Criterio para Análisis y Diseño en Torres ATC Perú - R0 - Julio 2013 versión final

CRITERIOSPARAANALISISYDISEOENTORRESA.T.C.PER Julio 2013

1 Av. Manuel Olgun N 335-345, Edif. Link Tower, Of. 601, Santiago de Surco, Lima 33, Per Tel. +51 1 204 79 34

CRITERIOS PARA ANALISIS Y DISEO

EN TORRES A.T.C. PERU

FECHA REVISION COMENTARIO

SEAPRUEBADOCUMENTO018/07/2013



Los diversos anlisis y diseos de torres y/o estructuras que alberguen equipos de radiacin debern contemplar los criterios aqu sealados. El informe correspondiente sobre el anlisis y diseo deber presentarse segn este ndice; el desarrollo de cada punto de dicho ndice puede variar en funcin de la actividad, los contenidos de cada punto aqu indicados son de carcter obligatorio.

La informacin a entregar deber ser entregada mediante dos respaldos en forma electrnica, as como un juego de su respect iva impresin . Una vez adjudicada la torre, el proveedor deber presentar la informacin tcnica en 2 das calendarios posteriores a la asignacin.

INDICE GENERAL

CAPTULO I. ANTECEDENTES.

1.1 ANTECEDENTES

Breve descripcin de los precedentes de la actividad: situacin o situaciones que dan lugar al trabajo presente; factores que inciden en dicha situacin; marco en el que se disea y pone en marcha tal trabajo.

CAPTULO II. DESCRIPCIN DEL PROYECTO.

2.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO

Denotar las caractersticas del trabajo a realizar, sealando su estado actual y planteando acciones a tomar.



CAPTULO III. NORMAS, ESPECIFICACIONES y MATERIALES A CONSIDERAR.

Las normativas a emplear sern las sealadas a continuacin, en caso emplear especificaciones diferentes a las aqu planteadas, deber ser consultado de manera previa con la gerencia de operaciones de A.T.C Per.

- REGLAMENTO DE EDIFICACIONES - RNE 2006.

- STRUCTURAL STANDARD FOR ANTENNA SUPPORTING STRUCTURES AND ANTENNAS TIA/EIA-222-G (TELECOMMUNICATIONS INDUSTRY ASSOCIATION) EDICION 2006.

- AISC- AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION -NOVENA EDICIN

- NORMAS DE ESTRUCTURAS - E 020 CARGAS

- NORMAS DE ESTRUCTURAS - E 030 SISMO

- NORMAS DE ESTRUCTURAS - E 060 CONCRETO ARMADO

- NORMAS DE ESTRUCTURAS - E 090 ESTRUCTURAS METLICAS

- NORMAS DE ESTRUCTURAS - E 050 SUELOS Y CIMENTACIONES

MATERIALES

Los perfiles que compongan la estructura de la torre sern conforme a la norma ASTM A36 o ASTM A572 en secciones angulares, redondo slido, placas, bridas, etc. Para el caso de secciones tubulares, el acero a considerar ser ASTM A53 Grado B, ASTM A500 (Grado A, Grado B Grado C), ASTM A501, ASTM A618 (Grado I, Grado II Grado III). Es importante sealar que en cualquier tipo de acero habr que considerar el valor mnimo de Esfuerzo de Fluencia (FY) indicado en las normas y no lo reportado y/o indicado por certificados de ensayo alguno.

Al presentar su respectiva cotizacin deber ser indicada la calidad de acero empleada para la estructura que se trate, incluyendo el certificado de calidad del fabricante.



CAPTULO IV. PARAMETROS DE NALISIS Y DISEO DE TORRE.

4.1 PARMETROS PARA ANLISIS POR VIENTO.

El anlisis de viento ser de acuerdo a lo indicado en el TIA 222G y los procedimientos aqu descritos. Es importante sealar que ser A.T.C. Per quien defina los parmetros de diseo a emplear, mismos que sern proporcionados al proveedor.

Los parmetros de diseo se definirn de la siguiente manera:

4.1.1. Velocidad Regional. Esta ser determinada mediante el mapa de isotacas de la NTE 020 bajo un periodo de retorno de 50 aos.

4.1.2. Categora Topogrfica. Se determinarn cuestiones topogrficas de acuerdo a lo sealado por el TIA 222G.

4.1.3. Rugosidad. Se determinarn cuestiones referentes a la Categora de Terreno, basndose en lo indicado por el TIA 222G.

