131gd05 (fundacion equipo horizontal p)

131GD05 (08/07/02)

PROYECTO: NOMBRE DEL PROYECTO ELABORADO: XX

CLIENTE: NOMBRE DEL CLIENTE EQUIPO : REVISADO: XX FUNDACION DIRECTAESPECIALIDAD: ESTRUCTURAS V-XXXXXX FECHA: XX/XX/XX EQUIPO HORIZONTAL

CALCULOS ESTRUCTURALES PAGINA:

ANALISIS DE CARGAS EN EQUIPOS HORIZONTALES(SEGUN NORMAS PDVSA)

1.-DATOS GENERALES

1.1- DATOS DEL EQUIPO

12.00 pies = 3.658 m12.11 pies = 3.690 m

0.63 plg = 0.016 m0.00 plg = 0.000 m

54.00 pies = 16.459 m48.00 pies = 14.630 m

1.25 plg = 3.175 cmDimensión del agujero en el apoyo deslizante : 2.50 plg = 6.350 cm

10.50 pies = 3.200 m5.91 plg = 0.150 m0.75 plg = 0.019 m

Separación pernos en sentido X (longitudinal) : 0.00 plg = 0.000 mSeparación pernos en sentido Y (transversal) : 110.00 plg = 2.794 m

10.50 pies = 3.20 mPeso del equipo vacío (Pv) : 33.7 tPeso del equipo en operación (Po) : 73.7 tPeso del equipo en prueba hidrostática (Pp) : 219.4 t

1.2- DATOS PRELIMINARES DEL PEDESTAL DE CONCRETO

1.31 pies = 0.40010.83 pies = 3.300

1.97 pies = 0.600 m11.48 pies = 3.500 m

3.36 pies = 1.025 m

Diámetro interno del recipiente (dii) :Diámetro externo del recipiente (dei) :Espesor de la pared del recipiente (ei) :Espesor del aislamiento (eai) :Longitud del equipo (Lei) :Separación entre apoyos (sap) :Diametro del perno de anclaje (fp) :

Longitud de la plancha base (Lpb) :Ancho de la plancha base (Apb) :Espesor de la plancha base (epb) :

Altura del center line del recipiente con respecto al terreno (hCL) :

Ancho mínimo del pedestal (ap min) :Longitud mínima del pedestal (Lp min) :Ancho seleccionado del pedestal (ap) :Longitud seleccionada del pedestal (Lp) :Altura del pedestal respecto al terreno (hpt) :

h pt

S ap

L ei

H34

La mayor de las siguientes dimensiones: - Ancho del apoyo del equipo + 100 mm - 200 mm - Separacion de pernos en X + 12*diametro perno - Separacion de pernos en X + 180 mm

H35

La mayor de las siguientes dimensiones: - Ancho del apoyo del equipo + 100 mm - Separacion de pernos en Y + 12*diametro perno - Separacion de pernos en Y + 180 mm

131GD05 (08/07/02)




2.-ANALISIS DE FUERZAS DE VIENTO

Velocidad básica del viento : V = 90 km/h =Clasificación según grupo de uso : BFactor de importancia : 1.00Tipo de exposición : exposición = CFactor de carga por viento : FCV = 1.18Coeficiente de forma (Cf) :

Dirección viento Relación L / d Rugosidad superficie equipo

Transversal 3.78 Moderadamente lisa 0.53 tabla 6.2.5.6Longitudinal 1.00 Moderadamente lisa 0.50 tabla 6.2.5.6

Presión de diseño Fuerzas de viento

0.801 Gh =

7.00

z = 4.50 m h = 4.50 m

270 m 0.005

31.46 kg/m2

Diámetro máximo del recipiente : 3.69 m 4.35 m

Caso : Viento Transversal Af =37.98

El factor de carga por viento incluye el área expuesta de los pedestales de soporte.

