Download - Memoria Torre Contraventada 18 m CHUSCHAMPIS
Lago Llanquihue 0125, San Bernardo – e-mail: [email protected] - Fono: 8544022 - 8540242
BASES Y MEMORIA DE CÁLCULO
CLIENTE: DLAR LTDA.
PROYECTO: TORRE CONTRAVENTADA DE 18 M MAESTRANZA Y CONST. DEL RIO LTDA.
OBRA SITIO CHUSCHAMPIS
SANTIAGO, AGOSTO 2009
Lago Llanquihue 0125, San Bernardo – e-mail: [email protected] - Fono: 8544022 - 8540242
1.- DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. El presente informe se ha preparado a petición de DLAR LTDA, para el proyecto Torre Contraventada de 18 m ubicada en sitio Chuschampis. 2.- BASES DE DISEÑO
2.1 Estructuración.
La estructura en general está basada en marcos de estructura metálica, capaz de tomar las solicitaciones de uso y cargas eventuales.
2.2 Normas de diseño. Para el diseño de las estructuras de hormigón, se utiliza la siguiente norma de verificación: ACI 318-1995. Para el diseño de las estructuras de acero, se utilizan las normas de verificación: AISC. Método de Tensiones Admisibles.
2.3 Normas de solicitaciones.
2.3.1 Norma de viento Se utiliza la NCh 432, correspondiente al cálculo de la acción del viento sobre las construcciones, aumentando en un 20% solicitaciones por encontrarse ubicada en campo abierto. .- Presión Básica de viento: 84 a 147.4 Kg./m2, presión final equivalente a
174.8 Km/h. .- Factor de Forma: 1.6 y 1.2 2.3.2 Norma de diseño sísmico Según la NCh 433 Of. 96, para este análisis no controla.
2.4 Hipótesis de Cálculo. 2.4.1 Tensión Admisible del suelo:
.- Tensión admisible estática del suelo: 1.5 Kg/cm2.
Lago Llanquihue 0125, San Bernardo – e-mail: [email protected] - Fono: 8544022 - 8540242
2.5 Materiales.
2.5.1 Estructuras de acero Todos los materiales usados están permitidos de acuerdo a las normas del AISI o del AISC. Acero Estructural: A37-24 ES 2.5.2 Hormigón de Fundaciones. Se considera la fundación de Hormigón calidad H25 y acero de refuerzo, en calidad A 63-42H.
3.- METODOLOGÍA DE CÁLCULO Se modela la estructura a través de programa de análisis computacional para determinar los esfuerzos en los distintos elementos. El modelamiento considera dos casos de análisis: Peso propio, sobrecarga y viento normal a un vértice; Peso propio, sobrecarga y viento normal a una cara. De igual manera se consideran: hombre en montaje y superficie de antena de:
• 1.13 m2 a los 16 m, carga total de 166.6 Kg, distribuida en dos cantoneras. • 1.13 m2 a los 14 m, carga total de 166.6 Kg, distribuida en dos cantoneras.
Cargas de viento distribuidas en las alturas correspondientes. Se diseña posteriormente según norma correspondiente. Los resultados de la presente memoria se complementan con el plano de cálculo.
4. VERIFICACIÓN DE PERFILES:
MÉTODO: TENSIONES ADMISIBLES - NORMA A.I.S.C.
DESCRIPCIÓN:
ACERO A37-24ES TENSIÓN DE FLUENCIA: Fy:= 2400 Kg/cm2
E:= 2100000 Kg/cm2
4.1 COTA: 0-6 m.
PERFIL:= φ Tubo 1 3/4"x 2,0 mm
A:= 2,67 cm2 Wx:= 2,71 cm3 ix:= 1,50 cmIx:= 6,02 cm4 Wy:= 2,71 cm3 iy:= 1,50 cmIy:= 6,02 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 151 KgQ:= 45 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 56,55 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,04
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 644 Kg Lx:= 42 cmQ:= 7 Kg Ly:= 42 cm
Mx:= 0 Kg-cm Kx:= 1My:= 0 Kg-cm Ky:= 1
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 241,2 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 28 28