4.1.4. Altura de Lomas y/o Promontorios. Podr usarse el software Google Earth, para determinar las alturas correspondientes...

4.1.5. Procedimiento para obtener las cargas del viento. De acuerdo a la norma TIA222G, auxiliado por lo sealado en el mapa de isotacas de la NTE020 cargas.

4.1.6. Solidez. En cuanto a la solidez () de la estructura, sta ser determinada para cada tramo de la torre, considerando como rea expuesta la sumatoria de las reas correspondientes a secciones estructurales como montantes (piernas), diagonales y montantes sobre la cara del barlovento entre el rea perimetral de cada tramo.

Los cieficientes de arrastre para feeders o coaxiales debern ser considerados de acuerdo con lo indicado en el TIA 222 G.

A partir de la relacin de solidez obtenida, se asignar un coeficiente de arrastre Ca para cada tipo de seccin que conforma la estructura. Se debern de utilizar la norma TIA222G.

Para el caso de secciones circulares (montante de torre), debe definirse si la misma est dentro del flujo crtico o subcrtico, dependiendo de ello el respectivo Ca, (consultar la norma TIA222G, Ca), para torres con celosa con seccin transversal triangular equiltera con miembros de seccin transversal circular. En el caso de secciones angulares, consultar en la norma TIA222G, Coeficiente de arrastre, Ca, para torres con celosa con seccin transversal cuadrada o triangular con miembros de lados planos. En caso de contar con torres cuadradas de seccin transversal circular, consultar lo indicado en norma TIA222G, Coeficiente de arrastre, Ca, para torres con celosa con seccin transversal cuadrada con miembros de seccin transversal circular



En el caso de antenas de RF, el respectivo coeficiente de arrastre Ca ser determinado con base a lo sealado en el TIA 222-G, Tabla 2.8 Force Coefficients for Appurtenances (ver inciso 2.6.9.2. Design Wind Force on Appurtenances). En todo momento es necesario considerar los Factores de Orientacin segn las posiciones de la antena. Dicho procedimiento est fundamentado en el inciso antes descrito.

Para el caso de microondas, el coeficiente de arrastre de las mismas ser el que dictamina el TIA 222-G, Anexo C Design Wind Force on Typical Antennas (Normative), Tabla C1, Tabla C2, Tabla C3, Tabla C4, segn sea el caso. Debe considerarse el efecto correspondiente a carga axial (Ca), cortante (Cs) y momento (Cm).

4.2 PARMETROS PARA ANLISIS SSMICO.

El anlisis ssmico ser considerado influyente segn lo indique la norma E030. .

CAPITULO V. ANLISIS Y REVISIN DE TORRE.

TODO ELEMENTO ESTRUCTURAL DE TORRE Y CIMENTACIN NO DEBER PRESENTAR RELACIONES DEMANDA/CAPACIDAD MAYORES AL 90% DE SU CAPACIDAD CORRESPONDIENTE.

El modelo de la torre deber ser tridimensional, considerando todo elemento que lo conforme y las cargas se aplicaran de forma nodal, paralela a la cara de la torre en que se aplique el viento. Sobre dicho modelo debern considerarse las siguientes acciones:

5.1 ANLISIS DE ESTRUCTURA

En el caso de torres autosoportadas y arriostradas, podrn liberarse los miembros de la celosa para que trabajen como armaduras. Las consideraciones de apoyo para cada estructura sern como sigue:

- Torre Autosoportada Articulada - Torre Arriostrada Articulada en su base y sus arriostres - Monopolo Empotrado - Soportes Empotrado



Para el caso de torres ventadas, deber considerarse un anlisis no lineal geomtrico para considerar el efecto de los cables. Los diferentes cables deben ser declarados como tales, razn por la cual se les deber proporcionar una tensin inicial del orden del 8% al 15% de su resistencia ltima, su respectivo mdulo de elasticidad a considerar ser 1.68744e+007 ton/m2. Es importante sealar en las recomendaciones las respectivas tensiones consideradas en el anlisis.

