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


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.


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


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


DATOSN:= 59 Kg Lx,y:= 69,2 cmQ:= 0,3 Kg

Mx:= 0 Kg-cm Kx,y:= 1My:= 0 Kg-cm

ESFUERZOS EN PERFIL



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,


CcλSiλ23

E12

CcλSi

Cc8λ

Ccλ

83

35

FCc2λ1

:Fa

2

2

3

3

y2

2

≥⋅

⋅⋅

<

⋅−⋅+

⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅−

=π

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ :1.0Fafa

4.3 COTA: 6-12 m.





ESFUERZOS EN PERFIL

fa:= N/A

fa:= 33,33 Kg/cm2

TRACCIÓN AXIAL

0,02

Cumple: "OK"

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:Fy0.6

fa

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:1.0Fy0.6

fa


DATOSN:= 644 Kg Lx:= 42 cmQ:= 7,5 Kg Ly:= 42 cm


ESFUERZOS EN PERFIL



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


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




ESFUERZOS EN PERFIL

fa:= N/A

fa:= 92,92 Kg/cm2

TRACCIÓN AXIAL

0,06

Cumple: "OK"

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:Fy0.6

fa

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:1.0Fy0.6

fa




ESFUERZOS EN PERFIL


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,


CcλSiλ23

E12

CcλSi

Cc8λ

Ccλ

83

35

FCc2λ1

:Fa

2

2

3

3

y2

2

≥⋅

⋅⋅

<

⋅−⋅+

⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅−

=π

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ :1.0Fafa

4.5 COTA: 12-18 m.





ESFUERZOS EN PERFIL

fa:= N/A

fa:= 308,2 Kg/cm2

TRACCIÓN AXIAL

0,21

Cumple: "OK"

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:Fy0.6

fa

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:1.0Fy0.6

fa


DATOSN:= 520 Kg Lx:= 42 cmQ:= 0,5 Kg Ly:= 42 cm


ESFUERZOS EN PERFIL



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


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




ESFUERZOS EN PERFIL

fa:= N/A

fa:= 202,7 Kg/cm2

TRACCIÓN AXIAL

0,14

Cumple: "OK"

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:Fy0.6

fa

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡≤⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

:1.0Fy0.6

fa




ESFUERZOS EN PERFIL



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,


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.

Memoria Torre Contraventada 18 m CHUSCHAMPIS

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