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Memoria de Cálculo Sistema de Drenaje para la Subestación Conococha 220 kV

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A Emitido para Revisión 04-09-09 ABB ATN ATN Revisión Descripción Fecha Ejecutó Revisó Aprobó

Línea de Transmisión 220kV Carhuamayo - Paragsha - Conococha - Kiman Ayllu - Cajamarca Norte - Cerro Corona - Carhuaquero

A T N Título: Ingeniería de Detalle


Informe N°: Revisión

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Responsable Técnico: ABB Página 1


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Ingeniería de Detalle

Línea de Transmisión 220 kV Carhuamayo - Paragsha - Conococha – Kiman Ayllu - Cajamarca Norte - Cerro Corona – Carhuaquero

Memoria de Cálculo Sistema de Drenaje para la

Subestación Conococha 220/138 kV

Índice

11.. GGeenneerraalliiddaaddeess

1.1 Alcances

1.2 Códigos, Estándares y Normas Aplicables

1.3 Documentos Referenciales

1.4 Materiales y Terreno de Cimentación

22.. DDiisseeññoo ddee SSiisstteemmaa ddee DDrreennaajjee

2.1 Cuneta Perimetral Exterior

2.2 Sardinel Cuneta

2.3 Colector Principal

2.4 Rejilla en Cuneta de Cruce Vehicular (CV)

2.5 Tapa de Canaleta en Vía


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11.. GGeenneerraalliiddaaddeess

1.1 Alcances

La presente memoria de cálculo corresponde al diseño de las obras de drenaje de la

Subestación Conococha 220 kV.

Las estructuras a analizar y dimensionar son la cuneta perimetral exterior, sardineles

cuneta, colector principal y la rejilla de la cuneta en cruce vial.

1.2 Códigos, Estándares y Normas Aplicables

Para el análisis, dimensionamiento, diseño, procedimientos y especificaciones de los

materiales de las estructuras de concreto armado y de acero estructural, se tomaron en

cuenta los siguientes códigos y estándares (teniendo como prioridad las Normas y

Reglamentos Nacionales):

Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú

Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)

• Norma Técnica de Edificación E-050 “Suelos y Cimentaciones”

• Norma Técnica de Edificación E-060 “Concreto Armado”

• Norma Técnica de Edificación EC-030 “Subestaciones Eléctricas”

• Norma Técnica de Edificación OS-0360 “Drenaje Pluvial Urbano”

American Concrete Institute (ACI)

• ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete


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En todos los casos, se usaron las normas correspondientes en su última versión vigente

y teniendo siempre presente que las exigencias de las Normas se consideran mínimas,

por lo que fueron complementadas en caso necesario.

1.3 Documentos Referenciales

Para los diferentes diseños, se ha tomado como referencia los siguientes documentos:

Planos Topográficos de la Subestación.

Planos de Vías Internas.

Plano de la Disposición General de las Obras Civiles - Planta.

Informe Técnico "Estudio Geotécnico y Mecánica de Suelos"

1.4 Materiales y Terreno de Cimentación

Concreto Estructural Esfuerzo Mínimo de Compresión (f'c) = 210 kg/cm2 (a los 28 días)

Peso Unitario del Concreto Reforzado = 2 400 kg/m3

Cemento Pórtland = Tipo I

Acero de Refuerzo (barras corrugadas) Esfuerzo Mínimo de Fluencia (fy) = 4 200 kg/cm2

Recubrimiento Mínimo del Acero

Muros y Losa = 2 cm

Acero Estructural (ASTM A-36)

Peso Unitario del Acero Estructural = 7 850 kg/m3

Terreno de Cimentación (del Estudio de Suelos)

Capacidad Portante (Admisible) = 2,0 kg/cm2 ( Df = 1m )


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Método Racional

C = 0,40 Considerado para terrenos planos / TR = 25 añosI = 10 mm/hra.

A = 0,042 km2

Q = 0,047 m³/s

Diseño de Canales Fórmula de Manning

Tirante Normal

Q = 0,05 m³/s b = 0,20 mn = 0,012 z = 1,00S = 0,005 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0,141 m 1F(y) 0,001 z

b Tirante normal adoptado = 0,141 mBorde libre asumido = 0,100 mAltura total de sección = 0,241 m

Resultados:

El tirante normal es : 0,141 mEl área hidráulica es : 0,048 m2

El perimetro mojado es : 0,598 mEl radio hidráulico es : 0,080 mEl espejo de agua es : 0,482 mLa velocidad es : 0,979 m/sEl Número de Froude es : 0,990 ,siendo el flujo : subcríticoLa energía específica es : 0,190 m-kg/kg

21

321 SRA

nQ ×××=

Q = 0,278 * [ C * I * A ]

22.. DDiisseeññoo ddee SSiisstteemmaa ddee DDrreennaajjee

2.1 Cuneta Perimetral Exterior


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Método Racional

C = 0,40 Considerado para terrenos planos (0 - 2%) / TR = 25 añosI = 10 mm/hra. Intensidad máxima considerada para la zona

