cfe ja 100-57 estructuras metálicas mayores y menores para subestaciones

8/9/2019 CFE JA 100-57 Estructuras Metlicas Mayores y Menores Para Subestaciones

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ESTRUCTURAS METLICAS MAYORES Y MENORESPARA SUBESTACIONES

ESPECIFICACIN

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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _________________________________________________________________________ 12 CAMPO DE APLICACIN_____________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN _____________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES _____________________________________________________________________ 2

4.1 Estructuras Metlicas Mayores________________________________________________________ 2

4.2 Estructuras Metlicas Menores _______________________________________________________ 2

4.3 Caracter sticas Particu lares __________________________________________________________ 2

5 CARACTERSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ______________________________________ 2

5.1 Clasificacin _______________________________________________________________________ 2

5.2 Dimensiones Generales y Distanc ias de Seguridad _______________________________________ 2

5.3 Velocidad, Presin de Viento y Espectro de Diseo Ssmico _______________________________ 3

5.4 Anlisis y Diseo de Estruc turas ______________________________________________________ 3

5.5 Caracter sticas de los Materiales ______________________________________________________ 6

5.6 Doblado ___________________________________________________________________________ 7

5.7 Soldadura _________________________________________________________________________ 7

5.8 Ingeniera de Detalle ________________________________________________________________ 7

5.9 Proteccin Ant icorrosivo ____________________________________________________________ 9

6 CONDICIONES DE OPERACIN ______________________________________________________ 10

7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE ______________________________________ 10

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL___________________________________________ 10

9 CONTROL DE CALIDAD ____________________________________________________________ 10

9.1 Generalidades_____________________________________________________________________ 10

9.2 Pruebas __________________________________________________________________________ 11

9.3 Aceptacin _______________________________________________________________________ 11

9.4 Inspeccin y Aceptacin del Material _________________________________________________ 12

9.5 Verif icacin del Marcado ____________________________________________________________ 12

10 MARCADO _______________________________________________________________________ 12

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIN DESCARGA, RECEPCIN,

ALMACENAJE Y MANEJO___________________________________________________________ 12

12 BIBLIOGRAFA ____________________________________________________________________ 17


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1 OBJETIVO

Establecer los requerimientos tcnicos y de calidad que se deben cumplir en la clasificacin, anlisis, diseo,fabricacin, montaje, pruebas y suministro de las estructuras metlicas para subestaciones que adquiere la ComisinFederal de Electricidad (CFE).

2 CAMPO DE APLICACIN

Aplica para las estructuras metlicas mayores y menores en subestaciones que adquiere la CFE.Las torres de comunicacin deben ser diseadas conforme a la bibliografa [1], [16] y [17].

3 NORMAS QUE APLICAN

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida.

NMX-B-254-CANACERO-2008Industria Siderrgica - Acero Estructural Especificaciones y Mtodos de

Prueba.

NMX-B-285-1974 Acero Estructural de Alta Resistencia.

NMX-H-004-SCFI-2008 Industria Siderrgica - Productos de Hierro y Acero Recubiertos con Cinc(Galvanizado por Inmersin en Caliente) - Especificaciones y Mtodos dePrueba.

NMX-H-124-1990 Tornillos de Alta Resistencia para Uniones de Acero Estructural.

NMX-Z-012-1-1987 Muestreo para la Inspeccin por Atributos Parte 1: Informacin Generaly Aplicaciones.

NMX-Z-012-2-1987 Muestreo para la Inspeccin por Atributos Parte 2: Mtodo de Muestreo,Tablas y Grficas.

ISO 9223-1992 Corrosion of Metals and Alloys Corrosivity of Atmospheres -Classification.

NRF-001-CFE-2007 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga, Recepcin yAlmacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.

NRF-010-CFE-2009 Transportacin Especializada de Carga.

NRF-018-CFE-2004 Aisladores Tipo Suspensin de Porcelana o de Vidrio Templado.

NRF-023-CFE-2009 Herrajes y sus Accesorios.CFE D8500-01-2009 Seleccin y Aplicacin de Recubrimientos Anticorrosivos.

CFE D8500-02-2009 Recubrimientos Anticorrosivos.

CFE DY700-08-1999 Soldadura y sus Aspectos Generales.

CFE L0000-15-1992 Cdigo de Colores.

NOTA: En caso de que los documentos sean revisados o modifi cados, debe tomarse en cuenta la edicin en vigor en la fecha depubli cacin de la convocatori a de licitacin, salvo que la CFE indique otra cosa.


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4 DEFINICIONES

4.1 Estructuras Metlicas Mayores

Son estructuras a base de marcos metlicos de alma llena, tubular o celosa, para sostener cables de energaelctrica, equipos y accesorios.

4.2 Estructuras Metlicas Menores

Son bases de celosa o tubulares para sostener el equipo primario de una subestacin incluyendo los siguientes:

Cuchillas, apartarrayos, interruptores, aisladores soporte, trampas de onda, buses rgidos, transformadores: decorriente, de potencial capacitivo o potencial inductivo.

4.3 Caractersticas Particu lares

Documento contenido en la convocatoria de licitacin que contiene los parmetros de diseo de Ingeniera Civil para

cada obra.

5 CARACTERSTICAS Y CONDICIONES GENERALES

Las unidades de medida utilizadas en la presente especificacin deben cumplir con la norma NOM-008-SCFI.

5.1 Clasificacin

Las estructuras metlicas para subestaciones elctricas se clasifican por:

a) Disposicin de sus elementos.

- de alma llena,

- de celosa.

b) Seccin transversal.

- a base de ngulos,

- seccin I,

- tubulares.

c) Por la tensin elctrica.

- 115 kV,

- 230 kV,

- 400 kV.

5.2 Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad

La forma y configuracin de las estructuras debe estar de acuerdo con la presente especificacin, con los planos y/odibujos que la complementan.


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La informacin mnima contenida en los planos y/o dibujos debe ser:

a) Dimensiones generales de las estructuras.

b) Distancias de seguridad de las estructuras.

c) Detalles de la sujecin de cables y equipos.

d) Detalles de la conexin a tierra.

5.3 Velocidad, Presin de Viento y Espectro de Diseo Ssmico

5.3.1 Velocidad de viento

En las Caractersticas Particulares se indica el valor de la velocidad regional del viento para un periodo de retornode 200 aos.

5.3.2 Presiones debidas al viento

Las velocidades de viento y sus presiones correspondientes se calculan de acuerdo a lo indicado en el Apndice A.

5.3.3 Espectro de diseossmico

En las Caractersticas Particularesse proporciona el espectro de diseo ssmico o en su defecto se debe realizar deacuerdo a la referencia [17] del captulo 9.

5.4 Anlisis y Diseo de Estructuras

5.4.1 Cargas

Las principales cargas a considerar en el diseo de estructuras para subestaciones son las siguientes:

a) Peso propio de la estructura, equipo, aisladores, herrajes y accesorios.

b) Cargas que transmiten los cables e hilos de guarda a la estructura. stas se deben a: tensinmecnica, peso propio, presin de viento y temperatura.

c) Accin del viento sobre las estructuras y el equipo.

d) Por acumulacin de hielo (cuando se indique en las Caractersticas Particulares).

e) Sismo.