Caso : Viento Longitudinal Af =10.69

en pedestales se tiene:

7.17

CALCULO DE FUERZAS DE VIENTO EN TOPE DE PEDESTAL (unidades: kg, m)Elemento Brazo (h) Fv trans Mv trans Fv long Mv long

Equipo 2.18 1577 3430 444 966Pedestal -0.51 298 -153

1577 3430 742 813

Viento TransversalFuerza Cortante Vv = 1577 KgMomento Mv = 3430 Kg m

a =

Cf

qz = 0,00485 * kz * a * V2 F = qz * Gh * Cf * Af

kz = 2,58 (z/zg) 2/b = 0,65 + 3,65 dh =

b = dh = 2,35 ( k ) 0,5 / ( h / 9 ) 1/b =

zg = k =

qz =

dmax =Diámetro efectivo del recipiente : deqi = dmax * FCV =

Area proyectada en el plano normal a la dirección del viento en m2 (Af) :

Les ó i * des ó i * CfAfi = m2

p * (des ó i)2/4Afi = m2

Afp = 2 * Lp * hpt

Afp = m2

S =

H70

Grupo A : Instalaciones esenciales, de emergencia o cuya falla ocasione perdidas humanas o economicas cuantiosas. Grupo B : Instalaciones industriales, almacenes, depositos. Grupo C : No aplica.

H72

A = Grandes ciudades y terrenos montañosos B = Areas suburbanas, pueblos, areas boscosas y terreno ondulado C = Terrenos planos o a campo abierto D = Areas planas del litoral sin obstrucciones

E77

Seleccione: - Moderadamente lisa - Rugosa

H77

Forma circular unicamente Superficie lisa - rugosa Si h/d =< 1……………Cf = 0,5 - 0,7 Si h/d = 7……………Cf = 0,6 - 0,8 Si h/d >= 25……………Cf = 0,7 - 0,9

131GD05 (08/07/02)




Viento LongitudinalFuerza Cortante 742 KgMomento 813 Kg mFuerza Axial 56 KgPv = Mv / sap =

131GD05 (08/07/02)




RESUMEN DE SOLICITACIONES POR VIENTO EN TOPE DE PEDESTAL (unidades: kg;m)

TIPO SOPORTE DIRECCION VIENTO P Vx Vy Mx

FIJO TRANSVERSAL 789 -1715LONGITUDINAL 56 742

DESLIZANTE TRANSVERSAL 789 -1715LONGITUDINAL -56

es más desfavorable considerar la fuerza completa aplicada en el apoyo fijo.

3.- ANALISIS SISMICO (Ref PDVSA JA-221 / JA-222)

3.1- PARAMETROS SISMICOS DE DISEÑO

Ubicación : San Tomé, Edo Anzoategui

Aceleración caracterísitica : a* = 45

Valor característico : 4.2

Grado de Riesgo : B

Probabilidad excedencia anual sismo de diseño : p1 = 0.001

3.2- ACELERACION MAXIMA DE TERRENO

a =

a = 233.05

Ao = aceleración máxima del terreno = (a/g)

g = 981

Ao = 0.238

3.3- FACTOR DE DUCTILIDAD

En dirección según eje equipo D long = 2.0 PDVSA JA-222, tabla 8.1

En dirección transversal a eje equipo D trans = 1.5

3.4- VALORES QUE DEFINEN EL ESPECTRO

Perfil de Suelo S2 PDVSA JA-221, tabla 6.1

2.6

0.2 s

T* = 0.8 s

1.00 PDVSA JA-221, tabla 5.1

Coeficiente de amortiguamiento : 0.03 PDVSA JA-222, tabla 6.1

3.026

0.10 s

0.05 s

Periodo característico longitudinal : 0.20 s

Periodo característico transversal : 0.20 s

NOTA: No se disminuyó la fuerza de corte por el efecto del roce en el apoyo fijo, ya que

cm/s2

g =

a* (-ln(1-p1))-1/g

cm/s2

cm/s2

b =

To =

j =

z =

b* = b/2.3 (0.0853-0.739 ln z) =

T+ Long = 0.1*( D - 1 ) =

T+ Transv = 0.1*( D - 1 ) =

como debe cumplirse que T° £ T+ £ T* entonces :

T+ Long = c Long = ( D / b* ) 0.25 =

T+ Trans = c Transv = ( D / b* ) 0.25 =

F156

VALOR SUMINISTRADO POR NORMA PDVSA JA-222 TABLA 8.1

F157

VALOR SUMINISTRADO POR NORMA PDVSA JA-222 TABLA 8.1

131GD05 (08/07/02)




131GD05 (08/07/02)