A = 0,01 km2

Q = 0,011 m³/s

Diseño de Sardinel Cuneta Fórmula de Manning

Tirante Normal

Q = 0,011 m³/sn = 0,012 z = 0,60S = 0,05 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0,20 m

Tirante normal adoptado = 0,200 mBorde libre asumido = 0,050 mAltura total de sección = 0,250 m

Resultados:

El tirante normal es : 0,200 mEl área hidráulica es : 0,012 m2

El perimetro mojado es : 0,433 mEl radio hidráulico es : 0,028 mEl espejo de agua es : 0,120 mLa velocidad es : 0,917 m/s < 4,5 m/s OK

21

321 SRA

nQ ×××=

Q = 0,278 * [ C * I * A ]

2.2 Sardinel Cuneta


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C = 0,40 Considerado para terrenos planos (0 - 2%) / TR = 25 añosI = 10,00 mm/hra. Intensidad máxima considerada para la zona

A = 2,52 Ha Considerando toda el área de la Subestación

Q = 0,028 m3/seg

S = 0,01n = 0,009 Tubería PVC para alcantarillado

d = 0,16 m

Estamos Considerando tuberias de 6 " de diámetro

Para el cáculo del diámetro de la tubería usaremos la Fórmula de Manning considerando que la tubería trabajallena pero sin presión.

Q = [ C * I * A ] / 360

d = [ ( Q * n ) / ( S1/2 * 0.3117 ) ]3/8

2.3 Colector Principal


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Considerando que cada llanta que lleva el Transformador soportará como máximo 3,5 Toneladas.

Carga por llanta = 3 500,00 kgAncho de Llanta = 25,00 cm

Distancia entre pletinas de la rejilla = 3,00 cm

Por lo tanto, cada pletina recibirá como máximo = 420 kg

P = 420 kgPL 2"x1/4"

L = 0,30 m

Características de PL 2"x1/4" (A36)

Area (A) = 3,22 cm2I = 27,75 cm4

Distancia entre pletinas de la rejilla = 3,00 cm

Momento máximo actuante = 31,50 kgxm

Esfuerzo Admisible (A36; fy = 2530 kg/cm2) = 0,6 x fy ==> Fb = 1518,00 kg/cm2

Admisible

fb (actuante) = M y / I = 288,32 kg/cm2 < Fb = 1518,00 kg/cm2 OK!

Verificación por Cortante

Vb = 0,4 x fy ===> Vb = 1012,00 kg/cm2

Admisible

vb (actuante) = P / A = 130,43 kg/cm2 < Vb = 1012,00 kg/cm2 OK!

X

Y

y

2.4 Rejilla en Cuneta de Cruce Vehicular (CV)


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Diseño por Flexión( Mu ≤ φ Mn )

ρ = As / ( b d ) w = ρ fy / f'c Mu = φ f'c b d2 w ( 1 - 0.59 w )

b = 50 cm ρb = β1 0.85 f'c 6000 / ( fy ( 6000 + fy )h = 25 cm

recubrimiento = 0 cm β1 = 0.85 para f'c ≤ 280Diámetro de estribo = 0 "Diámetro de estribo = 0,00 cm ρb = 0,0213# capas de refuerzo = 1

d = 21,5 cm ρmax = 0.50 ρb = 0,0107f'c = 210 kg/cm2

fy = 4200 kg/cm2 ρmin = 14 / fy = 0,0033Factor de Reducción = φ = 0,9 ρmin = 0.8 √ f'c / fy = 0,0028Mto. último actuante = Mu = 1,575 Ton x m ρmin ( mayor valor ) = 0,0033

Mu = φ f'c b d2 w ( 1 - 0.59 w ) -------------> w ( 1 - 0.59 w ) = 0,0361

Resolviendo : w1 = 1,658 Tomamos el valor menorw2 = 0,037 w = 0,037

ρ = w f'c / fy -----------> ρ = 0,0019ρmin = 0,0033

−−−−−−−−−−> ρ = 0,0033

ρ = As / ( b d ) ---------> As = ρ b d = 3,55 cm2

Acero a usar : φ ( pulgadas ) = 1/2 " φ ( cm ) = 1,27 cm# de barras = 3 Area = 1,27 cm2

φ ( pulgadas ) = " φ ( cm ) = 0 cm# de barras = Area = 0 cm2

Area total = 3,81 cm2

ρfinal = 0,0035

Espacio libre entre barras de acero : φ ( barra acero ) = 1,27 cm2,50 cm

φ ( agregado grueso ) = 3/4 " --------> 1.3 x φ = 2,48 cm

Escogemos el mayor : e = 2,50 cm

Verificación del Area : CUMPLE

Verificación del Espacio : CUMPLE

Verificación de Cuantias : CUMPLE

0.85 f`c

b

d

c a

h

2.5 Tapa de Canaleta en Vía

Documents

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