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5.4.1.1 Identificacin de las condic iones de carga

Las condiciones de carga empleadas para el anlisis de las estructuras son las siguientes:

PP = Peso propio de la estructura.

PEC = Peso del equipo y cables.

TTminsv= Tensin en cables a temperatura mnima (-10 0C), sin viento. Todas las tensiones encables se obtendrn de la memoria de clculo de flechas y tensiones indicada en lasCaractersticas Particulares.

TTmedsv=

TTmedVmax x,z=

Tensin en cables a temperatura media sin viento.

Tensin en cables a temperatura media, con viento mximo en la direccin x, z ycarga perpendicular al cable inducida por el viento.

TTmedsvcd=

TTmedVmax x,z cd=

Tensin en cables a temperatura media, sin viento en condiciones desbalanceadas.(Tensin ms crtica actuando en una direccin).

Tensin en cables a temperatura media, con viento mximo, en la direccin x, z encondiciones desbalanceadas (Tensin ms crtica actuando en una direccin); mscarga perpendicular al cable inducida por el viento.

PVmaxEx,z= Presin de viento mximo sobre la estructura en la direccin x, z.

CSx,z= Carga de sismo en la direccin x, z.

5.4.1.2 Combinaciones y factores de carga

Combinaciones:

a) 1,4 (PP+PEC+TTminsv).

b) 1,2(PP+PEC) + 1,3( TTmedVmax x +PVmaxE x).

c) 1,2 (PP+PEC) + 1,3( TTmedVmax z + PVmaxEz).

d) 1,2(PP + PEC) + 1,3(TTmedVmax xcd + PVmaxEx).

e) 1,2( PP + PEC) + 1,3 (TTmedVmax z cd + PVmaxEz).

f) 1,2 ( PP + PEC ) + 0,65 TTmedVmax x +0,65 TTmedVmax z + 0,78 PVmaxEx + 0,78 PVmaxEz.

g) 1,2 (PP + PEC ) + 0,65 TTmedVmax xcd + 0,65 TTmedVmax zcd + 0,78 PVmax45x +0,78PVmaxEz.

h) 1,2 (PP + PEC + TTmedsv ) + CSx + 0,3 CSz.

i) 1,2 (PP + PEC + TTmedsvcd ) + CSx + 0,3 CSz.

j) 1,2 (PP + PEC + TTmedsv ) + CSz + 0,3 CSx.

k) 1,2 ( PP + PEC + TTmedsvcd ) +CSz + 0,3 CSx.


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l) 0,9 ( PP + PEC) + 1,3 (TTmedVmax x cd + PVmaxEx).

m) 0,9 ( PP + PEC ) + 1,3 ( TTmedVmax z cd + PVmaxEz).

n) 0,9 (PP + PEC ) + 0,9 TTmsvcd + CSx + 0,3 CSz.

o) 0,9 (PP + PEC) + 0,9 TTmedsvcd + CSz + 0,3 CSx.

p) PP + PEC + TTminsv.

En las combinaciones de la b) a la e), l) y m) si el viento acta en la direccin de los cables TTmedVmax se sustituyepor TTmedsv.

5.4.2 Anlisis estructural

El anlisis debe incluir todos los miembros de la estructura considerando los efectos de orden superior debidos a losdesplazamientos. Se debe realizar mediante un programa de computadora.

5.4.3 Diseo estructural

El diseo estructural se debe hacer por el mtodo de estados lmite y factores de carga y resistencia, de acuerdo a lareferencia [1] del captulo 9 de esta especificacin.

Adicionalmente se debe considerar:

a) Las diagonales de las estructuras metlicas en celosa, no deben tener un ngulo menor de 600,para celosa simple, ni menor de 450, para celosa doble, con relacin al eje del elemento principal(cuerdas).

b) Todos los detalles de empalme (ngulos, placas, tornillos, entre otros) que se requieren paraprolongar un elemento principal, cuerdas, se deben calcular para soportar la capacidad del

elemento menor a unir, independientemente de que el elemento est trabajando con una cargamenor.

c) En elementos estructurales para celosa (ngulos), el espesor mnimo a utilizar debe ser 5 mm(3/16) y la dimensin mnima a utilizar debe ser de 38 mm (1 ).

5.4.4 Deformaciones elsticas admisibles

La deformacin mxima de elementos de las estructuras en cualquier direccin, debe ser menor a L/100, para unacarga concentrada al centro del elemento de 130 kg, L corresponde a la longitud no arriostrada del elemento.

La deformacin mxima permisible para estructuras (trabes y columnas), debe ser de acuerdo a la tabla 1.


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TABLA 1 Deformaciones lineales permisibles para estructuras mayores y menores en subestaciones

Tipo de estructura

Combinaciones de carga:

Cargas permanentes sin factorizarCombinacin No. 16, del punto5.4.1.2.

Trabes decelosa L/360 (vertical y horizontal)(1)

Columnas de celosa H/360 (horizontal en el extremo libre)(2)

NOTA:1.- L = Longit ud de la trabe2.- H = Altura de la columna

En caso de exceder estos valores en campo, se deben efectuar las correcciones necesarias an cuando lasdeformaciones calculadas estn dentro de las permisibles.

5.5 Caractersticas de los Materiales

5.5.1 Perfiles y placas

El acero que se emplea en la fabricacin de las estructuras debe cumplir con alguna de las siguientes normas enfuncin de su diseo:

a) Para ngulos, vigas de seccin I, seccin cajn, tubulares y placas con fy mnimo de 248,1 MPa,aplica la norma NMX-B-254.

b) Para ngulos, vigas de seccin I, seccin cajn, tubulares con fy mnimo de 345 MPa, aplica lanormaNMX-B-285.

No se aceptan perfiles hechos a base de placa doblada, excepto para perfiles tubulares.

5.5.2 Torni llos, anclas y tuercas

El acero de tornillos debe cumplir con la norma NMX-H-124.

Las tuercas deben ser de acuerdo a la referencia 10del captulo 9 de esta especificacin.

El acero de fabricacin para anclas debe ser redondo estructural liso NMX-B-254 con fy mnimo de 248,1 MPa oNMX-B-285 de alta resistencia con fy mnimo de 345 MPa.

5.5.3 Tolerancias y ajustes de fabricacin

5.5.3.1 Tubos

- longitudinal de una seccin: 25 mm,

- longitudinal de empotramiento entre secciones: +15 %,

- perimetral:

. seccin macho: + 2 mm, -12 mm,

. seccin hembra: + 9 mm, - 6 mm,

. otras: + 9 mm, - 6 mm.

- perpendicularidad de la placa de base con la columna: 1:480,


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- centrado de la columna en la placa base: 6 mm.

5.5.3.2 Placas base

- longitud: + 6 mm,

- dimetro de barrenos + 2 mm,

- localizacin de barrenos: + 2 mm.

5.5.3.3 Anclas

- longitud: + 25 mm.

5.5.3.4 Barrenos

El dimetro de los barrenos debe ser de 1,6 mm mayor que el dimetro del tornillo respectivo.

La conicidad de los barrenos punzonados no debe exceder de 0,8 mm entre dimetros mximo y mnimo.Las tolerancias deben ser, entre:

- gramiles: 0,4 mm,

- centro de barrenos: 0,8 mm,

- centros de grupos de barrenos: 1,6 mm.