El anlisis de la estructura, debe contemplar los diversos estados de carga, as como sus respectivas combinaciones. Dichas cargas y combinaciones de carga, se enumeran a continuacin:

5.1.1. CARGA MUERTA

Dentro de esta consideracin deber contemplarse carga referente al peso propio, peso de accesorios (escalera, cama gua de ondas, feeders, plataformas celulares y/o de descanso, sectores bandera, tramo T45, etc.). Para el caso de antenas se considerarn los siguientes pesos:

Antena de RF, incluyendo su herraje 50 kg

Microonda 600mm, incluyendo su herraje 60 kg Microonda 1200mm, incluyendo su herraje 120 kg Microonda 1800mm, incluyendo su herraje 180 kg Microonda 2400mm, incluyendo su herraje 240 kg

Microonda 3000mm, incluyendo su herraje 300 kg Los pesos de los diversos accesorios sern de acuerdo a las secciones que los

compongan, por lo cual es importante contar con el levantamiento correspondiente.

5.1.2. CARGA VIVA

Se deber considerar un peso de 300 kg (3 personas) en la cspide de la torre.

5.1.3. VIENTO

Los efectos dinmicos del viento, derivados del anlisis respectivo, deben ser aplicados en la direccin X, -X, Z y Z y sern distribuidos de manera nodal en todo el cuerpo de la torre (de acuerdo a la modulacin de la misma).



5.1.4. COMBINACIONES DE CARGA

Las combinaciones de carga sern de acuerdo a lo siguiente:

Revisin de desplazamientos. La Velocidad de Operacin a seguir ser el considerar 0.75 de la Velocidad de diseo, siendo tal velocidad no menor a 65 km/h.

Para diseo de los diferentes elementos que componen la torre, bajo cargas gravitacionales y accidentales sern consideradas las combinaciones indicadas en el TIA 222G.

Para revisin de cimentacin, sern consideradas las combinaciones en servicio dadas en la NTE 020 cargas, mientras que para la verificacin del diseo de elementos se considerara las combinaciones de la NTE 060 concreto armado.

5.2 REVISIN DE ESTRUCTURA

Los efectos por desplazamiento no debern exceder de 0.75 para torres arriostradas, autosoportadas y monopolos bajo las condiciones de operacin

Las diferentes secciones sern revisadas conforme lo sealado por el LRFD, denotado en el Cdigo AISC y NTE 090. Ed. Es importante sealar que debe contemplarse la longitud efectiva de cada elemento a fin de considerar su respectiva relacin de esbeltez. Para el caso de monopolos se debe considerar un valor de K igual a 2, as como una longitud efectiva que comprenda la altura total de la estructura.

Los valores de esfuerzo de fluencia, Fy, y de ruptura en tensin, Fu, que se utilizarn en el diseo, sern los mnimos especificados en la norma ASTM. No se emplearn en el diseo valores reportados en certificados de ensayos de los productos.



5.3 CONFIGURACIN DE CARGAS A EMPLEAR

A continuacin se denotan las cargas que debern ser empleadas en el anlisis y diseo de torres autosoportadas, torres arriostradas y monopolos. La combinacin de los diferentes carrier (cliente) ser de acuerdo al requerimiento al momento de ser solicitada dicha estructura.

Torre Autosoportada, Arriostrada o Monopolo

# Accesorio Dimensiones rea Expuesta /Ant Lneas* PESADO 9Antenas RF (3 x sector) 1.52 x 0.30 m 0.46 m2 9 1 1/4"

+ 3 1 1/4" Brazos Bandera 3.00 x 1.00 m 0.75 m

2 3 MW 4' a 0 1.20 1.17 m2

MEDIANO 6Antenas RF (2 x sector) 1.52 x 0.30 m 0.46 m2 6 1 1/4"

+ 2 1 1/4"

Brazos Bandera 3.00 x 1.00 m 0.75 m2 2 MW 4' a 0 1.20 1.17 m2

LIGERO 3 Antenas RF (1 x sector) 1.52 x 0.30 m 0.46 m2 4 1 1/4"

1 MW 4' a 0 1.20 1.17 m2 ESPECIAL 30 MW 2' a 0, 120 y 240 0.60 0.29 m2 30 3/8"

+ 15 3/8"

Plataforma Triangular 5.00 x 1.00 m 1.20 m2

15 MW 2' a 0, 120 y 240 0.60 0.29 m2

*Suponer que por cada carrier (cliente) habr que implementar una cama en cada cara con sus respectivas lneas, por ello en caso de considerar ms de un carrier (cliente) en la torre, deber considerarse al 100% la cantidad de lneas indicadas del carrier (cliente) ms desfavorable normal al viento, considerando la cantidad de lneas restantes al 50% (carrier restantes).



