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CURSO DE DISEO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS Y STAAD-PRO pg. 1RESIDENCIA DE CONSTRUCCIN N.E., MONTERREY N.L. 04-06NOV03

CURSO INTENSIVO DE

ACTUALIZACINPROFESIONAL DE DISEO DESUBESTACIONES ELCTRICAS

Y STAAD-PRO 2002

PROGRAMA CURSO DE ACTUALIZACIN PROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONESELCTRICAS E IMPLEMENTACIN DEL PROGRAMA STAAD-PRORESIDENCIA GENERAL DE CONSTRUCCIN N.E., MONTERREY N.L. 04 AL 06 NOVIEMBRE'03

HORA MARTES MIERCOLES JUEVES

08:00-09:20 Introduccin al curso Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es-Instrucciones bsicas del tructuras menores: ACI, tructuras mayoresprograma STAAD-PRO LRFD y MDOC de CFE (III)

09:20-09:40 Receso Receso Receso

09:40-11:00 Conceptos bsicos de Anlisis y Diseo de es- Diseo de conexiones solAnlisis y Diseo Estruct. tructuras mayores: ACI, dadas y atornilladas LRFDEjemplos con STAAD-PROLRFD y MDOC de CFE (I)

11:00-11:20 Receso Receso Receso11:20-12:40 Estudio comparativo de los Anlisis y Diseo de es- Diseo de placas de co-

mtodos AISC ASD/LRFD tructuras mayores: ACI, nexin y empalmes de coEjemplos con STAAD-PRO LRFD y MDOC de CFE (II) lumnas y trabes

12:40-13:00 Receso Receso Receso13:00-14:20 Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es- Diseo de placas base y

tructuras menores: ACI, tructuras mayores: ACI, anclas de sujecin de es-LRFD y MDOC de CFE (I) LRFD y MDOC de CFE (III) tructuras mayores.

14:20-15:20 Comida Comida Comida15:20-16:40 Anlisis y Diseo de es- Anlisis y Diseo de es- Anlisis y diseo de es-

tructuras menores: ACI, tructuras menores tructuras menores y mayoLRFD y MDOC de CFE (II) res con STAAD-PRO

16:40-17:00 Receso Receso Receso17:00-18:00 Preguntas y respuestas Preguntas y respuestas Cimentaciones con STAA

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CURSO INTENSIVO DE

ACTUALIZACINPROFESIONAL DE DISEO DESUBESTACIONES ELCTRICAS

Y STAAD-PRO 2002

LUGAR: RESIDENCIA GENERAL DE CONSTRUCCIN N.E.DE COMISIN FEDERAL DE ELECTRICIDAD, ENMONTERREY, N.L.

FECHA: 04 AL 06 DE NOVIEMBRE 2003 DE 8:00 A 18:00 HRS.

INSTRUCTOR: PROFR. DELFINO RODRGUEZ PEA

ALCANCE:

1.- Introduccin.2.- Conceptos bsicos de anlisis y diseo estructural.3.- Anlisis comparativo de los mtodos de anlisis y diseo LRFD y ASD del AISC.4.- Anlisis y diseo estructural de estructuras menores y mayores de Subestaciones ElctricasSEs por mtodos tradicionales (mtodo LRFD del AISC y manuales de diseo de obras civilespor sismo y viento de la CFE).5.- Anlisis y diseo estructural de cimentaciones para estructuras menores y mayores de SEs.6.- Diseo de conexiones atornilladas y soldadas por el mtodo LRFD.7.- Diseo de placas de conexin.8.- Diseo de placas base y anclas de sujecin.9.- Anlisis y diseo estructural de estructuras menores y mayores de SEs por medio del

software STAAD Pro.10.- Anlisis y diseo estructural de cimentaciones para estructuras menores y mayores de SEspor medio del software STAAD Pro. (no se recomienda)11.- Ejemplos.

DIRIGIDO A: Ingenieros y Estructuristas de Subestaciones Elctricas

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IMCA/DEP - IMCA/DPFCR

Coleccionen informacin de catlogos de fabricantes (durante las prcticas)

Manuales AHMSA y Monterrey, en desuso por el uso de las tablas de Fa.

1.3.2 Los efectos de la globalizacin

1.3.2.1 ISO 9000 International organization for standarization

a) Definicin: Es una organizacin no gubernamental establecida en 1947 para promover eldesarrollo de la estandarizacin y relacionar actividades en el mundo con miras a facilitar elintercambio internacional de bienes y servicios y para desarrollar la cooperacin en lasesferas de actividades intelectuales, cientficas, tecnolgicas y econmicas.

b) Races: Del griego "iso" que significa igual o estandar

c) Campo de accin: Todas las reas incluyendo Ingeniera estructural

d) Sirve: Para la elaboracin de procedimientos sistemas, bases de datos, control ysupervisin de la informacin, memorias de clculo, diseo, dibujo, fabricacin y montajeen la ejecucin de una obra.

e) Observaciones:

Concepto de calidad totalMismas normas en la globalizacinEl sistema LRFD se adapta a elloA futuro en cada empresa regir las "ISO"

f) Recomendaciones

Es imprescindible leer las normas (leer, que fastidio)Consulten en internet, buscando la palabra "ISO 9000"ISO 9001, 9002, 9003, etc., Se refiere a reas de administracin, produccin, supervisin,etc.

1.3.2.2 Los Agentes Libres (Free Lancers)

a) LANCE: Mercenario, Empleado a sueldo)

b) En virtud de que las polticas mundiales tienden a reducir el burocratismo del estado(IMP, PEMEX, CFE, etc), ahora las empresas no quieren saber dada de Sindicatos, IMSS,INFONAVIT, etc.

c) Las empresas internacionales ganan los concursos y requieren a personas "que hagan eltrabajo sucio". Los agentes libres son una realidad !

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d) Recomendaciones: Preprate!

1.4 Memorias de Clculo

1.4.1 Contenido1.4.1.1 Descripcin del proyecto Qu y cmo1.4.1.2 Informacin bsica Con qu1.4.1.3 Materiales Con quines1.4.1.4 Especificaciones Soporte tcnico1.4.1.5 Anlisis de Cargas Causas y efectos1.4.1.6 Modelo matemtico Topologa1.4.1.7 Resultados del anlisis Ayudas1.4.1.8 Diseo Con y sin ayuda1.4.1.9 Conclusiones Objetivo cumplido1.4.1.10 Bibliografa Crditos

1.4.2 Observaciones

1.4.2.1 Los Software son cajas negras1.4.2.2 STAAD, SAP, ANSYS, CYPECAD etc, excelentes ayudas

1.4.3 Sugerencias

1.4.3.1 Cuidado!, Exsten Softwares piratas que no corren1.4.3.2 Lee los manuales Lee, lee, lee.

1.5 Informes

1.5.1 Contenido

1.5.1.1 Conclusiones1.5.1.2 Recomendaciones1.5.1.3 Descripcin1.5.1.4 Informacin bsica1.5.1.5 Trabajos de campo1.5.1.6 Anlisis1.5.1.7 Modelo1.5.1.8 Resultados del anlisis1.5.1.9 Revisin1.5.1.10 Bibliografa

1.5.2 Observaciones y Sugerencias

1.5.2.1 Ntese que las conclusiones y recomendaciones son parte medular del informe.1.5.2.2 Aplique los reglamentos imparcialmente.

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zy

xx

TRUSS x, yFLOOR x, z

La parte subrayada indica las literales aceptadas. Los resultados darn valores nulos si el eje no existe.

2 START JOB INFORMATION Inicio de informacin

Datos del proyecto, calculista, fecha, etc. Las instrucciones 2 y 3 deben eliminarse en STAAD rel. 22.1Windows.

3 END JOB INFORMATION Fin de informacin.

4 INPUT WIDTH 79

Indica el nmero de columnas campos que leer el programa; en este casocualquier valor despus de la 79 dar un error.

Es recomendable terminar las instrucciones con: ;

Por ejemplo78 79 80 81

_ _ _ _ 2 0 9 4 8 7no considerados y marca error

1.49378 18, 47;

5 PAGE LENGTH 85

Indica el nmero de renglones en cada pgina de salida; despus de la 85har un salto de pgina.

6 UNIT METER TON Unidades

Significa metros (longitud) y toneladas (fuerza) Las unidades deben ser consistentes. P (ton), w (ton/ m), W (ton/ m2), M (ton-m), fc (ton/m2).

7 JOINT COORDINATES Coordenadas

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Indica las coordenadas de localizacin de cada nudo. Los valores son N x, y, z

y 8

5z

1 x 5.5

6

Nudo X X Z1 0.0 0.0 0.0

2 - - - - - - --- -8 6.0 5.0 5.5

yz

x

Define las coordenadas globales del sistema.

8 MEMBER INCIDENCES Incidencias

Indica los puntos inicial y final de una barra. Define las coordenadas locales de cada elemento.

14y 6

z x

7

Por ejemplo: BARRA Nudo i Nudo jNo. Inicial final

6 7 14

9 START GROUP DEFINITION Clasificacin de grupos

MEMBER- PATA I K 1 1 70 8 21 70 76

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- DIAG I K 1 9 10 18 ...- CDAT1 VX 19 20 77 70 89

10 END GROUP DEFINITION

Las instrucciones 9 y 10 son de gran ayuda porque agrupa miembros conmateriales iguales y a quienes se solicitarn respuestas del viento. Se recomienda agrupar despus de renumerar nudos y barras y checado la

integridad de la estructura.