28
Fa:= 1344 Kg/cm2 fa/Fa:= 0,18
Cumple: "OK"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2πix
LxKx:λx⋅
=iy
LyKy:λy⋅
=
=:λx =:λy
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
4.2 COTA: 0-6 m.
PERFIL:= φ 12 mm
A:= 1,13 cm2 Wx,y:= 0,17 cm3 ix,y:= 0,30 cmIx,y:= 0,10 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 50 KgQ:= 0,2 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 44,25 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,03
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 59 Kg Lx,y:= 69,2 cmQ:= 0,3 Kg
Mx:= 0 Kg-cm Kx,y:= 1My:= 0 Kg-cm
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 52,21 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 231
231
Fa:= 203,2 Kg/cm2 fa/Fa:= 0,26
Cumple: "OK"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2π
yx,
yx,yx,yx, i
LK:λ
⋅=
=:λ yx,
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
4.3 COTA: 6-12 m.
PERFIL:= φ Tubo 1 3/4"x 2,0 mm
A:= 2,67 cm2 Wx:= 2,71 cm3 ix:= 1,50 cmIx:= 6,02 cm4 Wy:= 2,71 cm3 iy:= 1,50 cmIy:= 6,02 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 89 KgQ:= 0,2 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 33,33 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,02
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 644 Kg Lx:= 42 cmQ:= 7,5 Kg Ly:= 42 cm
Mx:= 0 Kg-cm Kx:= 1My:= 0 Kg-cm Ky:= 1
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 241,2 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 28 28
28
Fa:= 1344 Kg/cm2 fa/Fa:= 0,18
Cumple: "OK"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2πix
LxKx:λx⋅
=iy
LyKy:λy⋅
=
=:λx =:λy
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
4.4 COTA: 6-12 m.
PERFIL:= φ 12 mm
A:= 1,13 cm2 Wx,y:= 0,17 cm3 ix,y:= 0,30 cmIx,y:= 0,10 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 105 KgQ:= 0,4 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 92,92 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,06
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 113 Kg Lx,y:= 69,2 cmQ:= 0,4 Kg
Mx:= 0 Kg-cm Kx,y:= 1My:= 0 Kg-cm
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 100 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 231
231
Fa:= 203,2 Kg/cm2 fa/Fa:= 0,49
Cumple: "OK"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2π
yx,
yx,yx,yx, i
LK:λ
⋅=
=:λ yx,
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
4.5 COTA: 12-18 m.
PERFIL:= φ Tubo 1 3/4"x 2,0 mm
A:= 2,67 cm2 Wx:= 2,71 cm3 ix:= 1,50 cmIx:= 6,02 cm4 Wy:= 2,71 cm3 iy:= 1,50 cmIy:= 6,02 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 823 KgQ:= 0,3 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 308,2 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,21
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 520 Kg Lx:= 42 cmQ:= 0,5 Kg Ly:= 42 cm
Mx:= 0 Kg-cm Kx:= 1My:= 0 Kg-cm Ky:= 1
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 194,8 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 28 28
28
Fa:= 1344 Kg/cm2 fa/Fa:= 0,14
Cumple: "OK"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2πix
LxKx:λx⋅
=iy
LyKy:λy⋅
=
=:λx =:λy
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
4.6 COTA: 12-18 m.
PERFIL:= φ 12 mm
A:= 1,13 cm2 Wx,y:= 0,17 cm3 ix,y:= 0,30 cmIx,y:= 0,10 cm4
ELEMENTO EN TRACCIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 229 KgQ:= 0,4 Kg