Las alturas en las que se ubicarn los carrier (pesado, mediano o ligero) sern

ubicadas en altura al momento de realizar la solicitud al contratista. La altura H X

indica la altura de las antenas de RF, por ello las MW se ubicarn 2.00 m por debajo de las

de RF.

Carrier Altura

Primer Carrier H 0 m

Segundo Carrier H 5 m

Tercer Carrier H 10 m

CARRIER ESPECIAL

H 0 m

5.4 REVISIN DE CONEXIONES

Las conexiones deben ser revisadas de acuerdo a lo sealado por el AISC, as como las Normas Tcnicas correspondientes. Se deber considerar la revisin de anclas correspondientes, tornillera y placas de conexin ms desfavorables por cada tramo en que est modulada la torre.

CAPITULO VI. CRITERIOS DE ANLISIS Y REVISIN DE LA CIMENTACIN.

La revisin de cimentacin debe considerar lo sealado por el Reglamento de edificaciones- RNE 2006

6.1 REVISIN POR EXTRACCIN

El clculo del momento de volteo (MV) ser determinado a partir de los resultados derivados en el anlisis, es decir, sern consideradas las reacciones correspondientes (mismas que generen volteo). El momento resistente (MR) se determinar a partir del peso de la cimentacin, donde el concreto tomar un peso volumtrico del orden de 2.4 ton/m3 y el relleno de 1.6 ton/m3. En caso de contar con relleno a base de concreto ciclpeo, ste ser de 2.2 ton/m3. Podr determinarse el respectivo cono de extraccin, siempre y cuando sea fundamentada la metodologa correspondiente y/o indicando en la referencia al TIA 222F. Debe verificarse en caso de zapatas aisladas, estas permanezcan en contacto con el terreno para lo cual se deber verificar por arranque, excluyndola de estas verificaciones monopolos, torres ventadas. La relacin de MR / MV no deber ser menor a 2.0.



6.2 REVISIN DE PRESIONES DE CONTACTO

Las presiones de contacto sern determinadas de acuerdo al mtodo de plastificacin total o reas reducidas, de acuerdo a lo sealado por las normativas correspondientes. Las reacciones a considerar sern las que han sido sealadas en el inciso 5.1.4. de este documento.

6.3 DISEO DE CIMENTACIN

La revisin de la cimentacin se efectuar mediante lo sealado por la norma NTE 060 Concreto Armado. Las acciones a considerar sern los efectos de flexin y cortante en losa, as como los efectos de flexocompresin, flexotensin y penetracin en pedestales.

CAPTULO VII. RESULTADOS

Toda revisin estructural deber ser presentada de acuerdo al orden descrito en el presente documento. Al final de cada revisin, deber presentarse un resumen con la siguiente informacin:

- Resumen de cargas Gravitacionales - Desplazamientos de centro de radiacin (torre, etc.) - Eficiencias de secciones, balo la siguiente tabla:

EFICIENCIA DE TORRE AUTOSOPORTADA

TRAMO NIVEL MONTANTES DIAGONALES HORIZONTALES REDUNDANTES TECHOS OTROSSECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C

EFICIENCIA DE TORRE VENTADA

TRAMO NIVEL MONTANTES DIAGONALES HORIZONTALES REDUNDANTESESTRELLA

ESTABILIZADORA RETENIDAS

SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C SECCIN D/C

D/C: demanda / capacidad



La configuracin de dicha tabla debe ser conservada, solo se permitir cambio alguno segn sea el tipo de estructura.

Factor de seguridad de cimentacin. Presiones de contacto. Cuanta de acero a flexin, cortante y temperatura derivada de la revisin

correspondiente en losa. Cuanta de acero a flexotensin y/o flexocompresin derivada de la revisin

correspondiente en pedestales. Desplazamiento mximo lateral de edificacin, desplazamiento en trabes, etc. si

la estructura lo amerita. Elementos crticos en edificacin y su respectiva eficiencia de ser necesario. Se reitera que no debe ser cambiado el orden en que debe presentarse tal informacin y

resumen. Para el caso de reforzamiento alguno, debern presentarse resultados en estado actual y resultados bajo condiciones de refuerzo con el fin de valorar comparativa alguna.

CAPTULO VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CAPTULO IX. PLANOS

9.1 PLANTA EN TORRE

9.2 ALZADO DE TORRE

9.3 PLANO DE CIMENTACIN (PLANTA Y ELEVACIN)

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