11 START USER TABLE Tabla de elementos nodisponibles en el AISC.

TABLE 1ANGLE ngulo LI 38 x 3L 15152

0.0381 0.0381 0.003175 0.0073 0 0 bf d tf rz Ay A2END

12 MEMBER PROPERTY AMERICAN Propiedades tabla AISC

* Columnas K 1 (2 piezas) Comentario

- PATAS K 1 TABLE ST L 30304 Grupo de miembros de la patasuperior col K 1

28 to 52 TABLE ST L 25253 Miembros LI 64 x 5

- CON K1VX UPTABLE 1 L 15152 Grupo de la Tabla 113 MEMBER RELEASE Condiciones de frontera

1 3 to 9 Start MY MZ Relajaciones Inicio10 15 to 18 End MZ Liberaciones al Final

Procurar liberarlas segn sus incidencias.

14 MEMBER TRUSS

1 to 8 10 to 154 - CON T1 VX15 CONSTANTS Constantes

E Mdulo de elasticidad29 KS1 ; 20 390 000 t/m2

POISSON (Steel all) ----------------------- Mdulo: 0.5E/ (1+ poisson)

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DENSITY ----------------------------------------- Densidad del acero 7.854 t/m3

BETA ---------------------------------------------- Orientacin de las columnas.

x

z

BETA 0.0 MEMBER 1 to 4

x

z

BETA 90.0 MEMBER 6 to 14

16 SUPPORTS

1 TO 15 FIXED Empotrado

16 20 TO 24 PINNED Articulado19 FIXED BUT FX Empotrado pero sin reaccinen la direccin x.

25 FIXED BUT KFY 6000 Empotrado pero tiene un m-dulo de reaccin de 6000 tn/m2en la direccin Y.

1 1 1 1 1 0 0 1 0

Se emplea para liberar al nudo en alguna direccin. Se utiliza para diseo con interaccin suelo estructura.

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17 LOAD 1 PESO PROPIO Condicin de carga 1MEMBER LOAD Cargas en los miembros1 TO 35 UNI GY 1.245 Uniformes18 20 TO 24 CON GY 12.5 3.50 ConcentradasSELFWEIGHT Y - 1.00 Indicacin de peso propio

CALCULATE NATURAL FREQUENCY

Aqu la carga uniforme es contnua en toda la barra; Se puede indicar entramos y tipo trapecial.

La barra con cargas concentradas deben tener la localizacin de dicha carga. El programa internamente obtiene la carga por peso propio W = A =

densidad por rea. La frecuencia natural para esta condicin de carga, sirve para calcular el

periodo T = 1/ f en el anlisis dinmico por viento.

LOAD 2 TENSIONES EN LOS CABLESJOINT LOAD5 132 FZ 1.50 Tensin simple en cadenas

dobles o simples.6 148 FY -0.60 Peso propio de un equipo

un cable.LOAD 3 HILO ROTO Condicin accidental

* Se rompe el hilo en el nudo 1248 Ubicacin de accidente.

Se repiten aqu las cargas anteriores, excepto que no debe aparecer el nudo

accidentado (1248).

LOAD 4 VIENTO DIR. X XMEMBER LOAD Cargas en las barras- PTAS K 1 UNI GX 0.100- 58 TO 63 UNI GX 0.006

Los tipos de carga mas comnmente usados son:

E

Muros Element Load Nudos LosasPRE TRAP JOINT FX FLOOR LOAD

YR 8.0 0.0 FLOAD - .25

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w

UNI GY

P

CON FY A

Barras MEMBER LOAD

Inmediatamente despus de las CONDICIONES, siguen lasCOMBINACIONES de cargas (en rden consecutivo)

18 LOAD COMB 6 Comb.: Servicio CM + T

1 1.0 2 1.0 ------------------------------------ Sin factorizar (para despl. ydiseo cimentacin).1 1.2 2 1.7 ------------------------------------ Con factores para diseo

estructural.LOAD COMB 7 Servicio + Hilo roto

1 1.0 2 1.0 3 1.01 1.2 2 1.7 3 1.7

LOAD COMB 8 Accidental viento x

1 1.0 2 1.0 4 1.0 . Tomara precauciones cuandosea una ampliacin y se unan

1 1.2 2 1.7 4 1.4 trabes se construyan nuevascolumnas.

1, 2, 4 Condiciones de carga. 1.2, 1.7 Factores de carga 1 1.2 2 1.7 Significa que la CC1 se multiplica por 1.2 y se suma a la CC2

que a su vez est afectada por 1.7

La combinacin de carga sin factorizar sirve para obtener losdesplazamientos y para limitar el permisible. Las aperturas de las patas reducen los desplazamientos.

19 PERFORM ANALYSIS Realizar el anlisis y obtenerresultados.

LOAD LIST 1 to 5 Para obtener desplazamientos

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SECTION 0.0 0.5 1.0 MEM 3 to 7 Resultados para elementosmecnicos en dichas secciones

PRINT SUPPORT REACTION LIST 1 TO 5 ReaccionesPRINT MEMBER FORCES LIST 34 TO 45 FuerzasPRINT.JOINT DISPLACEMENT LIST Desplazamientos

20 PARAMETER Estructuras metlicas.CODE AISC, LRFD Reglamento usadoFYLD 25300 35150 A-36, Gr 50 en t/m2KY 1.5 MEMBER 1 TO 4 Longitud de pandeoLY 1.0 MEMBER 5 to 89 Longitud de esbeltsRATIO 1.333 1.000 Interaccin f / F, segn comb.CHECK CODE MEMBER LIST (ALL) DiseoBEAM 1.00 Calcula los momentos en 12

puntos y disea con el mayor;STEEL TAKE OFF Calcula el peso total de la es-

tructura.

Definir los valores KY, K2, LY, LZ Beam 1.00 es importantsima, porque de otra manera el default es 0.0 y

disea solo para los momentos extremos, que no siempre son las mayores.

21 START CONCRETE DESIGN Estructuras de ConcretoCODE ACI El STAAD da valores muy

inciertos en diseo de estructu-ras de concreto de mas de 2 ni-veles.

FY MAIN 42000.0 ALL Esfuerzo de fluencia (Fy)FC 2500.0 ALL Esfuerzo de compresin (Fc)DESIGN BEAM 1 to 47DESIGN COLUMN 9 12 to 32DESIGN ELEMENT 58 to 64END CONCRETE DESIGN

Siempre es conveniente hacer clculos manuales. Conviene siempre definir los puntos de sujecin del patn de compresin.

22 FINISH

Las instrucciones LOAD LIST pueden repetirse cuantas veces se requieran. Se recomienda en las cimentaciones agrupar las instrucciones de salida, para

sumar los elementos mecnicos de una misma condicin de carga. El fenmeno P (P delta), debe usarse racionalmente (ver limitaciones) No se recomienda el Diseo de estructuras de concreto incluyendo

cimentaciones con el STAAD, pues se obtienen valores muy errticos.

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CURSO INTENSIVO DE ACTUALIZACINPROFESIONAL DE DISEO DE SUBESTACIONES

ELCTRICAS Y STAAD-PRO 20022.- CONCEPTOS BSICOS DE

ANLISIS Y DISEOESTRUCTURAL

Martess 04 nov. 03 9:40 11:00 hrs.

2.1. Especificaciones

2.1.1 Diseo de estructuras de concreto

40% D.F. Reglamento de construcciones (1989) RCDFNormas tcnicas complementarias NTC- sismo, viento,

concreto, mampost.,cimentacines.

Rep. Mx. Manual de Diseo de obras civilesde CFE (1993) MDOC

Diseo por sismo DPSDiseo por viento DPV60% American Concrete Institute ACI

(Instituto Americano del Concreto)

2.1.2 Diseo de Estructuras de Acero

15% D.F. Reglamento de construcciones (1989) RCDFNormas tcnicas complementarias NTC- acero

Rep. Mx. Manual de diseo de O.C. CFE (1993) MDOC

80% Rep. Mx. AISC/ASD American Institute Steel Construction(Instituto Americano de construccin en Acero)

IMCA Allowable Stress DesignDiseo por esfuerzos permisibles

5% Rep. Ms. AISC/LRFD Load and Resistance Factor DesignDiseo por factores de carga y resistencia

MPC/M. mont errey y M.AHM / M: AHMSA

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2.2 Anlisis de Cargas

2.2.1 Manual de Diseo ssmico de Edificios ONU/DDF2.2.2 Manuel de Diseo y construccin de viviendas

para personas de escasos recursos ONU/DDF2.2.3 Manual para la Estructuracin de Edificios ONU/DDF2.2.4 Reglamento de Construcciones del DF RCDF.2.2.5 Ayuda para Diseo de Estructuras SMIE

2.3 Pesos, Cargas, Fuerzas y esfuerzos.

2.4 Orientacin de las estructuras

2.5 Los marcos contraventeados.

2.6 Diseo de una viga contnua.

2.7 Un Vistazo a los factores de carga de los Reglamentos.

2.7.1 No es correcto usar RCDF en la Rep. Mx.2.7.2 Diferencias:

2.7.2.1 En combinaciones de cargas

Estructura Reglamento CM CV V S Resist./Interacc.