5.6 Doblado

Las limitaciones en el doblez de perfiles se expresan mediante el cociente del radio interior del doblez al espesor, estarelacin se debe ajustar a la referencia [6] del captulo 9.

Los dobleces mayores a 5 grados, a los perfiles se deben hacer en caliente a temperatura de 600 C a 650 C, paramateriales hasta espesores de 12,7 mm y de 850 C a 950 C cuando son menores.

5.7 Soldadura

En elementos principales slo se acepta soldadura cuando se unen a la placa base y en los capiteles; siendoelemento principal las cuerdas de la estructura. Para todos los dems elementos se aceptan soldaduras respetandolos lineamientos de la Ingeniera de Detalle (inciso 5.8.f).

La soldadura se debe hacer en taller y su empleo, diseo y pruebas, se debe ajustar a los lineamientos de laespecificacin CFE DY700-08.

5.8 Ingeniera de Detalle

a) Estructuras tubulares, las secciones telescpicas se deben detallar para una longitud deacoplamiento igual a 1,5 veces el dimetro interior de la seccin hembra.

b) Todos los tornillos deben llevar arandela plana, tuerca y contratuerca o arandela de presin ytuerca. La longitud del tornillo debe ser tal que sobresalga de la tuerca cuando menos la distanciamostrada en la tabla 2.

c) Las anclas deben llevar tuerca de nivelacin, arandela plana, tuerca de sujecin y contratuerca.

La longitud del ancla debe ser tal que sobresalga de la contratuerca cuando menos la distanciamostrada en la tabla 2.


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d) Los tubos telescpicos deben llevar marcas para identificar la longitud de acoplamiento de laseccin macho.

e) Todas las piezas deben llevar la marca de identificacin en bajo relieve segn los planos demontaje y de taller. sta se estampa antes del galvanizado. Los nmeros y su posicin deben serclaramente legibles.

f) En estructuras de celosa no se aceptan elementos fabricados con dos o ms tramos unidos consoldadura y en estructuras tubulares se permite el empleo de soldadura en la fabricacin de losmdulos, siempre y cuando sta se realice en taller. Las uniones de campo deben ser atornilladas,Tampoco se aceptan sellos (tapones), ni soldadura o ranuras en barrenos.

g) La existencia de soldadura en elementos principales es motivo de rechazo, a excepcin de loindicado en el prrafo 5.7.

TABLA 2 - Longitud mnima del tornillo o ancla a sobresalir de la tuerca

Dimetro nominal del tornillo o ancla Longi tud mnima a sobresalir de la tuerca12,7 mm () 8 mm (5/16)

15,9 mm (5/8) 11,1 mm (7/16)19 mm () 12,7 mm ()

22,2 mm (7/8) 14,3 mm (9/16)25,4 mm (1) 14,3 mm (9/16)

28,6 mm (1 1/8) 19,1 mm ()31,8 mm (1 ) 19,1 mm ()

34,92 mm (1 3/8) 20,7 mm (13/16)38,1 mm (1 ) 22,2 mm (7/8)

5.8.1 Escalones

Las estructuras deben estar provistas de soportes para montaje de escalones galvanizados atornillados. Losescalones deben estar localizados a partir de 3,0 m del nivel del terreno, espaciados alternadamente 40 cm en sentidovertical, y solo se colocarn en una pierna de cada columna.

El escaln debe ser formado por un redondo de 19 mm de dimetro y 295 mm de largo con una escuadra de 40 mm;atornillado a la estructura, vase figura 1.


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FIGURA 1 Detalle de escaln

5.8.2 Barrenos especiales

Para la conexin a tierra se requieren barrenos de 13 mm de dimetro. Su posicin se indica en los dibujoscorrespondientes.

5.8.3 Herrajes

El proveedor de las estructuras debe suministrar los accesorios necesarios para la sujecin del cable conforme a lasnormas NRF-018-CFE y NRF-023-CFE.

5.9 Proteccin Anticorrosiva

5.9.1 Galvanizado

a) Todos los elementos de la subestacin, incluyendo las anclas y la tornillera, deben sergalvanizados por el mtodo de inmersin en caliente (Hot-Dipping), despus de haber sidocortados y taladrados; dicho galvanizado debe cumplir con la norma NMX-H-004-SCFI y lasreferencias 5, 6 y 12 del captulo 9 de esta especificacin. El espesor requerido delgalvanizado debe ser de 100 m como mnimo para piezas con espesores iguales o mayores de6 mm, y para espesores menores de 6 mm, el espesor de galvanizado debe ser de 85 m comomnimo, considerando la nota 7 de la tabla 2 de la norma NMX-H-004-SCFI.

b) El galvanizado de las tuercas, contratuercas, tornillos, escalones, anclas y arandelas, debeefectuarse por el mtodo de inmersin en caliente, y cumplir con la norma NMX-H-004-SCFI.

c) En las zonas con ambiente marino y/o industrial (de acuerdo a la norma ISO 9223) adicionalmenteal galvanizado, debe aplicarse, anterior al montaje, el siguiente sistema de recubrimiento:

- limpiar la superficie aplicando el mtodo CFE-LSO indicado en la especificacinCFE D8500-01,

- preparar la superficie aplicando un mordentador CFE-P17, de acuerdo con la especificacinCFE D8500-02, a un espesor seco de 13 m,

- aplicar un primario vinil-epxico fosfato de zinc xido CFE-P21, en dos capas, con unespesor seco por capa de 25 m y un acabado epxico altos slidos CFE-A3, en una capa,


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con un espesor seco de 125 m de acuerdo con las especificaciones CFE D8500-01 yCFE D8500-02. El color del acabado debe ser 24 marfil, de acuerdo con la especificacinCFE L0000-15.

d) El galvanizado debe quedar liso, contino y uniforme, sin escamas, gotas o rugosidades en lasuperficie, bordes o parte interna de los elementos (perfiles angulares, placas y tornillos).

e) El galvanizado que haya sufrido daos en planta o en campo, se debe reparar de acuerdo a lanorma NMX-H-004-SCFI.

f) La evaluacin visual, as como la medicin del espesor del galvanizado, se deben realizar deacuerdo a la norma NMX-H-004-SCFI.

g) El muestreo para la inspeccin del galvanizado se debe realizar en taller de acuerdo a las normasNMX-Z-012-1 y NMX-Z-012-2 usando un muestreo sencillo para inspeccin reducida S-4. CFE sereserva el derecho de obtener muestras para efectuar pruebas de los materiales por suministrar,as como solicitar certificados de calidad de los mismos.

h) Se considera lote para pruebas de rutina, a la carga o atado que entra a la tina de galvanizado, enpruebas de aceptacin, a un mximo de hasta 35 000 piezas o elementos estructurales para cadaespesor de galvanizado, y en pruebas de prototipo, a una estructura completa. No se debenmezclar en un lote miembros estructurales de diferentes empresas galvanizadoras.

i) Se acepta el uso de soluciones para sellar el galvanizado, que no sean a base de cromohexavalente.

6 CONDICIONES DE OPERACIN

No aplica.

7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE

No aplica.

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL

No aplica.