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A
fa:= 202,7 Kg/cm2
TRACCIÓN AXIAL
0,14
Cumple: "OK"
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:Fy0.6
fa
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
:1.0Fy0.6
fa
ELEMENTO EN COMPRESIÓNControla SC+PP+VN
DATOSN:= 233 Kg Lx,y:= 69,2 cmQ:= 0,5 Kg
Mx:= 0 Kg-cm Kx,y:= 1My:= 0 Kg-cm
ESFUERZOS EN PERFIL
fa:= N/A fbx:= Mx/Wxfby:= My/Wy
fa:= 206,2 Kg/cm2 fbx:= 0 Kg/cm2
fby:= 0 Kg/cm2
COMPRESIÓN
Cc:= 131,4 231
231
Fa:= 203,2 Kg/cm2 fa/Fa:= 1,01
Cumple: "OK, SE ACEPTA"
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅⋅=
FyE2:Cc
2π
yx,
yx,yx,yx, i
LK:λ
⋅=
=:λ yx,
)λ,max(λ:λ yxx = =:λ
CcλSiλ23
E12
CcλSi
Cc8λ
Ccλ
83
35
FCc2λ1
:Fa
2
2
3
3
y2
2
≥⋅
⋅⋅
<
⋅−⋅+
⋅⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⋅−
=π
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡≤⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ :1.0Fafa
5. DISEÑO DE FUNDACIÓN TORRE
Nmáx= 2,69 tonMmáx= 0,41 ton-mVmáx= 0,05 ton
Sea Fundación:= A= 1,1 B= 1,1 H= 1,1 (medidas en m)Pfundación= 3,33 ton
Ptotal = 6,02 ton (nivel sello de fundación)
Mvolc= Mmáx + Vmáx x H
Mvolc= 0,47 ton-m
Mres= Ptotal x B/2
Mres= 3,31 ton-m
F.S volc = Mres / Mvolc
F.S volc = 7,12 > 3 "OK" Dist. Trapecial de esfuerzos
σ máx = Ptotal / A x ( 1 + 6 x e/L) con L: Ancho base
e = M / N con N = Ptotal
σ máx = 7,07 ton/m2 < σ adm = 15 ton/m2 "OK" Cumple
σ trab = 4,97 ton/m2 < σ adm = 15 ton/m2 "OK" Cumple
Sea Fundación de 1,1 x 1,1 x 1,1 m de profundidad.
6. PERNOS DE ACOPLE ENTRE TRAMOS
Tracción Solicitante := 0,3 ton
Factor de Seguridad:= FS:= 1,5
Ttotal:= 0,45 ton
Pernos ASTM A325 de 1/2"
Resistencia tracción perno de 1/2":= 3,93 ton
Tracción en 1 perno: = T total/Nº pernos:= 0,15 ton "OK"
Usar 3 pernos de 1/2" ASTM A325, por acople.
7. DISEÑO DE CABLES TIPO RETENIDA
Tracción Solicitante := 0,71 ton
Factor de Seguridad:= FS:= 5
Ttotal:= 3,55 ton
Carga de ruptura mínima dada por el fabricante, cable 1x7 Torcido Izquierda de 5/16":= 5,1 Ton.
Usar cable de acero retenida Serie 1x7 de 5/16", por contraventación.
Tracción solicitante < Resistencia ruptura. "OK"
8. DISEÑO FUNDACIÓN CABLES
Tracciones Solicitantes T1+T2+T3+T4:= 1,08 tonVmáx= 1,71 ton
Sea Fundación:= A= 1,3 B= 1,3 H= 1,2 (medidas en m)Pfundación= 5,07 ton (nivel sello de fundación)
Mvolc= Vmáx x H
Mvolc= 2,05 ton-m
Mres= Ptotal x B/2
Mres= 3,30 ton-m
F.S volc = Mres / Mvolc
F.S volc = 1,61 "OK"
Cumple si Pfundación > Tsolicitante → 5,07 > 1,08 → "OK" CumpleCumple si F.S volc > 1,2 → 1,61 > 1,2 → "OK" Cumple
Sean Fundaciones de 1,3 x 1,3 x 1,2 m de profundidad con armadura φ 10@20.
9. ANCLAJE FUNDACIÓN CONTRAVENTACIONES
Tracciones Solicitantes := 1,08 tonFactor de Seguridad:= FS:= 1,5
Ttotal:= 1,62 ton
Anclaje Fierro estriado A63-42H de 18 mm.
Resistencia tracción φ 18 mm:= 6,4 ton
Resistencia Tracción > Tracción solicitante "Ok"
Usar anclaje de 18 mm, por fundación.
10. CORTE EN PLANCHA ABANICO CONTRAVENTACIONES
Corte Solicitantes en cable:= 0,71 tonFactor de Seguridad:= FS:= 1,5
Vtotal:= 1,07 ton
Area de corte A:= L x e:= 2,7 x 0,8:= 2,16 cm2
V1:= A x 0,4Fy:= 2,07 ton
V1 > Vtotal "Ok"
Usar Placa abanico en Pl 8 mm, por fundación.
Pablo Del Río NovoaIngeniero Civil.
11. MODELACIÓN
11.1. MODELO 3D.
11.2. DEFORMACIÓN DE TORRE POR CARGA DE VIENTO.
11.3. MODELO TORRE CON CARGA DE VIENTO.
11.4. MODELO TORRE CON CARGA DE ANTENAS.