0.7CSx - 0.7CSz 64.95 0.00 -33.09 0.00 805.34

W + Cc + 0.7CSy + 0.7CSz 62.11 2.84 -29.29 35.20 770.14

W + Cc + 0.7CSy - 0.7CSz 62.11 2.84 -33.09 35.20 770.14 RESUMEN CARGAS ÚLTIMAS Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [KN.m] My [kN.m] 1.4W + 1.7CT 69.92 0.18 -43.66 2.78 868.51

1.2W + 1.3CT + 1.3CVx 64.18 0.14 -37.43 2.12 775.45

1.2W + 1.3CT + 1.3CVy 53.47 10.38 -37.43 109.74 664.16

1.2W + 1.0Cc + 1.3CVx 72.82 0.00 -37.43 0.00 881.43

1.2W + 1.0Cc + 1.3CVy 62.11 10.25 -37.43 107.62 770.14

1.2W + 1.3CT + 1.0CSx + 1.0CSz 57.53 0.14 -34.71 2.12 714.45

1.2W + 1.3CT + 1.0CSx - 1.0CSz 57.53 0.14 -40.14 2.12 714.45

1.2W + 1.3CT + 1.0CSy + 1.0CSz 53.47 4.19 -34.71 52.41 664.16

1.2W + 1.3CT + 1.0CSy - 1.0CSz 53.47 4.19 -40.14 52.41 664.16

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx + 1.0CSz 66.16 0.00 -34.71 0.00 820.43

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx - 1.0CSz 66.16 0.00 -40.14 0.00 820.43

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy + 1.0CSz 62.11 4.06 -34.71 50.29 770.14

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy - 1.0CSz 62.11 4.06 -40.14 50.29 770.14





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE BARRAS

RESUMEN CARGAS DE SERVICIO

Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [KN.m] My [kN.m] W + Ct 11.76 19.57 -16.94 164.38 98.74

W + Ct + CVx 15.79 19.57 -16.94 164.38 124.47

W + Ct + CVy 11.76 22.87 -16.94 184.49 98.74

W + Cc + CVx 4.04 0.00 -16.94 0.00 25.72

W + Cc + CVy 0.00 3.30 -16.94 20.11 0.00

W + Ct + 0.7CSx + 0.7CSz 13.12 19.57 -16.02 164.38 110.24

W + Ct + 0.7CSx - 0.7CSz 13.12 19.57 -17.86 164.38 110.24

W + Ct + 0.7CSy + 0.7CSz 11.76 20.94 -16.02 175.88 98.74

W + Ct + 0.7CSy - 0.7CSz 11.76 20.94 -17.86 175.88 98.74

W + Cc + 0.7CSx + 0.7CSz 1.37 0.00 -16.02 0.00 11.50

W + Cc + 0.7CSx - 0.7CSz 1.37 0.00 -17.86 0.00 11.50

W + Cc + 0.7CSy + 0.7CSz 0.00 1.37 -16.02 11.50 0.00

W + Cc + 0.7CSy - 0.7CSz 0.00 1.37 -17.86 11.50 0.00 RESUMEN CARGAS ÚLTIMAS Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [KN.m] My [kN.m] 1.4W + 1.7CT 19.98 33.27 -23.71 279.45 167.87

1.2W + 1.3CT + 1.3CVx 20.53 25.44 -20.33 213.70 161.81

1.2W + 1.3CT + 1.3CVy 15.28 29.74 -20.33 239.84 128.37

1.2W + 1.0Cc + 1.3CVx 5.25 0.00 -20.33 0.00 33.44

1.2W + 1.0Cc + 1.3CVy 0.00 4.30 -20.33 26.14 0.00

1.2W + 1.3CT + 1.0CSx + 1.0CSz 17.24 25.44 -19.02 213.70 144.79

1.2W + 1.3CT + 1.0CSx - 1.0CSz 17.24 25.44 -21.64 213.70 144.79

1.2W + 1.3CT + 1.0CSy + 1.0CSz 15.28 27.40 -19.02 230.12 128.37

1.2W + 1.3CT + 1.0CSy - 1.0CSz 15.28 27.40 -21.64 230.12 128.37

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx + 1.0CSz 1.96 0.00 -19.02 0.00 16.42

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx - 1.0CSz 1.96 0.00 -21.64 0.00 16.42

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy + 1.0CSz 0.00 1.96 -19.02 16.42 0.00

1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy - 1.0CSz 0.00 1.96 -21.64 16.42 0.00





CARGAS PARA EL DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES DEL PÓRT ICO DE LINEAS Y BARRAS

RESUMEN CARGAS DE SERVICIO

Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [KN.m] My [kN.m] W + Ct 20.71 11.86 -33.88 100.38 257.68 W + Ct + CVx 27.85 11.86 -33.88 100.38 332.23 W + Ct + CVy 20.71 23.93 -33.88 214.04 257.68 W + Cc + CVx 38.19 19.57 -33.88 164.38 459.62 W + Cc + CVy 31.05 31.63 -33.88 278.04 385.07 W + Ct + 0.7CSx + 0.7CSz 22.23 11.86 -32.86 100.38 273.85 W + Ct + 0.7CSx - 0.7CSz 22.23 11.86 -34.89 100.38 273.85 W + Ct + 0.7CSy + 0.7CSz 20.71 13.38 -32.86 116.54 257.68 W + Ct + 0.7CSy - 0.7CSz 20.71 13.38 -34.89 116.54 257.68 W + Cc + 0.7CSx + 0.7CSz 32.57 19.57 -32.86 164.38 401.23 W + Cc + 0.7CSx - 0.7CSz 32.57 19.57 -34.89 164.38 401.23 W + Cc + 0.7CSy + 0.7CSz 31.05 21.09 -32.86 180.55 385.07 W + Cc + 0.7CSy - 0.7CSz 31.05 21.09 -34.89 180.55 385.07

RESUMEN CARGAS ÚLTIMAS Fx [kN] Fy [kN] Fz [kN] Mx [Kn.m] My [kN.m] 1.4W + 1.7CT 35.21 20.16 -47.43 170.64 438.06 1.2W + 1.3CT + 1.3CVx 36.20 15.42 -40.65 130.49 431.90 1.2W + 1.3CT + 1.3CVy 26.92 31.10 -40.65 278.25 334.99 1.2W + 1.0Cc + 1.3CVx 40.33 19.57 -40.65 164.38 481.98 1.2W + 1.0Cc + 1.3CVy 31.05 35.25 -40.65 312.14 385.07 1.2W + 1.3CT + 1.0CSx + 1.0CSz 33.85 15.42 -36.01 130.49 416.98 1.2W + 1.3CT + 1.0CSx - 1.0CSz 33.85 15.42 -45.29 130.49 416.98 1.2W + 1.3CT + 1.0CSy + 1.0CSz 26.92 22.34 -36.01 212.48 334.99 1.2W + 1.3CT + 1.0CSy - 1.0CSz 26.92 22.34 -45.29 212.48 334.99 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx + 1.0CSz 37.98 19.57 -36.01 164.38 467.06 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSx - 1.0CSz 37.98 19.57 -45.29 164.38 467.06 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy + 1.0CSz 31.05 26.49 -36.01 246.37 385.07 1.2W + 1.0Cc + 1.0CSy - 1.0CSz 31.05 26.49 -45.29 246.37 385.07

guias para el diseno de estructuras de soportes de...

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