9 CONTROL DE CALIDAD

9.1 Generalidades

La CFE rechazar los bienes que no cumplan con las pruebas descritas en esta especificacin:

a) El proveedor debe notificar a la CFE en un plazo mximo de 5 das naturales posteriores al fallo,las fechas de fabricacin en el taller, de manera que sta programe sus visitas de inspeccin.

b) El proveedor debe proporcionar a los supervisores las facilidades que le permitan cerciorarse deque los materiales, y las pruebas a que se sujeten son satisfactorias para los intereses de la CFE.

c) La CFE debe recibir 3 (tres) copias certificadas de las pruebas realizadas en la planta laminadorapara determinar las propiedades fsicas y qumicas del acero que se utiliza en el trabajo, as como


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3 (tres) copias de certificados de calidad de los otros materiales, de conformidad con lasespecificaciones que los rigen.

d) El proveedor debe enviar o entregar a los supervisores de CFE dos copias de los dibujos de taller ymontaje aprobados para que la inspeccin se realice en base a los dibujos aprobados por la CFE.

e) Los informes sobre todas las pruebas hechas por el proveedor, as como los informes de avancede trabajo y otros semejantes que se enven a la CFE, deben redactarse en espaol y llevar laaprobacin de los supervisores.

f) El proveedor debe incluir los documentos de inspeccin con la aceptacin de los supervisores de laCFE.

9.2 Pruebas

a) Se deben efectuar pruebas en la planta laminadora para la determinacin de las propiedadesfsicas y qumicas del acero utilizado en el trabajo.

b) Previo al embarque se deben montar temporalmente en el taller del proveedor para revisar laexactitud del trabajo, los largueros, columnas y partes principales de la estructura de acero a fin deque sean aprobados por la CFE.

c) Antes de efectuar el embarque de las diferentes partes de la estructura, se deben someter a lainspeccin de la CFE, la cual debe intervenir cuando sea necesario, durante los procesos defabricacin y pruebas.

d) Las pruebas de calificacin de las soldaduras se deben sujetar a lo establecido en lareferencia 14con excepcin de la soldadura de arco metlico que debe cumplir con la referencia15 ambos del captulo 9.

Los resultados de las pruebas de calificacin deben estar a disposicin del supervisor de la CFE osu representante.

e) Todas las soldaduras de placas de espesor mayor o igual a 50 mm que trabajan a tensin o demiembros principales, se deben someter a pruebas no destructivas del tipo radiografa, ultrasnicaso de partculas magnticas, segn lo especifique la CFE.

f) La CFE debe seleccionar un nmero determinado de soldaduras de acuerdo a la normaNMX-Z-012-2, con el fin de hacer las pruebas necesarias y de no ser satisfactorias, las soldadurasdeben ser retiradas y repuestas a satisfaccin de la CFE.

9.3 Aceptacin

a) La CFE debe rechazar cualquier trabajo defectuoso de fabricacin o de detalle, o solicitar que serealicen las correcciones necesarias.

b) La CFE acepta la estructura en forma definitiva siempre que el proveedor la fabrique en la mismasecuencia que requiere su instalacin final en el sitio, como se estipula en el programa de montajey cada embarque debe contener todos los accesorios tales como pernos y otros dispositivosindispensables para la correcta instalacin de las porciones de la estructura incluidas en elembarque. Por cada lote el proveedor debe enviar una lista detallada de su contenido. Estas listaspreparadas con la responsabilidad del proveedor deben ser verificadas y firmadas de conformidadpor los supervisores.

c) La estructura y sus accesorios no son aceptados por la CFE hasta que se efecte el montajeindicado en el inciso 6.2 (b).


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Las entregas hechas por el proveedor a dichos inspectores tienen que estar de acuerdo con elprograma de fabricacin establecido en la presente especificacin.

9.4 Inspeccin y Aceptacin del Material

El proveedor debe permitir al personal de CFE las facilidades necesarias a fin de inspeccionar la materia prima,procesos de fabricacin, exactitud del equipo de control y medicin as como productos terminados.

Mientras el inspector de CFE no d la aprobacin por escrito de las solicitudes de inspeccin, el proveedor no debeembarcar ni entregar el material.

Las estructuras deben ser armadas en negro en las instalaciones del proveedor y supervisadas por la Gerencia delLAPEM, para verificar su geometra, inspeccin visual, dimensional y ensamble, a fin de evitar que despus delgalvanizado se realicen barrenos, cortes y marcado.

a) Las uniones soldadas deben estar totalmente limpias, sin escoria, exentas de porosidades y grietaso cualquier otra impureza de acuerdo a las referencias4y 15del captulo 9.

Antes de que el proveedor entregue las estructuras tubulares al rea usuaria, stas se deben ensamblar despus degalvanizadas hasta las marcas de empotramiento con la fuerza especificada, supervisado por la Gerencia del LAPEM y despus, desensamblarlas para su embarque.

9.5 Verificacin del Marcado

Se debe verificar, antes del galvanizado, que todas las piezas llevan la marca de identificacin segn los planos demontaje y fabricacin, con caracteres de por lo menos 2 cm de altura. A la recepcin en sitio, el marcado de estaspiezas debe ser legible y permanente.

10 MARCADO

Cada pieza debe llevar una marca de identificacin, igual a la indicada en los planos de montaje y de taller, ademsdel logotipo del fabricante, esta se estampa antes del galvanizado. Los caracteres y su posicin deben ser claramentelegibles y tener 2 cm de altura. La marca, en bajo relieve, se debe formar como se indica a continuacin:

a) Logotipo del fabricante.

Carcter que identifica al fabricante de la estructura.

b) Marca del elemento.

Nmero consecutivo de identificacin del elemento.

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIN, DESCARGA, RECEPCIN,ALMACENAJE Y MANEJO

De acuerdo a las normas NRF-001-CFE y NRF-010-CFE.

12 BIBLIOGRAFA

[1] AISC LRFD Manual of Steel Construction Load and Resistance FactorDesign. American Institute of Steel Construction.

2 ANSI B18.1.1-1972 Small Solid Rivets 7/16 Inch Nominal Diameter and Smaller.


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3 ANSI B18.2.1-1981 Square and Hex Bolts and Screws Inch Series.

4 ASTM A36/A36M-2001 Standard Specification for Carbon Structural Steel.

5 ASTM A123/123M-2001 Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coating onIron and Steel Products.

6 ASTM A143-2003 Standard Practice for Safeguarding Against Embrittlement of Hot-Dip Galvanized Structural Steel Products and Procedure forDetecting Embrittlement.

7 ASTM A325M-2000 Standard Specification for High-Strength Bolts for Structural SteelJoints.

8 ASTM A394-2000 Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts, Zinc-Coated and Bare.

9 ASTM A490-2000 Standard Specification for Structural Bolts Alloy Steel Heat 150 ksiMinimun Tensile Strenght.

[10] ASTM A563-2000 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts.

11 ASTM A572/A572M-2001 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy Columbium-Vanadium Structural Quality.

12 ASTM E376-1996 Standard Practice for Measuring Coating Thickness by Magnetic-Field or Eddy-Current (Electromagnetic) Test Methods.

[13] ASTM F1554-04 Standard Specification for Anchor Bolts, Steel, 36, 55, and 105-ksiYield Strength.