3.5- ESPECTROS DE DISEÑO PARA LAS COMPONENTES HORIZONTALES

para

para

D

para

D

para T > 3

D

3.6- PERIODO DE VIBRACION Y ORDENADA DEL ESPECTRO DE DISEÑO

238752T = 0,32 f'c = 250

3 E I T Long = 0.027T Transv = 0.005

Si tomamos en cuenta el periodo de vibración calculado del equipo se tiene:

DIRECCION Ad

LONGITUDINAL 0.027 0.260 OPCION 1

TRANSVERSAL 0.005 0.243 Opción seleccionada :

1

DIRECCION Ad

LONGITUDINAL 0.415 OPCION 2

TRANSVERSAL 0.508

3.7- CORTANTE BASAL

19127

17942W = peso total del equipo en operación = PoLos pesos se aumentarán en un 10 % por efecto de las tuberías, plataformas, etc.

3.8- DISTRIBUCION VERTICAL DEL CORTANTE BASAL

DISTRIBUCION VERTICAL CORTANTE LONGITUDINAL (unidades: t, m)

Elemento Wi hi Wi * hi Fi Brazo (h) * MiEquipo 73.70 3.20 235.84 18.91 2.18 41.12

Pedestal 5.38 0.51 2.76 0.22 -0.51 -0.11S = 79.08 238.60 19.13 41.01

DISTRIBUCION VERTICAL CORTANTE TRANSVERSAL (unidades: t, m)

Elemento Wi hi Wi * hi Fi Brazo (h) * MiEquipo 73.70 3.20 235.84 17.73 2.18 38.57

Pedestal 5.38 0.51 2.76 0.21 -0.51 -0.11

Ad = j Ao [1+(T/T +)(b*-1)] T < T+

[ 1+ (T/T+)C*(D-1)]

Ad = j Ao b* T+ £ T £ T*

Ad = j Ao b*(T*/T) 0.8 T* £ T £ 3

Ad = j b Ao (T*/3)0.8 (3/T)2.1

E = 15100*(f'c) 0,5 =W L3

T (s)

Si tomamos como coeficiente sismico Ad = b* Ao/(2D-1)1/2 se tiene :

T (s)

To<T<T*

To<T<T*

Vo = Ad * W Vo Long =Vo = fuerza cortante en la baseAd = ordenada del espectro de diseño Vo Trans =

Fi = Vo Wi * hi å Wj * hj

G206

Seleccione la opción (1) ó (2) La opción (2) corresponde al metodo estatico equivalente para sistemas flexibles (JA 221 par. 9,3,2) y es muy conservador, por lo que se recomienda en general seleccionar la opción (1)

131GD05 (08/07/02)




S = 79.08 238.60 17.94 38.47(*) A TOPE DE PEDESTAL

131GD05 (08/07/02)




La componente vertical del sismo es:

Fzs Long = 0.70 * Vo Long = 14.37 tFzs Trans = 0.70 * Vo Trans = 13.48 t

Solicitaciones mayoradas en el tope del pedestal :

Sismo Transversal Fz = 13477 kgVs = 17942 kgMs = 38467 kg m

Sismo Longitudinal2803 kg

3.9- RESUMEN DE SOLICITACIONES SISMICAS

RESUMEN DE SOLICITACIONES POR SISMO EN TOPE DE PEDESTAL (unidades: kg;m)TIPO SOPORTE DIRECCION SISMO P Vx Vy Mx

TRANSVERSAL 8971 -19233FIJO LONGITUDINAL 2803 19127

VERTICAL 6738TRANSVERSAL 8971 -19233

DESLIZANTE LONGITUDINAL -2803VERTICAL 6738

es más desfavorable considerar la fuerza completa aplicada en el apoyo fijo.

4.- CALCULO DE LAS FUERZAS TERMICAS

La fuerza térmica aplicada al pedestal será : PDVSA-L-STC-007

Ft = 0,30 Po Po = peso operaciónFt = 22110 Kg

Ft /pedestal = 11055 Kg SISMO > FUERZA TERMICA

5.- CALCULO DE LAS FUERZAS DE EXTRACCION DEL HAZ DE TUBOS

La fuerza de extracción del haz de tubos en equipos intercambiadores PDVSA A-261

de calor se calcula por :F long = 0,86 P haz > 900 KgP haz = 25000 kg P haz = peso del haz de tubos