Concreto RCDF 1.4 1.4 -- --1.1 1.1 1.1 --1.1 1.1 -- 1.1 f"c = 0.8 f*c

ACI 1.4 1.7 -- --1.4* 1.7* 1.7* -- f'c1.4* 1.7* -- 1.87* * por 0.75

RCDF 1.4 1.4 -- --1.1 1.1 1.1 -- 1.0001.1 1.1 -- 1.1

Acero AISC/ASD 1.0 1.0 -- --1.0 1.0 1.0 -- 1.3331.0 1.0 -- 1.0

AISC/LRFD 1.2 1.6** -- -- ** 0.5 CV de techo1.2 0.5 1.3 -- 1.001.2 0.5 -- 1.5

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2.7.2.2 En diseo por flexin

Flexin AISC Mu = f'c b d2 w (1-0.59 w)

Flexin RCDF FC Mu = FR fc b d2 q (1-0.5 q)

2.7.2.3 No es correcto:

a) Usar LRFD con factores de carga del RCDFb) Usar RCDF en la Repblica Mxicana (P.E. Q. Roo)c) Usar porcentajes y sep. mnimos del RCDF cuando se disee con ACId) Decir que el LRFD es lo mejor, aunque tiene 3 grandes ventajas: La globalizacin, elcontrol de las Cargas Vivas y economa en algunas estructuras pequeas.e) Uso irracional del factor de comportamiento ssmico e = Q


ELCTRICAS Y STAAD-PRO 2002

3.- ESTUDIO COMPARATIVO DELOS MTODOS AISC-ASD Y

AISC-LRFDMartes 04 nov. 03 11:20 12:40 hrs.

3.1 Orgenes y desarrollo de los mtodos AISC-ASD y AISC -LRFD

1923 AISC ASD Allowable Stress DesignDiseo por esfuerzos permisibles.

1978 AISC 1 (ASD) / AISC - II (PCD) Plastic Design Criteria.Criterios del diseo plstico.

1983 AISC 1 (ASD) / AISC - II (LRFD Alternative Method)Load and Resistance Factor Design

Criterio por factores de carga y resistencia1986 AISC / ASD And AISC/ LRFD (Simultaneos)

3.2 Diferencias AISC-LRFD

3.2.1 No se fabrican y disean conexiones remachadas.3.2.2 Slo se permiten 2 tipos de construccin.3.2.3 Los esfuerzos de trabajo servicio (Fa, F t, F b, etc.)

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3.2.4 No se incrementan por 1/3 debido a combinaciones queincluyan cargas accidentales.

3.2.5 El empleo riguroso del factor P3.2.6 Los factores de carga y resistencia.3.2.7 El control de calidad de las conexiones.

3.3 Comparacin AISC- ASD y AISC - LRFD ( grfica )

F

FS F.S.

A L0.6 P Fr R

S Fy P FDD

S

3.4 DISEO DE MIEMBROS A TENSION

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CalcularPu = QA, L/r

( DAP )B7 (1)

L/r> 300 si FR = 300? ( L / r )

noF R = 1.0

Aumentar la ( D1-1 )seccin y conexin no Pn = Ag Fy Frcalcular A , L/r atornillada conexin = 0.90

? soldadasi

(D1-2)

( D 1-2 ) (1) FR= factor de

Pn = Ae Fu Fr reduccin (DRP)Fu = 4080 K / cm A - 36 (2) SeRecomiendaimca 1.05

= 0.75 Pn 1.000.90

Fin , se acepta lano (2) si seccin

Q Pn propuesta?

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3.4.1 DISEAR LA SIGUIENTE CUERDA DE ARMADURAA BASE DE SOLDADURA Y TORNILLOS ( TENSIN )

A-36

T (1) hz g

(2) 2 800 Tu = Q

CM 2.00 tn (1) Pls separadoraCV 4.00 tn (2) Depende de la sep.

T V 7.40 tn de largueros y tipoS 9.50 tn de cubierta.

1.4 CM -------------------------------- = 1.4x2----------------------- = 2.80 tn

1.2 CM + 1.6 CV -------------------- = 1.2x2 + 1.6x4 ------------ = 8.80 "

1.2 CM + ( 0.5 CV 0.8 v )-------- = 1.2x2 + 0.8x7 ( RIGE) - = 8.32 "

1.2 CM + 0.5 CV + 1.3 V -------- = 1.2x2 + 0.5x4 +1.3x7.4 = 14.02 " rige

1.2 CM + 0.5 CV + 1.05 --------- = 1.2x2 + 0.5x4 + 1.0x9.5 = 13.90 "

0.9 CM + ( 1.3 V 1-05 ) ------- = 0.9x2 + 1.3x7.4 ( RIGE ) = 11.42 "

Sea la Seccin. 2 LI 51 x 3 A = 3.10 cm, r = 0.99 cm

3.4.1. a DESEO POR AREA TOTAL ( SOLDADURA )

L/r = 280 cm / 0.99 cm = 282.83 < 300 ( LRFD B.7 ) FR = 1.0

Rn Ag F, FR

14.02 Tons 0.90 x 2 x 3.10 cm x 2.53 T/cm x 1.0< 14.12 Tons Se Acepta 2 L I 51 x 3 !

REVISIN POR AISC-ASD

Tv1 = CM + CV = 2.00 + 4.00 ----------------- = 6.00 TONS

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Tv2 = CM + CV + V = 2.00 + 4.00 + 7.40 ------- = 13.40 TONSTv3 = CM + CV + S = 2.00 + 4.00 + 9.50 -------- = 15.50 TONS RIGE

TR = 1.333 Ft , Ag.TR = 1.333 x 0.6 x 2.53 Tns /Cm x 2 x 3.10 Cm

TR = 12.55 TnsTv > Tr 15.50 > 12.55 TNS Inaceptable!

LRFDcon

ahorrode

ASDAISC

LRFDAISCConclusin

%5.12125.1

55.12

12.14: ==

+

3.4.1 b DISEO POR AREA NETA (TORNILLOS )

Suponiendo 2 Tornillos de 13

3.2Ag - A

AR = 3.10 - 1.43 x 0.32 = 2.64 cm

665 14.30 P/tons 13 2LI 51x3

Rn = Ar Fu FR

= 0.75 x 2 x 2.64cm x 4.08 Tons/ cm x 1.0= 16.16 Tons

< Rn14.02 < 16 16 Tons Se acepta la seccin 2 L I 51x 3 !

REVISION POR ASCI - ASD

TR = 1.333 x 0.5 FV AR= 1.333 x 0.5 x 4.08 Tons / cm x 2.64cm= 14.36 < 15.50 Tons inaceptable !

( )IDEMASDAISC

LRFDAISCConclusin 125.1

36.14

16.16: ==

+

3.5 DISEO DE MIEMBROS A COMPRESIN

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Calcular:K, Ag, r, KL/rPv = , , Q,bf, tf, d, tw, T.

b7UMENTAR si I KL

LA r > 200SECCIN ?

noseccin esbeltaapndice b

Si Si

b/t > p b/t > r calcular los? ? valoresSec.Compacta Qs y Qa

No NoSec.Semi-

Qs = 1.0 CompactaQa = 1.0

kl fy = r E si c > 1.5 Fcr = 0.877 Fy Qs Qa

? cno

Fcr = (0.658 c) Fy Qs Qa

Pn = Ac Fcr

no si FIN: Q < Pn SE ACEPTA LA

? SECCIN PROPUESTA.

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a1) VALORES DE KP Z TABLA C- C2.1

FIGURA C- C2.2

20.00 TONS CMa2) P 37.00 TONS CV

Lyz = 3.50 m 25.00 TONS V30.00 TONS S

Lx= 7.50 CARGAS ULTIMAS Pu = i Qi

1 Q 1 = 1.4 CM = 28.00 TONS 2 Q 2 = 1.2 CM + 1.6 CV

= 1.2 x 20 + 1.6 x 37 RIGE = 83.2 TONS

Ly1 = 4.00 m 3 Q3 = 1.2 x 20 + 0.8 x 25= 44.0 = 44.0 TONS

4 Q4 = 1.20 x 20 + 0.5 x 37+ 1.3 x 25 = 75.0 TONS

X 5 Q5 = 1.2 x 20 + 0.5 x 37Y +1.0 x 30 = 72.50 TONS

6 Q6 = 0.9 x 20 + 1.35 x 25= 50.50 TONS

Kx = 1.2Ky = 1.0

3.5.1 DISEO PRELIMINAR

f = p/a = Fa .. A = P / Fa = 83 200 / 1200 -------- = 69.3 cmKL / r = 200 .. rx = Kn Lx / 200 = 1.2 X 750 / 200 -- = 4.5 cm

ry = KyLy / 200 = 1.00 X 400 / 200 = 2.00 cmd = L / 18 ( DISPRES-LIMUSA-DRP ) ; d = 750 / 18 -- = 41.7 cm

10.90SEA LA SECCION IR 406 x 53 A = 68.4 cm

403 7.5 T= 346 Rx = 16.5 cm10.90

Ry = 3.9 cm

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23/207


3.5.2 DISEO AISC - LRFD

ESBELTEZ

55.545.16

1502.1

=

=Rx

LxKx

Fy Ly = 1.0 x 400 = 102.56 rige = 200 correcto !