14 AWS D.1.1-2000 Structural Welding Code-Steel.

15 AWS C5.6-1989 Recommended Practices for Gas Metal Arc Welding.

[16] MDOC-DV-2008 Manual de Diseo de Obras Civiles, Diseo por Viento.

[17] MDOC-DS-2008 Manual de Diseo de Obras Civiles, Diseo por Sismo.


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APNDICE A(Normativo)

CLCULO DE PRESIONES DE VIENTO A PARTIR DE LA VELOCIDAD REGIONAL

A1 CLASIFICACIN DE LA ESTRUCTURA SEGN SU IMPORTANCIA

De acuerdo con el MDOC-DV, inciso 4.1.3, las estructuras consideradas en esta especificacin pertenecen al tipo A(estructuras para las que se recomienda un grado de seguridad elevado).

A1.1 Clas if icacin de la Est ructura Segn su Respuesta ante la Accin del Viento

De acuerdo con el MDOC-DV, inciso 4.1.4, las estructuras consideradas en esta especificacin pertenecen al tipo 2(estructuras que por su alta relacin de esbeltez o las dimensiones reducidas de su seccin transversal sonespecialmente sensibles a las rfagas de corta duracin - entre 1 s y 5 s - y cuyos periodos naturales largos favorecen

la ocurrencia de oscilaciones importantes en la direccin del viento). En caso de que el periodo natural de vibracin dela estructura sea menor o igual que 1 s y que su relacin de esbeltez sea menor o igual que 5, los efectos dinmicosno son importantes por lo que el factor de amplificacin dinmica definido en A4.2 o A5.2 ser igual a 1.

A1.2 Efectos del Viento que Deben Considerarse

Para disear las construcciones del tipo 2, se deben considerar los efectos dinmicos causados por la turbulencia delviento. stos se toman en cuenta mediante la aplicacin del factor de amplificacin dinmica debido a rfagas.

A2 DETERMINACIN DE LA VELOCIDAD DE DISEO, DV

La velocidad de diseo, DV , es la velocidad con la cual se calculan los efectos del viento sobre la estructura o sobreun componente de la misma.

La velocidad de diseo, en km/h, se obtendr de acuerdo con la ecuacin:

RrzTD VFFV (A.1)

Donde:

TF Factor que depende de la topografa del sitio, adimensional.

rzF Factor que toma en cuenta el efecto de las caractersticas de exposicin local y adimensional.

RV Velocidad regional que le corresponde al sitio en donde se construir la estructura, en km/h.

El factor rzF se debe evaluar de acuerdo con las caractersticas de exposicin del sitio en donde se desplanta la

estructura. En cuanto al factor de topografa FTes proporcionado en las Caractersticas Particulares o en su defectose evaluar de acuerdo al inciso 4.2.4 del MDOC-DV.


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A2.1 Factor de Exposicin, rzF

El factor de exposicin, rzF , establece la variacin de la velocidad del viento con la altura sobre el nivel del terreno,

z , y est en funcin de la categora del terreno segn su rugosidad. Este factor de exposicin se obtiene de acuerdocon las expresiones siguientes:

cFrz si z10 m (A.2.a)

10

zcFrz si 10 m < z< (A.2.b)

10

cFrz si z (A.2.c)

Donde:

c Coeficiente que vara segn la rugosidad del terreno, adimensional. Exponente que determina la forma de la variacin de la velocidad del viento con la altura, adimensional.

Altura gradiente, medida a partir del nivel del terreno de desplante y por encima de la cual la variacin de lavelocidad del viento no es importante y se puede suponer constante, en m.

Los coeficientes , , y c estn en funcin de la categora del terreno segn su rugosidad. En la tabla A1 sepresentan los valores que se recomiendan para estos coeficientes, con base en la categora del terreno mencionada.La categora del terreno segn su rugosidad es proporcionada en las Caractersticas Particulares.

En caso de que la categora del terreno no sea proporcionada en las Caractersticas Particulares, se debe aplicarlas recomendaciones establecidas en el inciso 4.2.1 y en la tabla 4.2.1 del MDOC-DV.

A2.2 Determinacin de la Veloc idad Regional del Vien to, RV

La velocidad regional del viento, RV , es la mxima velocidad probable de presentarse con un cierto periodo de retorno

en una zona o regin determinada del pas. Ser proporcionada en las Caractersticas Particulareso en su defectoen el MDOC-DV, en las figuras 4.2.1, 4.2.2 y 4.2.3, se presentan los mapas de isotacas regionales para diferentesperiodos de retorno, en los cuales las velocidades estn referidas a velocidades de rfaga de viento con un tiempo depromediacin de 3 s a 10 m de altura, en terreno plano con categora 2 (vase la tabla 4.2.1 del MDOC-DV). Laimportancia de la estructura dictamina el periodo de retorno que se deba seleccionar. De acuerdo al MDOC-DV, losgrupos A, B y C se asocian con los periodos de retorno de 200 aos, 50 aos y 10 aos, respectivamente. Salvo que

se mencione otra cosa en las Caractersticas Particulares, las estructuras de subestaciones corresponden al grupoA. El sitio de desplante se debe localizar en el mapa con el periodo de retorno que corresponde al grupo al quepertenece la estructura con el fin de obtener la velocidad regional.

El MDOC-DV tambin contiene dos mapas opcionales con velocidades de viento ptimo, los cuales estn asociados ados niveles de prdidas representados por la variable Q, para que el diseador seleccione el nivel que acepta en casode producirse una falla estructural, de acuerdo con lo que se mencione en las Caractersticas Particulares, si seoptara por la aplicacin de estos mapas. Dada la gran variedad de estructuras existentes, en el MDOC-DV se opt pordefinir dos niveles de prdidas, Q = 5 y Q = 15. Los mapas correspondientes a esos niveles de prdidas se presentanen las figuras 4.2.4 y 4.2.5 del MDOC-DV.


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TABLA A1 Valores de c, y

Categora

del terreno c (m)

1 1,137 0,099 245

2 1,000 0,128 315

3 0,881 0,156 390

4 0,815 0,170 455

A3 PRESIN DINMICA DE BASE, zq

Cuando el viento acta sobre un obstculo, genera presiones sobre su superficie que varan segn la intensidad de lavelocidad y la direccin del viento. La presin que ejerce el flujo del viento sobre una superficie plana perpendicular al, se denomina comnmente presin dinmica de base y se determina con la siguiente ecuacin:

2047.0 Dz VGq (A.3)

(En el sistema mks, 20048.0 Dz VGq , zq en kg/m2)

En la expresin anterior:

zq Presin dinmica de base a una altura z sobre el nivel del terreno, en Pa.

DV Velocidad de diseo definida en el inciso A2, en km/h.

G Factor de correccin por temperatura y por altura con respecto al nivel del mar, adimensional; Se obtiene conla siguiente ecuacin:

273

392.0G (A.4)

Donde:

Presin baromtrica, en mm de Hg.


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Temperatura ambiental en C.

En la tabla A2 se presenta la relacin entre los valores de la altitud, mh , en metros, y la presin baromtrica, , en

mm de Hg. En el Apndice C del MDOC-DV, se proporcionan valores de la altura sobre el nivel del mar ytemperaturas medias para las ciudades de mayor importancia en la Repblica Mexicana.