F long = 21500 kg SISMO < FUERZA DE EXTRACCION

Esta fuerza se aplicará únicamente en el pedestal fijo.F vert =

h = 2.175 m distancia eje equipo a tope pedestalF vert = 3196 kg en el apoyo fijoF vert = -3196 kg en el apoyo deslizante

Faxial = Ms/S ap =

NOTA: No se disminuyó la fuerza de corte por el efecto del roce en el apoyo fijo, ya que

F long * h / Sap

F280

Si el equipo no es un intercambiador ingrese Phaz = 0

131GD05 (08/07/02)




131GD05 (08/07/02)




6.- CARGAS ACTUANTES EN FUNDACION

CARGAS ACTUANTES SOBRE LA FUNDACION (unidades: kg; m)

SOPORTE CASO P Vx Vy Mx

Vacío 16,850Prueba 109,700

F Operación 36,850I Sismo Long. 2,803 19,127J Sismo Trans. 8,971 -19,233O Sismo Vert. 6,738

Viento Long. 56 742Viento Trans 789 -1,715Temperatura 11,055Extrac. haz 3,196 21,500

D Vacío 16,850E Prueba 109,700S Operación 36,850L Sismo Long. -2,803I Sismo Trans. 8,971 -19,233Z Sismo Vert. 6,738A Viento Long. -56N Viento Trans 789 -1,715T Temperatura 11,055E Extrac. haz -3,196

7.- COMBINACIONES DE CARGAS EN FUNDACION

COMBINACIONES PARA CARGAS DE SERVICIO

COMBINACION No DESCRIPCION

12345 Po + T6789

101112 Pp13 Pv + Exh

Pv = Peso VacioPo = Peso OperaciónPp = Peso Prueba Hidrostática Sz = Sismo Vertical

T = TemperaturaExh = Extracción haz de tubos en intercambiadores de calor

0.75 (Pv + WT)0.75 (Pv + WL)0.75 (Po + WT)0.75 (Po + WL)

0.75Po + 0,66*(1,00 SL + 0,30 ST + 0,30 Sz)0.75Po + 0,66*(1,00 SL + 0,30 ST - 0,30 Sz)0.75Po + 0,66*(0,30 SL + 1,00 ST + 0,30 Sz)0.75Po + 0,66*(0,30 SL + 1,00 ST - 0,30 Sz)0.75Po + 0,66*(0,30 SL + 0,30 ST + 1,00 Sz)0.75Po + 0,66*(0,30 SL + 0,30 ST - 1,00 Sz)

SL = Sismo LongitudinalST = Sismo Transversal

WL = Viento LongitudinalWT = Viento Transversal

131GD05 (08/07/02)




131GD05 (08/07/02)




COMBINACIONES PARA CARGAS MAYORADAS

COMBINACION No DESCRIPCION

12345 1,4 Po + 1,4 T6789

1011 0,75 (1,4 Po) + 0,30 SL + 0,30 ST - 1,00 Sz12 1.4Pp13 1.4Pv + 1.7Exh

Pv = Peso VacioPo = Peso OperaciónPp = Peso Prueba Hidrostática Sz = Sismo Vertical

T = TemperaturaExh = Extracción haz de tubos en intercambiadores de calor

0,75 (1,4 Pv + 1,7 WT)0,75 (1,4 Pv + 1,7 WL)0,75 (1,4 Po + 1,7 WT)0,75 (1,4 Po + 1,7 WL)

0,75 (1,4 Po) + 1,00 SL + 0,30 ST + 0,30 Sz0,75 (1,4 Po) + 1,00 SL + 0,30 ST - 0,30 Sz0,75 (1,4 Po) + 0,30 SL + 1,00 ST + 0,30 Sz0,75 (1,4 Po) + 0,30 SL + 1,00 ST - 0,30 Sz0,75 (1,4 Po) + 0,30 SL + 0,30 ST + 1,00 Sz

SL = Sismo LongitudinalST = Sismo Transversal

WL = Viento LongitudinalWT = Viento Transversal

131GD05 (08/07/02)




131GD05 (08/07/02)

FUNDACION DIRECTA

EQUIPO HORIZONTAL

h CL

131GD05 (08/07/02)

FUNDACION DIRECTA

EQUIPO HORIZONTAL

COVENIN 2003-89

55.92 mph

PDVSA-L-STC-004

tabla 6.2.5.6 tabla 6.2.5.6

Fuerzas de viento

1.320

0.183

PDVSA-L-STC-004