!20056.1024000.1 correctorigeLyFy ===

RELACIONES ANCHO ESPESOR

a) Elementos no atiesados ( patines )

00.184.10

545

12.89.102

177

2 ====

=

( )

=

ftwhf

twhe

/

375.3711

2121

cmhe 39.3230.256.013.46

379.3711

30.256.0

75.02121=

=

( ) ( )976.0

40.68

75.39.326.334.68=

=

==

AG

twhehAg

AG

efecAGa

CALCULO PN50.115.1

2039000253056.102

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24/207


PN = AG FCR = 0.85 x 68.4 x 1419.63/ 1000 = 82.54 tons i Qi < Pn 83.2 82.54 tons correcto !

3.5.3 DISEO AISC - ASD

rKLQaQs

ECc

Fy/56.10267.127

25300976.0.1

203900022 22>=

==

Pv = CM + CV +S = 20+37+30 ------------------ 2 = 87.0 tons

(102.56)

Pr = 1.333 x 68.4 x 2530x0.976x1 1- 2(127.67)

= 80.13 tons1000 5 + 3x102.56 - (102.56) < 87.00 tons3 8x127.67 8(127.67 ) inaceptable !

Fa = 878.84

3.5.4 EFICIENCIAS LRFD / ASD

( )ahorro%303.113.80

54.82==

a) PATINES UNIDOSIR 305 x 44.5b) PANDEO DEL PATIN O PANDEO LOCAL E.N.A.

83.102530

54541.7

2.112

1662/ =

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00.908.16

20625309.0

>=

==

== ZCyMpMn

( )MuxPnc

Pu98

DIAGRAMA DE FLUJO FLEXION

1

CalcularMx Props.

incrementarb/t > p si b, c, h, t.

? calcular A,r.

no

2

3.6 DISEO A FLEXION

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26/207


2

ev

hc 5365 No Incrementar b,c,h,ttw Fy Calcular A,r

Si

Lp = 2515 ry Fy t

Lb Lp No X1 = EGJASi sx 2

u = b Mn = b FyZ X2 = 4w Sx Iy GJ

Lr = ry x, 1+ +X2 ( Fyx Fr )(Fyw-Fr)

Sir = ( Fyw-Fr) Sx Lb Lr

NoMp = F, y, Z Mr = ( Fyw - Fr ) Sx

Cb =1.75+1.05 M1 +0.3 M12.3 Cb1.75 + 1.05 M1 +0.3 M123M2 M2 M2 M2

Mr =(Fyw-Fr) sxb Mh=Cb b Mp -b(Mp-Mn) Lb-LpLr-Lp M = Cb EiyGJ+ EIyCw

cr Lb LbSib Mn > b Mp b Mn = b Mp Mcr Cb Sx X12 1+x,x2

Lb/ry 2(Lb/ry)si

Mcr CbMr Mcr=Mr

noPu + 8 Mux + Muy 1.0

cPn 9 bMnx bMuy

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DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTETRABE 135 - 136 CONDICIN DE CARGA 9 METODO LRFD

9.31

Ton8.37 ton 8.58 tonw= 0.955 T/m

0.03 ton 14.02 ton 14.80 ton 0.03 ton

o o8.00 mts

8.37

4.55

o o

4.76V (TONS)

8.58

4.00 mts

11.82

o o

M (T:M)14.02 14.80

1.95 mts 1.95 mts

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3.6. DISEO DE MIEMBROS A FLEXION

TRABE 135 136 METODO DE ANALISIS LRFDMARCO CENTRE EJES 3 Y 4

E L E M E N T O S M E C A N I C O S

CONDICION DE CARGA 5 ( CARGA MUERTA 1.4 C.M.)

8.09ton 8.18 Ton

0.05 ton 13.18 ton 13.18 ton 0.05 ton

CONDICION DE CARGA 6 ( NORMAL 1.2 CM 1.6 CV )

10.06 ton 10.17ton

0.06 ton 16.14 ton 16.57 ton 0.06 ton

CONDICION DE CARGA 7 ( ACCID. X 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 SL )

7.57 ton 9.20 ton

0.03 ton 7.57 ton 9.20 ton 0.02 ton

CONDICION DE CARGA 8 ( COM 0.9 CM - 1.5 SL )

6.38 ton 3.05 ton

0.12 ton 14.48 ton 3.05 ton 0.10 ton

CONDICION DE CARGA 9 ( ACCID. Z 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 ST )

8.37 ton 8.58 ton

0.03 ton 14.02 ton 14.80 ton 0.03

CONDICIONES DE CARGA 10 ( 0.9 CM - 1.5 ST )

4.74 ton 4.68 ton

0.12 ton 8.04 ton 7.89 ton 0.11 ton

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3.7 REVISION DE LA ESTRUCTURA

3.7.1 TRABES.

REVISION LRFD.

a) TRABE 135 - 136 NIVEL 1CONDICIONDE CARGA 9 1.2 CM + 0.5 CV + 1.5 ST

1.- Elementos mecnicos

P izo = 0.03 ton P der = -0.03 tonV izo = 8.37 ton V der = 8.58 tonM izo = 14.02 ton M der = 14.80 ton-m

2.- Propiedades de la seccin

SECCION PROPUESTA W 18 X 76

A = 143.87 cm d = 46.25 cmIx = 55358.78 cm4 tw = 1.08 cmSx = 2392.51 cm bf = 28.03 cmZx = 2671.09 cm tf = 1.73 cmry = 6.63 cm hc = 40.80 cm

3.- Condiciones de seccion compacta

a) Patines unicos continuamente al alma CUMPLE

b) Pandeo de patin

Fytf

bf 545

2 ( LRFD Tabla B 5.1 )

( )

Cumple83.1010.8

2530

545

73.12

03.28

Vu CUMPLE

Revision por flecha.

w viga = 4.92 kg/cm( )( )

( )( )( )cm03.1

57.125282040000384

480092.45

El3844wlviga ==

cm2022360

800

360

Lonexions ===

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36/207


como : onexions > viga CUMPLE

3.8 DISEO DE MIEMBROS A FLEXO - COMPRESION B1 AXIAL

COLUMNA 80 MARCO B EJE 2

.

w18x119w18x65

w18x60

x=44536 L= 800 Ix = 40957 L = 600

I/L=55.66 I/L = 68.26

Ix=40957 L=700I/L=58.51

W18X119L= 350

Iy=10530 I = 91154

I/L = 30.08 I/L = 260.44

W18X65 W18X60

Ix=44536 L=800 Ix = 40957I/L = 55.66 L = 600

Ix=40957L = 700 I/L=58.51

Z W18X119 X

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PROPIEDADES DE LAS SECCIONES

W 18 x 119 W 18 x 65 W 18 x 60Ix = 91 154 cm4 Ix = 44 536 cm4 Ix = 40 957 cm4Iy = 10 530 cm4 Iy = 2280 cm4 Iy = 2 085 cm4

( ) trabl/i

coll/iG

=

11.426.6851.58

44.26044.260axG =

++

= 11.426.6851.58

44.26044.260bxG =

++

=

54.0

66.5066.55

08.3008.30ayG =

+

+= 54.0

66.5566.55

08.3008.30byG =

+

+=

K x = 2.06

K y = 1.16

COLUMNAS

3.8.1 REVISION LRFD

COLUMNA 80 MARCO B EJE 2

CONDICION DE CARGA 7 1.2CM + 0.5CV + 1.5 SL1.- Elementos mecnicos

AXIAL SUP = -168.99 Ton AXIAL INF = 169.74 TonMX SUP = 18.55 Ton-m MX INF = 15.49 Ton-mMY SUP = -17.91 Ton-m MY INF = -17.83 Ton-m

2.-Propiedades de la seccin

SECCION PROPUESTA W 18 x 119

A = 226.45 cm2 d = 48.18 cmIx = 91154 cm4 Iy= 10530 cm4 tw= 1.66 cmSx= 3785 cm3 Sy= 735 cm3 bf= 28.61 cmZx= 4277 cm3 Zy= 1132 cm3 tf= 2.69 cmrx= 20.06 cm ry= 6.60 cm T= 39.37 cm

Kx = 2.06 Ky = 1.16

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3.- Compresin por carga axial.

Py = A FyPy = (226.45)(2530) = 572918 kg

Condiciones de seccin compacta para miembros a compresin

a ) patines

( )

( )

83.1031.5

2530

545

69.22

61.28

1.5bTablaLRFDFy

545

tf2

bf

aplicando ecuaciones:

125.032.05729189.0

169740

Pyb

Pu>=

=

aplica la ecuacin b :

( )Fy

2121329.033.2

2530

1601

66.1

18.48

29.02 < 63.68 > 42.16 CUMPLE

Calculo de c

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( )42ELRFDEFy

r

KLc

=

( )( )

5.140.02040000

2530

06.20

35006.2

cx == ( )( )

5.169.02040000

2530

60.6

35016.1cy =

=

para c 1.5 For = ( 0.658 c) Fy ( LRFD E 2-3 )

cx = 0.16 Fcr = (0.658) 2530 = 2363.81 kg/cm

cy = 0.48 Fcr = ( 0.658 ) 2530 = 2073.41 kg/cm RIGE

c Fcr = (0.85)(2073.41) = 1762.40 kg / cm

c Pn = (c Fcr)(A) = (1762.40)(226.415) = 399095.96 kg

4.- Compresion por flexion Mx y My.