TABLA A2 - Relacin entre la altitud y la presin baromtrica

Al ti tud mh

(m)

Presin baromtrica(mm de Hg)

0 760

500 720

1 000 675

1 500 635

2 000 600

2 500 565

3 000 530

3 500 495

A4 FUERZA DINMICA EQUIVALENTE, eEF , SOBRE ESTRUCTURAS DE CELOSA

La fuerza dinmica equivalente, eEF , que acta sobre los marcos formados por celosas, en direccin paralela a la

direccin del viento y perpendicular a las reas expuestas, a una altura z, se calcula con la expresin:

ADEaeE FzqCAF )(exp (A.5a)

Donde:

eEF Fuerza dinmica equivalente que acta en los marcos formados por celosa, en N.

expA rea expuesta, medida perpendicularmente a la direccin del viento, de cada panel en que se divide el

marco, en m2.

aC Coeficiente de arrastre, el cual es funcin de la relacin de solidez del panel considerado y perpendicular a

la direccin del viento, adimensional, segn A4.1; en este caso, el valor del ngulo de incidencia del viento,, es 0 o 90, (vase la figura A1), segn corresponda.

)(zqz Presin dinmica de base variable a una la altura z , en Pa.


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ADEF Factor de amplificacin dinmica para el marco de celosa, adimensional; se calcula de acuerdo con lo

especificado en el inciso A4.2.

Para el caso cuando el viento tenga un ngulo de incidencia,, de 45 en un plano horizontal (vase la figura A1), las

componentes de la fuerza dinmica equivalente en actuando en forma perpendicular a las cara 1 o 2 se calculan conla siguiente expresin:

iiii ADEapeE Fq(z)CAF 6.0 (A.5b)

Donde:

ipA rea expuesta proyectada normalmente a la cara i(i= 1 2), (vase la figura A1), de cada panel en que se

divide el marco, en m2.

iaC Coeficiente de arrastre perpendicular a la cara i(i= 1 2), respectivamente, el cual es funcin de la relacinde solidez del panel considerado, adimensional, segn A4.1.

La parte de la componente sobre la trabe, en la direccin de su longitud, podr despreciarse.

FIGURA A1 - Definicin de algunas caractersticas geomtricas para el clculo de 1aC y 2aC

A4.1 Coef ic ien tes de Arrastre para Estructuras de Celosa

Los coeficientes de arrastre para los paneles en que se dividen los marcos de celosa dependen del rea expuesta al

viento sobre las caras del marco. Los coeficientes de arrastre se especifican segn la cara de referencia como 1aC y

2aC , para la cara 1 y 2, respectivamente (vase la figura A1).

Para marcos de celosas con paneles donde todos sus miembros expuestos tienen superficies planas, los coeficientes

de arrastre se calculan mediante:

0088.41681.61727.4 2 iiaiC (A.6)

Y para paneles donde todos sus miembros tienen una seccin transversal circular, mediante:

2002.21323.37091.22293.0 23 iiiaiC (A.7)


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Donde:

aiC Coeficiente de arrastre para la cara i , i= 1, 2, adimensional.

i Relacin de solidez para la cara i ,i

= 1, 2, adimensional.La relacin de solidez de una cara, , es la relacin entre el rea total de los miembros de las estructuras de apoyo,

definida anteriormente, y el rea circunscrita de la cara del panel correspondiente.

En la figura A2 se muestra el factor 0088.41681.61727.4 2 F en funcin de la relacin de solidez paramarcos de celosa con paneles donde todos sus elementos tienen superficies planas.

En la figura A3, se muestra 2002.21323.37091.22293.0 23 F para paneles donde todos suselementos tienen una seccin transversal circular. Para las estructuras menores de soporte de equipo que tenganseccin transversal circular, el coeficiente de arrastre ser el calculado con las expresiones A 22 y A 23.

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

3.2

3.4

3.6

3.8

4

4.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

FIGURA A2 - Factor 0088.41681.61727.4 2 F para estructuras decelosas formadas con elementos de lados planos


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FIGURA A3 - Factor 2002.21323.37091.22293.0 23 F para estructuras decelosas formadas con elementos redondeados

A4.2 Factor de Ampli ficac in Dinmica para Estructuras de Celosa

Los marcos estructurales de las subestaciones elctricas usualmente estn formados por dos o ms columnas, unidaspor medio de vigas horizontales, tambin de celosa. Para cuantificar los efectos dinmicos que produce el viento

sobre un marco completo, se debe calcular el factor de amplificacin dinmica para las marcos de celosa, ADEF .

Este factor se obtiene mediante la expresin:

1)(71

)(21 22

sv

svp

ADEzI

RBzIkF (A.8)

Donde:

pk Factor pico; se calcula mediante la expresin A.19, adimensional.

)( sv zI Es el ndice de intensidad de la turbulencia evaluada en la altura de referencia mediante la expresin A.9,

adimensional.

sz Altura de referencia (vase la figura A4), en m.

2B Factor de respuesta de fondo; obtenido mediante la expresin A.10, adimensional.

2R Factor de respuesta en resonancia; obtenido mediante la expresin A.12, adimensional.

El ndice de intensidad de la turbulencia, v sI z , est definida como:


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'

10)(

ssv

zdzI si mnz sz mxz (A.9.a)

0

mnLn

1)(

z

zzI sv si sz < mnz (A.9.b)

Donde: mxz = 200 m y los valores del las constantes d , ' , 0z y mnz , se presentan en la tabla A3.

El factor de respuesta de fondo est dado por:

63.0

2

)(9.01

1

szL

hb

B (A.10)

Donde:

b Ancho de la estructura de acuerdo con la figura A4, en m.

h Altura de la estructura, en m.

)( szL Longitud de escala de turbulencia evaluada en la altura de referencia; se obtiene mediante la

expresin A.11, en m.


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NOTA: Los ejes de la figura son locales para mostrar la geometra del marco. Cuando se trate del viento en la direccin local de Z, la

dimensin b es el largo de toda la trabe del marco y sz es la altura del centro ide (en direccin local Y) de sta en tanto que,

para el viento en la direccin local de X, la dimensin b es el ancho promedio de la columna y hzs )3/2( . Si hay varios

marcos con varias crujas, el valor de b sera el largo de la trabe ms larga y el valor de hsera el de la altura m ayor.

FIGURA A4 - Condiciones geomtricas para el clculo del ADEF

TABLA A3 - Valores de las constantes d , ' , 0z , mnz , , b , y sL

Categora de

terrenod ' 0z (m) mnz (m) b sL (m)

1 0,15 0,12 0,01 1 0,44 1,17 0,003 76

2 0,19 0,16 0,05 2 0,52 1,00 0,005 673 0,29 0,21 0,30 5 0,61 0,77 0,010 52

4 0,43 0,29 1,00 10 0,67 0,55 0,015 45

La longitud de la escala de turbulencia; para alturas sz menores que 200 m, puede calcularse con:

)()( mnzLzL s si sz < mnz (A.11.a)


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200300)( ss

zzL si sz mnz (A.11.b)

Donde los valores de y mnz se presentan en la tabla A3.

El factor de respuesta en resonancia, 2R , originado por la turbulencia en resonancia en el modo de vibrarconsiderado, se debe determinar con la expresin:

)()(),(4

,1

2

bbhhxest

RRzSR sL (A.12)

Donde:

est Relacin de amortiguamiento de la estructura; se debe tomar igual a 0,005 para conexionesatornilladas y 0,003 para conexiones soldadas, adimensional.

),( ,1xsL zS Densidad espectral de potencia del viento; se obtiene mediante la expresin A.13,

adimensional.

)( hhR y )( bbR Funciones de admitancia aerodinmica adimensionales, calculadas con las expresiones A.16

y A.17, respectivamente.

x,1 Frecuencia natural de vibracin de la estructura en la direccin del viento, en Hz.

La densidad espectral de potencia del viento se obtiene con:

3/5

,1

,1

,1

))('

)((2.101

))('

)((8.6

),(

sD

s

sD

s

sL

zV

zL

zV

zL

zS

x

x

x

(A.13)

DV es la velocidad, en m/s, evaluada en la altura efectiva sz mediante la expresin:

3.6

VFFV RrzT

D ( en m/seg) (A.14)

Donde: TF y RV , en km/h, se definen en el inciso A2, mientras que

bFrz 702.0 si sz 10 m (A.15.a)


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'

10702.0

srzz

bF si 10 m < sz 200 m (A.15.b)

Para la ecuacin A.15, los valores de b y ' se obtienen de la tabla A3.

Las funciones de admitancia aerodinmica se obtienen con:

1)(;)exp(-212

11)( h2 hh

hh

hh RR

si 0h (A.16)

1)(;)exp(-212

11)( b2 bb

bb

bb RR

si 0b (A.17)

Donde:

DV

b

6.4 ,1 xb

DV

h

6.4 ,1 xh

(A.18)

El factor pico, pk , se define como la relacin del valor mximo de la parte de las fluctuaciones de la respuesta entre

su desviacin estndar. As, se tiene que:

)(Ln2

6.0)(Ln2

TTkp

3 (A.19)

Donde:

T= 600 s Tiempo de promediacin de la velocidad media del viento.

Frecuencia de cruces por cero, en Hz, y se calcula con la ecuacin A.20.

22

2

,1RB

Rx

0.08 (A.20)

Donde:

x,1 Frecuencia natural de vibrar del marco de celosa en la direccin considerada, en Hz.

A5 FUERZA DINMICA EQUIVALENTE, eTF , SOBRE ESTRUCTURAS CON ELEMENTOS TUBULARES

Para las estructuras con elementos de seccin transversal tubular, el efecto de la carga de viento en la direccinlongitudinal se calcula con:


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ADTFq(z)

tTh

tTd

aTC

eTF (A.21)

Donde:

eTF Fuerza dinmica equivalente debida al efecto del viento, en N.

aTC Coeficiente de arrastre para elementos tubulares de seccin transversal circular, adimensional.

tTd Dimetro promedio del tramo considerado del elemento tubular en, en m.

tTh Altura del tramo considerado del elemento tubular, en m.

)(zqz Presin dinmica de base en Pa, variable con la altura z .

ADTF Factor de amplificacin dinmica para estructuras con elementos tubulares, adimensional; se calcula de

acuerdo con lo especificado en el inciso A5.2.

A5.1 Coef ic ien te de Arrastre para Elementos Tubulares

El valor del coeficiente de arrastre para elementos tubulares de seccin transversal circular, aTC , depende del

nmero de Reynolds, eR , correspondiente a la velocidad de rfaga a la altura de referencia sz , la cual se establecede acuerdo a la figura A6.

El nmero de Reynolds se calcula con:

Dp

e

VDR (A.22)

Donde:

pD Dimetro promedio del elemento tubular, en m.

DV Velocidad de diseo del viento, en m/s, evaluada en la altura de referencia, sz , segn se establece en lafigura A6.

Viscosidad cinemtica del aire a 15 C que es igual a 1.45 x 10-5m2/s.

El valor del coeficiente de arrastre, aTC , se obtiene de:

20.1aTC si eR 3 x 105 (A.23.a)

197.15)Ln(1098.1 eaT RC si 3 x 105< eR < 4.5 x 10

5 (A.23.b)


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75.0aTC si eR 4.5 x 105 (A.23.c)

Alternativamente, el valor de aTC se puede obtener de la figura A5.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.00E+05 1.00E+06 1.00E+07

CaT

Nmero de Reynolds, Re

FIGURA A5 - Coeficientes de arrastre aTC para elemento circulares y conductores o cables

Para equipo de forma cilndrica, su coeficiente de arrastre es el calculado con la expresin A.23.

Para el caso en que los soportes de equipo sean celosas, se deben aplicar las expresiones A.6 y A.7; si dichossoportes son tubulares de seccin circular se debe aplicar la expresin A.23, pero si la seccin tubular es poligonal,los coeficientes de arrastre se toman de las tablas 4.3.22 o 4.3.23 del MDOC-DV.

A5.2 Factor de Ampli ficac in Dinmica para Est ructuras con Elementos Tubulares

El factor de amplificacin dinmica, ADPF , para estructuras formadas de elementos tubulares de seccin transversal

circular, se calcula con:

1)(71

)(21 22

sv

svp

ADTzI

RBzIkF (A.24)

Donde:

pk Factor pico estadstico dado por la ecuacin A.19, adimensional.

)( sv zI Intensidad de la turbulencia evaluada en la altura de referencia mediante la expresin A.9, adimensional.

sz Altura de referencia (vase la figura A6), en m.


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2B Factor de respuesta de fondo; obtenido mediante la expresin A.25, adimensional.

2R Factor de respuesta en resonancia; obtenido mediante la expresin A.12 , adimensional.

La relacin de amortiguamiento est para estructuras tubulares se toma igual a 0,005 en el caso de ser atornilladas y

de 0,003 para conexiones soldadas.

El factor de respuesta de fondo est dado por:

63.0

2

)(9.01

1

szL

hbB (A.25)

Donde:

b Ancho de la estructura o dimetro promedio del elemento de seccin circular de estructuras menores, deacuerdo a la figura A6, en m.

h Altura total del marco o elemento circular, en m.

)( szL Escala de longitud de turbulencia evaluada en la altura de referencia; se obtiene mediante la

expresin A.11, en m.


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NOTA: Los ejes de la figura son locales para mostrar la geometra del marco. Cuando se trate del viento en la direccin local de Z,

la dimensin b es el largo de toda la trabe del marco y sz es la altura del centro ide (en direccin local Y) de sta en tanto

que, para el viento en la direccin local de X, la dimensin b es el ancho promedio entre elementos tubulares que forman

las columnas y hzs )3/2( . Si hay varios marcos con varias crujas, el valor de b sera el largo de la trabe ms larga yel valor de hsera el de la altura mayor.

FIGURA A6 - Condiciones geomtricas para el clculo del ADTF para estructuras mayores y menores

A6 FUERZA DINMICA EQUIVALENTE, eCF , SOBRE LOS CONDUCTORES O CABLES

La fuerza dinmica equivalentes, eCF , que acta sobre los cables se calcula con la expresin:

ADCszcaceC FZqdCF )( (A.26)Donde:

eCF Fuerza dinmica equivalente sobre el conductor debida al efecto del viento, en N/m.

acC Coeficiente de arrastre del conductor, adimensional.

cd Dimetro del conductor, en m.