20.043.096.3990965

1369740

Pnc

Pu>==

para 20.0

Pnc

Pu

se aplica la siguiente frmula:

( )a11HLRFDMnyb

0.1Muy

Mnxb

Mux

9

8

Pnc

Pu

+

+

clculo de los momentos Mux y Muy.

Mu = B1 Mnt + B2 Mlt (LRFD H1- 2 )

Determinacin de B1

2

1M4.06.0Cm =

266.055.18

49.154.06.0Cmx ==

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202.091.17

83.174.06.0Cmy ==

Calculo de Pe

2c

AgFyPe

=

( )( )kg3580740

16.0

253045.226Pex ==

( )( )kg1193580

48.0

253045.226Pey ==

Calculo de B1

( )31HLRFD

Pe

Pu10.1cm

1B

=

0.1usar0.128.0

3580740

1697401266.0

x1B

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( )

Cumple83.1031.5

1.5BTablaLRFDFy

545

tf2

bf

2.3 Tomar 2.3

17.91 17.91

b Mp = b Fy Zx

b Mpx = (0.9)(2530)(4277) = 9738729 kg-cm

b Mpy = (0.9)(2530)(1132) = 2577564 kg-cm

b Mr = b Sx ( Fyw - Fr ) ( LRFD F1-11 )

b Mrx = (0.9)(3785)(2530-704) = 6221290 kg-cm

b Mry = (0.9)(735)(2530-704) = 1208097 kg-cm

sustituyendo en :

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b Mn = Cb b Mp -b (Mp - Mr) Lb-Lp b Mp

Lr-Lp

b Mnx = 2.3 9738729 - (9738729-6221290) 350-330

13.04-330

b Mnx = 22232955 kg-cm b Mpx Tomar b Mpx

b Mny = 2.3 2863960 - (2863960-1208097) 350-330

1304-330

b Mnx = 6508905 kg- cm b Mpy Tomarb Mpy

5.- Interaccin.

Pu + 8 Mux + 8 Muy 1.0

c Pn 9 cMnx 9 cMny

169740 + 8 18.55x10 + 8 17.91 1.0

399095.96 9 9738729 9 2577564

0.43 + 0.17 + .062 1.0

1.21 1.0 NO CUMPLE

3.8.2 DISEO POR AISC-ASD

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4.- ANLISIS Y DISEO DEESTRUCTURAS MENORESCON MTODOS ACI, LRFD

y MDOC de CFE (parte I)Martes 04 nov. 03 13:00 14:20 hrs.

4.1 DESCRIPCION DEL PROYECTO:

Se trata de la cimentacin y soportes de Equipos que conforman las Estructuras Menores de115 KV para la S.E. El Marqus Oriente, Subestacin elctrica de 115 a 34.5 KV.

Est compuesta por los siguientes Equipos:

Transformadores de Corriente y de Potencial.Cuchillas

InterruptoresAisladores Soporte

ARCHIVOS mcmeq115.doc Memoria de clculos.DIBUJOS MARQC01.dwg Dibujos de cimentacin.DIBUJOS MARQE01.dwg Dibujos de estructura.

Nota: Los dibujos tendrn los ttulos 3900 PC 040 XXX

4.2 ESPECIFICACIONES:

4.2.1 Materiales: Perfiles y placas ASTM A-36Soldadura ASTM A 233, E - 2018Tornillos A-394n T.A.Roldanas planas F 844Tuercas A 563 Gr. CAnclas AISI C1018Concreto fc = 250 kg/cm2.

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Acero de refuerzo fy = 4200 kg/cm2.

4.2.2 Diseo

4.2.2.1 Estructuras de acero AISC LRFD y ASD, ltima revisin.

4.2.2.2 Manuales ACI, AISC y MDOC de C.F.E.4.2.3 Anlisis y Diseo

4.2.3.1 Procesador de palabras para documentos WORD - OFFICE 20004.2.3.2 Programa de computadora para dibujo. AUTOCAD20004.2.3.3 Programa de computadora STAAD-PRO2002

4.2.4 Datos del terreno:

Capacidad de carga = 22.0 tn/m2.

Prof. de desplante H = 1.20 m. mnimoSuelo Tipo IIProf. del nivel fretico No se detect.

4.2.5 Parmetros ssmicos:

4.2.5.1 Coeficiente ssmico bsico Csb = 0.30g4.2.5.2 Grupo A4.2.5.3 regionalizacin ssmica ZONA B4.2.5.4 Tipo de terreno II4.2.5.5 Coeficiente de diseo Cs = CsbXFA/Q Csd = 0.30 X 1.50 / 1.5 = 0.30 g

4.2.6 Parmetros elicos y varios:

4.2.6.1 Velocidad regional de viento 120.0 kms./hr. P.R. = 200 aos4.2.6.2 Temperatura mxima 38.00 C4.2.6.3 Altura sobre el nivel medio del mar 1950 m.

4.3 ARREGLO DIMENSIONAL:

Ver dibujos Arreglos de EquipoVer dibujos Disposicin Equipos Fabricantes varios.

4.4 ANLISIS DE CARGAS

4.4.1 CARGAS PERMANENTES

Peso propio de la estructura, mas el peso del equipo CC1 = PE

4.4.2 CARGAS VIVAS

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Tensiones en los cables CC2 = FL

4.4.3 CARGAS ACCIDENTALES

4.4.3.1 Sismo

Sismo Transversal y Longitudinal CC3 = Sx Sz

4.4.3.2 Viento:

Viento que acta en la estructura, en direccin X CC4 = VEx

Viento que acta en la estructura, en direccin Z CC5 = VEz

Clculo de la Velocidad de Diseo de acuerdo con el MDOC-CFE95:

CONCEPTO Inciso PginaTabla

Velocidad regional del viento Vr = 120 km/hrClasificacin estructuras segn importancia: Grupo A 4.3 1.4.5Clasificacin estructuras segn su respuesta Tipo 2 4.4 1.4.7Categora del terreno segn su rugosidad Cat. 1 4.6.1 1.4.13 I.1Clase de estructura segn su tamao Clase B 4.6.1 1.4.14 I.2Factor de tamao Fc = 1.0 4.6.3.1 1.4.19 I.3Altura gradiente =245m 4.6.3.2 1.4.20 I.4Alturas de las estructura por disear z = 11.00 m. mx. y 10.00 m. mediaSe tomar como valor de altura H = 11.00 m.Exponente de forma de variacin del viento = 0.101 4.6.3.2 1.4.20 I.4Factor de rugosidad y de altura h = 11.00Frz = 1.56 ( z / )^= 1.56 ( 11.0 / 245 ) 0.101 Frz = 1.140 4.6.3.2 1.4.19Factor de exposicin:H = 11.0 m. F = Fc X Frz = 1.0 X 1.140 F = 1.140Factor de topografa Ft = 1.00 4.6.4 1.4.21 I.5Velocidad de diseo, Km/h. a H = 11.0 mVd = Ft x F xVr = 1.00 X 1.140 X 120.00 Vd = 136.80 4.6 1.4.12

4.5 COMBINACIONES DE CARGAS

Nota: Las presentes combinaciones de carga, fueron obtenidas de la especificacin:CPTT-S01 "Estructuras metlicas para subestaciones elctricas", as como lasproporcionadas por ALSTOM, las cuales expresan:

4.5.1 Condiciones de carga (CPTT-S01 6.3.1.1)

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1 PE Carga por Peso de la Estructura2 FL Cargas por Tensin de cables3 S Cargas por sismo.4 VEx Cargas de Viento sobre la estructura en direccin X

5 VEz Cargas de Viento sobre la estructura en direccin Z4.5.2 Combinaciones con factores de carga (CPTT-S01 6.3.1.2)4.5.3 Para clculo de esfuerzos en el terreno y deformaciones de la estructura:Se usarn las combinaciones sin factores de carga.4.5.4 Para Diseo de la cimentacin:Se usarn las combinaciones con factores de carga4.5.5 Clculo de la Resistencia Mecnica: AISC-LRFD (CPTT-S01 6.3.3)4.5.6 Deformaciones elsticas admisibles: 0.010 H

4.6 DISEO DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Y POTENCIAL

Nota Importante: Se disea el Transformador de Corriente, como representativo de ambosTransformadores (de Corriente, TCs y de Potencia, TPs).

4.6.1 INFORMACIN

250 25035.4

125 125ALSTOM T&D,

S.A de C.V.

2536 30.2TC

TIPO: CTH 123/3

DIBUJO: 804 362H 1/2

MASA: 312 Kg.230 TUBO

8 20

120

15

ELEV. TRANSV. ELEVACIN LONGITUDINAL

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4 AGS. DE 13/16

45 P/ANCLAS 3/4"

45

PLANTILLA FIJACIN

4.6 .2 BASES DE DISEO

fc = 250 kg./cm2

fy = 42003

= 22.0 T/m2 = 1.7 T/m3CSB = 0.30 Gpo A Tipo IIVR= 120 Km/hrPE = 312 Kg. = 30.5 cm

4.6.3 CARGAS

4.6.3.1 Gravitacionales

PEQUIPO 3 x 0.312 = 0.94 tn SUMAPTUBO HOR 5.6 m x 0.043 tn/m = 0.24 PCARTABONES (9) x 0.4 m x 0.6 m x 0.013 m x 7.85 tn/m3 = 0.22 PPLACAS (5) x 0.6 m x 0.6 m x 0.016 m x 7.85 tn/m3 = 0.23 1.63 tnPPLACAS BASE (4) x 0.4 m x 0.4 m x 0.016 x 7.85 tn/m3 = 0.08 PCOL. TUBO (2) x 2.1 m x 0.043 tn/m = 0.09 PCARTAB P.B. (16) x .1 m x 0.15 m x .013 m x 7.85 tn/m3 = 0.02 1.82 tnPDADO 2 x 2.4 tn/m3 x 0.4 m x 0.4 m x 1.25 m = 0.96 PZAPATA 2 x 2.4 tn/m3 x 1.20 m x 1.20 m x 0.15 m = 1.04 PRELLENO 2 x 1.7 tn/m3 x 1.05 m x ( 1.20

2 0.402)m2 = 4.57

PESO TOTAL ......................................... = 8.39 tn 8.39 tn

4.6.3.2 Ssmicas

CSD = CSB FA / Q = 0.3 x 1.5/1.5 = 0.30 FUERZA = PESO x CSD

Estructura Equipo PESO x 0.3 = FUERZA BRAZO MOMENTO

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Equipo, TCs 3 x 0.312 = 0.94 tn 0.28 tn 4.77 m 1.34 tn-mB. y pls 0.24+0.22+0.23 = 0.69 tn 0.21 tn 3.50 m 0.74 tn-mT. y pls 0.04+0.09+0.01 = 0.19 tn 0.06 tn 2.35 m 0.14 tn-m

PESO 1.82 tn V = 0.55 tn M = 2.22 tn-m

M sismo = M + V H = 2.22 + 0.55 x 1.20 = 2.88 tn-m4.6.3.3 Elicas

WEQUIPO = 0.0055 C G V2 60%

= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.305 / 1000= 0.036 tn/mWCOLUMNA = 0.0055 CGV

2 60% = 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.60 x 0.203 / 1000= 0.024 tn/m

WDADO = 0.0055 CGV

2

B= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.40 / 1000= 0.078 tn/m

Estructura Equipo CARGA LONG. V tn BRAZO MOMENTO

Equipo, TCs = 0.036 tn/m 3 x 2.54 m 0.27 4.77 m 1.29 tn-mB. y pls = 0.024 tn/m 1 x 5.60 m 0.14 3.50 m 0.49 tn-mT. y pls = 0.024 tn/m 2 x 2.30 m 0.11 2.35 m 0.26 tn-mDado ............. = 0.078 tn/m 2 x 0.20 m 0.03 1.30 m 0.04 tn-m

V = 0.55 tn M = 2.08 tn-m

M viento = M + V H = 2.08 + 0.55 x 1.20 = 2.74 tn-m < 2.88 tn-m Rige 2.88 tn-m

4.6.4 FACTORES DE SEGURIDAD

Pt = 8.39 / 2 = 4.20 tn.Ms = 2.88 / 2 = 1.44 tn-m

Volteo FSV = PT(L/2)/M = 4.20 x 0.60 / 1.44 = 1.75 > 1.5 correcto!Deslizamiento = FSD = PT/V = 0.3 x 4.20 / 0.55 = 2.29 > 1.25 correcto!

4.6.5 DISEO DE LA COLUMNA de 203 4.6.5.1 Diseo por AISC - LRFD

Tomaremos como elementos mecnicos, los siguientes:Pu = FA x P / 2 = 1.30 x 1.82 / 2 = 1.18 tnMux = FA x Mx / 2 = 1.30 x 2.88/ 2 = 1.87 tn-mMuy = FA x Mz = 1.3 x 0.36 = 0.47 tn-m

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Datos de la columna OC 219 x 8.18A = 54.2 cm 2 Sx = Sy = 275.6 cm3 rX = rY = 7.46 cm Sz = 362.5 cm

3Lx = Ly = 2.10 m. Kx = 2.00 (cantilever) Ky = 1.20 (marco)

Kx Lx / rX = 2.0 x 210 / 7.46 = 56.3 RIGEKy Ly / rY = 1.2 x 210 / 7.46 = 33.8

D / t = 219 / 8.2 = 26.7 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00

C = KL (Fy / E) / ( r ) = 56.3 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.631 < 1.5 C

2 = 0.631 2 = 0.398 =

Fcr = 0.658 Fy = 0.658 0.398 x 2530 = 2141.8 kg/cm2

Pn = x Fcr x A = 0.85 x 2141.8 x 54.2 / 1000 = 97.9 tn. >> Pu = 1.18 tn.

Como Pu / ( Pn ) < 0.20 entonces:

Pu / ( 2 Pn ) + ( Mux / b Mnx + Muy / b Mny ) < 1.00

Mu = B1 Mnt + B2 Mlt

b = 0.90 cm x = 0.85 cm y = 0.85

C x = Kx Lx (Fy / E) / ( rx ) = 56.3 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.631

C y = Ky Ly (Fy / E) / ( ry ) = 33.8 (2530 / 2039000) / ( ) = 0.379

Pex = Ag Fy / C x2 = 54.2 x 2530 / 0.6312 / 1000 = 344.4 tn

Pey = Ag Fy / C y2 = 54.2 x 2530 / 0.3792 / 1000 = 954.6 tn

B1= cm / ( 1 Pu / Pe )

B1x = cm x / ( 1 Pu / Pex ) = 0.85 / ( 1 1.18 / 344.4 ) = 0.853 < 1.00 usar B1 = 1.00

B1y = cm y / ( 1 Pu / Pey ) = 0.85 / ( 1 1.18 / 954.6 ) = 0.851 < 1.00 usar B1 = 1.00

B2x = B2y = 0.00 Por no considerartse efectos de segundo rden ( fenmeno P )

Mu x= B1x Mntx + B2 x Mltx = 1.00 x 1.44 + 0.00 x Mlt x = 1.44 tn-m

Mu y= B1y Mnty + B2 y Mlty = 1.00 x 0.36 + 0.00 x Mlt y = 0.36 tn-m

Lb = 2.10 m = 210 cm

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Lp = 2515 rx / Fy = 2515 x 7.46 / 2530 = = 373.0 cm.

Como Lb < Lp 210 < 373 cm entonces:

b Mn = b Mp = b Sz Fy

b Mnx = b Mpx = b Szx Fy = 0.90 x 362.5 cm3 x 2530.00 kg/cm2 / 100000 = 8.25 tn-m

b Mny = b Mpy = b Sy Fy = 0.90 x 275.6 cm3 x 2530.00 kg/cm2 / 100000 = 6.28 tn-m

Pu / ( 2 Pn ) + ( Mux / b Mnx + Muy / b Mny ) < 1.00

0.012 / ( 2 ) + ( 1.87 / 8.25 + 0.47 / 6.28 ) = 0.307

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4.6.6 DISEO DE LA BARRA HORIZONTAL de 203 Nota: El diseo se realiza con AISC-ASD, en virtud de que para este tipo de estructuras, losresultados son muy parecidos a los obtenidos por AISC-LRFD, como se indic en 5.5

fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333Torsin debida al viento: Mut = 0.27 x 2.54 / 2 .......... = 0.34 tn-mTorsin debida al sismo Mut = 0.28 x 2.54 / 2 .......... = 0.36 tn-m rigeFlexin debida al viento Muv = 0.024 x 1.252 / 2 = 0.02 tn-mFlexin equipo en cantiliver Mu e= 0.31 x 1.25 = 0.39 tn-m rigeFlexin equipo centrado Mu e= -0.31 x 2.5 / 4 + 0.39 = 0.20 tn-m

Mu = 0.02 + 0.53 + 0.13 = 0.68 tn-m

fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.00

fa = 0.00

fb = M / S = (0.02 + 0.39) x 100000 / 275.6 = 148.8 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2

fbtor = Mut / J = 36000.0 / 125 = 288.0 kg/cm2Fbtor = 0.20 Fy = 0.20 x 2530.0 = 506.0 kg / cm2

0.00 / Fa + 148.8 / 1518.0 + 288.0 / 506.0 = 0.667 < 1.00 La seccin es adecuada!

4.6..7 DISEO DEL DADO 40x40

P = 0.91 tn. Mx = 1.44 tn-m Mz = 0.36 tn-mM = (1.442 + 0.362) = 1.48 tn-m

Tu = FC x Mu / d = (1.87 x 0.75) x 1.48 / 0.26 = 7.98 tn.Haciendo p = 0.01As = p b d = 0.01 x 40 x 36 = 14.4 cm2Colocando 12 # 4 (4 por cara), se tiene As = 12 x 1.27 = 15.24 cm 2 > 14.4 cm2Tr = As x Fy = 4 x 1.27 cm2 x 4200 kg /cm2 / 1000 = 21.3 tn > 7.98 tn. correcto!Nota: estribos por especificacin: # 3 @ 20 cm.