)( sz zq Presin dinmica de base evaluada para una altura de referencia definida por la altura media del

conductor, sz (ecuacin A.27), en Pa.

ADCF Factor de amplificacin dinmica para el conductor, adimensional.


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La altura media del conductor o cable se debe tomar como altura de referencia, sz , y se calcula con:

inms

zzzz 21

2

1

2

1 10 m (A.27)

Donde las alturas 1z , 2z y inmz se definen en la figura A7.

FIGURA A7 - Condic iones geomtricas para el clculo de eCF

A6.1 Coef ic ien tes de Arrastre para los Conductores o Cables

Para los conductores o cables la presin vara con la velocidad del viento y depende del nmero de Reynolds, eR .El

coeficiente de arrastre est dado por la expresin A.28.

20.1acC si eR 3 x 105 (A.28.a)

197.15)Ln(1098.1 eac RC si 3 x 105< eR < 4.5 x 10

5 (A.28.b)

75.0ac

C sie

R 4.5 x 105 (A.28.c)

El nmero de Reynolds se calcula con:

Dce

VdR (A.29)

Donde:

cd Dimetro de la seccin transversal del conductor o cable, en m.


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Factor de rugosidad del terreno donde se ubicar la subestacin elctrica; se obtiene de la tabla A3,adimensional.

' Exponente de variacin de la velocidad media del viento con la altura; se obtiene de la tabla A3, adimensional.

sz Altura de referencia del conductor o cable, obtenida con la ecuacin A.27, en m.

Para una altura de referencia del conductor o cable menor o igual que 10 m, sz se mantiene constante e igual a este

ltimo valor.

El factor de respuesta de fondo de los conductores o cables, CB , se calcula con:

s

L

C

L

FB

81.01

1

(A.32)

Donde:

sL Escala de turbulencia que depende de la categora del terreno; se obtiene de la tabla A3, en m.

LF 30 m, factor de longitud del conductor o cable (vase la figura A7), en m.

El factor de respuesta en resonancia de los conductores, CR , se calcula con:

cL

s

D

sc

C

F

z

V

zR

3/5

0113.0

(A.33)

donde:

DV Velocidad evaluada en la altura de referencia del conductor o cable, sz , mediante la expresin A.14, en m/s.

c Frecuencia fundamental del cable o conductor, en Hz, se calcula con la expresin A.34.

c Fraccin de amortiguamiento aerodinmico, con respecto al crtico, del cable o conductor, adimensional. Se

calcula con la expresin A.35.

La frecuencia fundamental de un cable o conductor, en Hz, se puede calcular con la expresin:

f

gc

2

3

2

1

(A.34)

Donde:

f Flecha o catenaria mxima del cable (vase la figura A7), en m.

g Aceleracin de la gravedad igual 9,81 m/s2.


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La fraccin de amortiguamiento aerodinmico, con respecto al crtico, del cable o conductor, se puede calcular con:

accc

Dc

c Cd

V

m

d

4aire

2

(A.35)

Donde:

cd Dimetro del cable o conductor, en m.

m Masa por unidad de longitud del cable o conductor, en kgm/m.

aire Densidad media del aire igual a 1.2 kgm/m3.

DV Velocidad evaluada en la altura de referencia del conductor o cable, sz , mediante la expresin A.14, en m/s.

acC Coeficiente de arrastre del conductor o cable segn se establece en A6.1, adimensional.

El factor de rfaga se calcula con la siguiente expresin:

b

czgz

702.0)( para z10 m (A.36.a)

'

0.702

10

z

b

c(z)gz para 10 m < z 200 m (A.36.b)

En la expresin anterior, los valores de c y se muestran en la tabla A1, en tanto que los valores de b y ' estndados en la tabla A3.


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APNDICE B(Normativo)

INFORMACIN REQUERIDA

B.1 EN LA PROPUESTA

La propuesta del proveedor debe incluir la siguiente informacin:

a) Cuestionario tcnico debidamente contestado.

b) Planos de dimensiones generales de las estructuras.

c) El peso de las estructuras.

d) Carta en la que acepta, en caso de resultar ganador, que los diseos de las estructuras deben serpropiedad de la CFE y se compromete a entregar la informacin necesaria, como planos de taller ymemoria de clculo.

B.2 AL FORMALIZARSE EL CONTRATOEl proveedor que resulte ganador, debe entregar un programa de las actividades por desarrollar para cumplir con elsuministro de las estructuras, en los plazos indicados por la CFE. Este programa incluye entre otros conceptos lossiguientes:

a) Clculos y planos para la revisin por parte de la CFE.

b) Entregas de clculo y planos para la revisin por parte de la CFE.

c) Planos definitivos.

d) Pruebas mecnicas a los materiales.

e) Fabricacin.

f) Inspeccin.

g) Embarque y entrega en obra de las estructuras.

h) Montaje de estructuras.

B.2.1 Dimensiones Generales y Distanc ias de Seguridad

Este dibujo debe contener la informacin solicitada en el inciso 5.2.

B.2.2 Anlisis y Diseo

Se debe entregar la documentacin siguiente:

a) Criterios de diseo y memoria de clculo detallada. Junto con los resultados se entregan los datosde entrada impresos, as como las memorias, hojas de clculo electrnicas y dems archivos enformato original, sin restricciones para la CFE; no se acepta ningn tipo de informacin electrnicacon restricciones.

b) Propiedades prismticas de las secciones que se utilizan en el diseo.

c) Tabla-resumen de cargas y diseos donde se indique, para todos y cada uno de los miembrosanalizados, lo siguiente:

- nmero de identificacin. Corresponde al nmero de la pieza indicado en el plano de cuerpobsico,


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34 de 34- cargas y momentos de diseo,

- nmero de las combinaciones de carga correspondientes,

- dimensiones del perfil,

- bajo cargas de servicio un anlisis de deformaciones para diferentes alturas de la estructura,

- diseo de las conexiones mecnicas. Nmero de tornillos y la forma en que trabajan.

d) Planos y/o dibujos en hojas de 884 mm x 555 mm. Debe contener la siguiente informacin:

- isomtrico general de la estructura,

- planos estructurales de columna,

- planos estructurales de trabes,

- planos de detalles tipo,

- identificacin y estructuracin de todos los niveles especificados y sus masas,

- para estructuras telescpicas, indicar las fuerzas de acoplamiento para cada ensamble y elequipo de aplicacin recomendado,

- estos planos y/o dibujos deben hacerse a escala y contener el siguiente enunciadoPROHIBIDA LA REPRODUCCIN PARCIAL O TOTAL. PROPIEDAD DE CFE,

- lista de partes incluyendo masas unitarias y totales.

e) Criterio de diseo y memoria de clculo de las cimentaciones y su dibujo.

f) La revisin por parte de CFE no exime al proveedor de su responsabilidad por el diseo.

B.3 CONSIDERACIONES ADICIONALES

En las dimensiones de los dibujos y en todos los clculos, el proveedor se debe basar en la norma NOM-008-SCFI. Elproveedor se debe dirigir para:

a) Especificaciones de diseo: al rea tcnica usuaria.

b) Control de calidad y pruebas de materiales: la Gerencia del LAPEM.

c) Suministro: Con el rea contratante.

cfe ja 100-57 estructuras metálicas mayores y menores para subestaciones

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