4.6..8 DISEO DE LA ZAPATA

Sea la seccin 120 x 120 x 15 cm.

f = P / A Mx / Sx +/- Mz / Sz <

A=1.20 x 1.20 = 1.44 m2

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S= ( 1.2 )3 / 6 = 0.288m3P = 4.20 tn. Mx = 1.44 tn-m Mz = 0.36 tn-m

f = 4.20 / 1.44 + 1.44 / 0.288 + 0.36 / 0.288 = 9.17 < 22.0 tn/m2 correcto!f = 4.20 / 1.44 - 1.44 / 0.288 - 0.73 / 0.288 = - 3.33 tn/m2

Como el terreno no acepta tensiones, haremos pasar por el tercio medio la resultante,siempre y cuando el FS sea mayor de 1.5

FSv = Px x L / Mx = 4.20 x 0.6 / 1.44 = 1.75 > 1.5 correcto!

a = ( L / 2 Mx / Py ) = (1.2 / 2 - 1.44 / 4.20) = 0..26 mfR= 2 P / 3 a B = 2 x 4.20 / (3 x 0.26 x 1.0) = 10.77 > 9.17 tn/m

2

w = FC x Fr x fR= 1.87 x 0.75 x 10.77 = 15.10 tn/mVU = 15.1 ( 0.6 - 0.11 ) = 7.4 tn

VR= 0.53 250x12x100/1000 = 10.1 > 7.4 tn correcto!

MU = 15.1 (0.60 0.055)2 / 2 = 2.24 T-m

Mu = FR x fc x b x d2 w (1-0.59w)

224000.0 = 0.9 x 250 x 100 x 112 w (1-0.59w)W = 0.087P = 0.087 x 250 / 4200 = 0.0052AS = 0.0052 x 11 x 100 = 5.72 cm

2 Usar # 4 @ 20

Para cumplir con los requerimientos del ACI y resistir la flexin debida al relleno, seaumentar el espesor a 20 cms. y se colocar un refuerzo por temperatura a base de

As = 0.002 bd = 0.002 x 100 x 16 = 3.2 cm2 # 3 @ 20

4.6.9 DISEO DEL ANCLAJE Y PLACA BASE

Elementos mecnicos:

Sea una placa de 35 x 35 x 16

Sean 4 anclas de 19 ( dos por lado)f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fcP = 0.91 tn.Mx = 1.44 tn-mMz = 0.36 tn-mA = 0.35 x 0.35 = 0.12 m2S = 0.35 x 0.352 / 6 = 0.007 m3

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f = 0.91 / 0.12 + 1.44 / 0.007 + 0.36 / 0.007 = 264.7 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2 c

Diseo del anclaje:

Mu = ( Mx2

+ Mz

2

) = ( 1.442

+ 0.36

2

) = 1.48 tn-m.Tensin mxima = Mu x FA / d = 1.48 x 1.3 / 0.26 = 7.40 tn.

Tr = No.x FR x 0.6 Fy x AtTr = 2 x 0.80 x 0.60 x 3.70 tn/cm2. x 2.15 cm2 = 7.64 tn. > 7.40 tn. correcto !

Diseo de la placa base:

El brazo de palanca del voladizo, vale L = 7.5 cm. (Del pao de la columna circular a elcanto recortado)

Mp = FA x f2 x B x L2 / 2 = 1.30 x 264.7 x 0.35 x 0.0752 / 2 = 0.339 tn-m.

t = 6 Mp / ( Fp B) = 6 x 33900.00 / ( 2530.0 x 35) = 1.51 cm. < 1.59 cm. correcto !

4.7 DISEO DE INTERRUPTOR DE POTENCIA SF-6

4.7.1 INFORMACIN

4.7.1.1 Informacin bsica del sitio

fc = 250 kg./cm2

fy = 4200 kg./cm2

= 22.0 tn/m2 = 1.7 T/m3VR= 120 Km/hrVD = 136.8 Km/hrCSB = 0.30 Gpo A Tipo II Q = 1.20 (marco) Q = 2.0 (cantiliver)

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4.7.1.2 Informacin del equipo

Arreglos: Circuit Breaker Equipo: GL312-F1/4031/VR1750/FK3-1 Tipo: SF6FG ................. = 1.1820 tn Peso propio FWx = 1.15KN = 0.1173 tn Viento xFWy = 1.55KN = 0.1581 3 Viento y FsE = 1.25 3 = 0.1275 3 EstticaFsD = 5.0 3 = 0.5100 3 Dinmica FV = 12.00 3 = 1.2240 3 TensinFV = 12.0 3 = 1.2240 3 Compresin FH = 1.50 3 = 0.1530 3

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4.7.2 CARGAS

4.7.2.1 Muertas (G)

PEQUIPO = FG = 1.18 tn

PDADOS = 2.4 x 0.55 x 0.55 x 1.20 (2) = 0.87 tnPZAPATA = 2.4 x 3.5 x 1.5 x 0.20 = 2.52 tnPT.LIGA = 2.4 x 0.20 x 0.20x 1.98 = 0.19 tnPRELL. = 1.7(3.5x1.5x1.0-(2)0.55

2x1.0-0.20x0.2x1.98) = 7.76 tnFGz =12.52 tn

4.7.2.2 Viento (W)

FWX = 0.117 = +/- 0.117 tn = FWYH = 1.20 + 2.05 + 1.66 = 4.91 mM WY = 0.117 tn x 4.91 m = +/- 0.574 tn-m = MWY

4.7.2.3 Tensiones Dinmicas (T)

FTY = F1 + F2 + F3 = -0.127 tn 0.510 tn = -0.637 tnMTX = ( -0.127 + 0.51 ) x 4.91 = 1.88 tn-m

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4.7.2.4 Fuerzas de Maniobra (M)

FMZ COMPRESIN = 1.224 tn FMZ TRACCIN = -1.224 tn FMX = 0.153 tn = 0.153 tn MMY = 0.153 tn x 4.091 m = 0.751 tn-m 2

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4.7.2.5 Fuerzas ssmicas (E)

FEX = FEY = (1.224+0.20 ESTR. SOP.) x 0.30 = 0.427 tnMEY = MEX = 0.427 tn x 4.91 m = 2.097 tn-m

4.7.3 ESFUERZOS Y FACTORES DE SEGURIDAD4.7.3.1 C. Muertas + Tensiones + Maniobra (Operacin Normal 1)

Elementos mecnicos:P = 12.52 + 1.224 = 13.744 tn-mVX = 0.153 tnMY = 0.751 tn-mVY = -0.637 tnMX = -1.88 tn-m

Propiedades de la cimentacin:A = 3.50 x 1.50 = 5.25 m2SX = 1.5 x 3.5

3 / 6 = 3.062 m3SY = (1.5)

2 x 3.50 / 6 = 1.35 m3

f = 13.74 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 1.88 / 1.35 = 4.25 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3= 0.98 3 no hay tensiones 3

FSV = 13.74 x 0.75 / 1.88 = 5.20 > 1.50 3FSD = 13.74 x 0.30 / 0.637 = 6.44 > 1.253 V = 0.137 + 0.51 = 0.637 tn

4.7.3.2 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra (Operacin Normal 2)

P = 12.52 1.22 = 11.30 tnf = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 1.88 / 1.35 = 3.79 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3

= 0.51 3 no hay tensiones 3

FSV = 11.30 x 0.75 / 1.88 = 4.51 > 1.50 3FSD = 11.30 x 0.3 / 0.637 = 5.20 > 1.25 3

4.7.3.3 Cargas Muertas + Tensiones + Maniobra + Viento Y

P = 13.74 tnV

X= 0.153 tn

VY = 0.634 + 0.117 = 0.751 tn-mMX = 1.88 + 0.574 = 2.454 tn-m

f = 13.74 / 5.25 +/- 0.574 / 3.062 +/- 2.454 / 1.35 = 4.68 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3= 0.55 3 no hay tensiones 3

FSV = 13.74 x 0.75 / 2.454 = 4.20 > 1.50 3

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FSD = 13.74 x 0.3 / 0.751 = 5.50 > 1.25 3

4.7.3.4 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra + Viento Y

P = 12.52 1.224 = 11.30 tn

f = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 2.454 / 1.35 = 4.20 tn/m

2

< = 22.0 tn/m2

3

= 0.02 3 no hay tensiones 3

FSV = 11.30 x 0.75 / 2.454 = 3.47 > 1.50 3

FSD = 11.30 x 0.3 / 0.751 = 4.51 > 1.25 3

4.7.3.5 Cargas Muertas + Tensiones + Maniobra + Sismo Y

P = 13.74 tnVX = 0.153 tn

MY = 0.751 tn-mVY = -0.637 - 0.427 = -1.064 tn Para Diseo de la columnaMX = -1.88 - 2.097 = -3.98 tn-m Para Diseo de la columna

f = 13.74 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 3.98 / 1.35 = 5.81 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3= -.58 3 s hay tensiones 3

FSV = 13.74 x 0.75 / 3.98 = 2.59 > 1.50 3FSD = 13.74 x 0.3 / 1.064= 3.87 > 1.25 3

4.7.3.6 Cargas Muertas + Tensiones Maniobra * Sismo

f = 11.30 / 5.25 +/- 0.751 / 3.062 +/- 3.98 / 1.35 = 5.35 tn/m2 < = 22.0 tn/m2 3= -1.04 3 s hay tensiones 3

FSV = 11.30 x 0.75 / 3.98 = 2.13 > 1.50 3FSD = 11.30 x 0.3 / 1.064 = 3.19 > 1.25 3

CONCLUSIN: Se acepta la seccin propuesta y la Combinacin de carga 6.4.6 es la querige el diseo.

4.7.4 Diseo por AISC -ASD

fa / Fa + fbx / Fbx + fbz / Fbz < 1.00

P = 11.30 / 2 = 5.65 tn A = 54.20 cm2Mx = 0.751 / 2 = 0.38 tn-m Sx = Sz = 275.55 cm3Mz = 3.98 / 2 = 1.99 tn-m rx = rz 0 7.46 cm

fa = 5650 / 54.2 = 104.2 kg/cm2

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D / t = 219 / 8.18 = 26.8 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00K L / r = 2.1 x 185 / 7.46 = 52.1Cc = 2 2 E / (Qa Fy) = 2 2 2039000 / (1.00 x 2530) = 126.1

K L / r < Cc 52.1 < 126.1

Fa = Qa Fy ( 1 KL/r2 / Cc2 ) / ( 5 / 3 + 3 KL/r / 8 Cc KL/r3 / 8 Cc3 )Fa = 1.0 x 2530.0 (152.12) / 126.12 )/ ( 5 / 3 + 3 x 52.1 / 8 x 126.1 52.13 / 8 x 126.13)Fa = 1276.5 kg/cm2fbx = Mx / Sx = 38000.0 / 275.6 = 137.9 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2fbz = Mz / Sz = 199000.0 / 275.6 = 722.1 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2

104.2 / 1276.5 + 137.9 / 1518.0 + 722.1 / 1518.0 = 0.648 < 1.00 correcto!

Conclusin: Debido a que el Diseo por AISC-ASD es muy conservador, se concluye queen caso de revisarse con AISC-LRFD, las columnas soportes son adecuadas.

4.7.5 DISEO DEL DADO 55 x 55

VU = 1.87 x 1.00 x 1.064 = 1.99 tnVR= 0.53 250 x 55 x 47.5 / 1000 = 21.90 tn >> 1.99 tnNo requiere estribos Usar por espec. # 3 @ 20MU = 3.98 tn-m x 1.87 x 1.00 = 7.44 tn-mMU = fc bd

2 w (1-0.59w)

744000.00 = 0.9 x 250 x 55 x 47.52

w (1-0.59w)w = 0.027 ; p = w fc / fy = 0.027 x 25/4200 = 0.0016Usar PMIN = 14 / fy flexin por ladopMIN = 0.5% flexin totalUsar 16 # 5 por lado p = 5 x 1.98 / ( 55 x 47.5 ) = 0.0038 > 0.00333 3

p = 16 x 1.98 / ( 55 x 47.5) = 0.012 > 0.5% 3

4.7.6 DISEO DE LA ZAPATA

Sea la seccin 350 x 150 x 20

El esfuerzo real en el terreno vale:f = 2 P / ( 3 a B )

P = 11.30 tna = ( L / 2 M / P ) = ( 1.50 / 2 3.98 / 11.30) = 0.398 mf = 2 x 11.3 / ( 3 x 0.398 x 350 )= 5.41 tn/m2w = FA x FC x f = 1.87 x 1.00 x 5.41 = 10.12 tn/m

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4.7.7 DISEO DE LA TRABE DE LIGA 20 x 40

La cimentacin de stos equipos requiere un trabajo de conjunto muy riguroso, por lo tanto,para dar una mayor rigidez y garantizar esta integridad, se unirn los dados, en el sentidolongitudinal mediante una trabe de liga de 20x40:

Vu = 10.12 x 2.53 / 2 = 12.80 tnVR = 0.53 250 x 25 x 35/1000 = 7.33 Tons # 3 @ = As fy d / V = 2 x 0.71 x 2300 x 35 / ( 12800 7330) = 20 cm ; Usar # 3 @ 15Mu = 10.12 x (2.53 0.275)2 / 12 = 4.29 tn-m429000.00 = 0.9 x 250 x 20 x 352 w (1-0.59w)w = 0.082; p = 0.082 x 250 / 4200 = 0.0049As = 0.0049 x 20 x 35 = 3.43 cm2 Usar 3 # 4 arriba y abajo

4.7.8 DISEO DEL ANCLAJE Y PLACA BASE

Elementos mecnicos:

Sea una placa de 45 x 45 x 19Sean 4 anclas de 28 ( dos por lado)

f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fcP = 13.74 / 2 = 5.87 tn.Vx = 0.153 / 2 = 0.077 tnMx = 0.751 / 2 = 0.38 tn-mVz = 1.064 / 2 = 0.53 tn

Mz = 3.98 / 2 = 1.99 tn-mA = 0.45 x 0.45 = 0.202 m2S = 0.45 x 0.452 / 6 = 0.015 m3

f = 5.87 / 0.202 + 0.38 / 0.015 + 1.99 / 0.015 = 187.1 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2

Obtencin de los elementos mecnicos Ver 6.5 Placas de Base y Anclaje, pag. 225Diseo prctico de estructuras de AceroDelfino Rodrguez Pea.

T P + C = 0T 5.87 + ( 1 / 2 ) x KD x f x B = 0

T 5.87 + 0.5 x KD x 187.1 x 0.45 = 0T 5.87 + 42.1 KD = 0 Ecuacin I

Ta + M C x ( L / 2 KD / 3 ) = 00.15 T + 1.99 42.1 KD ( 0.45 / 2 KD / 3 ) = 00.15 T + 1.99 9.47 KD + 14.0 KD2 = 0 Ecuacin IIDividiendo la ecuacin II por 0.15-T 13.27 + 63.13 KD 93.33 KD2 = 0 Ecuacin III

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Sumando las Ecuaciones I y III-19.14 + 105.23 KD 93.33 KD2 = 0Resolviendo se obtuvo: KD1 = 0.428 m KD2 = 0.900 m Rige KD1Sustituyendo KD1 en la Ecuacin I, se obtuvo T = -12.15 tn.

4.7.9 Diseo del anclaje: Sean 4 anclas de 28 Mu = ( Mx2 + Mz2 ) = ( 1.992 + 0.382 ) = 2.02 tn-m.Vu = ( Vx2 + Vz2 ) = ( 0.082 + 0.5302 ) = 0.54 tn

Vr = FR x Av x Fv = 0.70 x 2 x 4.57 cm2 x 0.40 x 3.70 tn/cm2Vr = 9.47 tn >> 0.54 tn.

Tr = FR x At x Ft = 0.85 x 2 x 4.92 cm2 x 0.60 x 3.70 tn / cm2 = 18.56 tn > 12.15 tn.

correcto !

4.7.10 Diseo de la placa base: Sea la seccin 450 x 450 x 19

El brazo de palanca del voladizo, vale L = (450 219) / 2 = 115 mm (Del pao de lacolumna circular a el canto recortado)

Mp = FA x f2 x B x L2 / 2 = 1.30 x 187.1 tn/m2 x 0.45 m x (0.115 m) 2 / 2 = 0.724 tn-m.

t = 6 Mp / ( Fp B) = 6 x 72400.00 / ( 2530.0 x 45) = 1.95 cm. 1.90 cm. correcto !

Conclusin: Placa de 450 x 450 x 19 4 Anclas de 28

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4.- ANLISIS Y DISEO DEESTRUCTURAS MENORESCON MTODOS ACI, LRFD

Martes 04 nov. 03 15:20 16:40 hrs.y MDOC de CFE (parte II)

4.8 DISEO DE CUCHILLAS TIPO VCB123

4.8.1 CUCHILLA DE BAJA H= 2.30 m

3000 3000

125ALSTOM T&D,

S.A de C.V.

1799 30.2CUCHILLAS

1100 2129 2129

TIPO: VCB

123DIBUJO:3010DD01

229 2CE203x17.11 H 1/1MASA: 280

Kg/polo230 871 TUBO

8

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20

120

15


4 AGS. DE 11/16

178 P/ANCLAS 5/8"

178PLANTILLA FIJACIN

4.8.1.1 Bases de Diseo

fc = 250 kg./cm2fy = 4200 3 = 22 T/m2 = 1.7 T/m3

CSB = 0.30 Gpo A Tipo IIVR= 120 Km/hrPE = 280 Kg. = 30.5 cm

4.8.1.2 Cargas

a) Gravitacionales

PEQUIPO 3 x 0.28 = 0.84 tn SUMAPT-1 6.46 m x 17.11(2) = 0.22

PCARTABONES (14)x 0.15mx 0.15mx 0.008m x 7.85 tn/m3 = 0.02 PPLACAS (5) x 0.3 m x 0.4 m x 0.013 m x 7.85 tn/m3 = 0.06 1.14 tnPPLACAS BASE (4) x 0.35mx 0.35mx 0.016 x 7.85 tn/m3 = 0.06 PCOL. TUBO (2) x 2.1 m x 0.043 tn/m = 0.09 PCARTAB P.B. (16) x .1 m x 0.15 m x .013 m x 7.85 tn/m3 = 0.02 1.31 tnPDADO 2 x 2.4 tn/m3 x 0.4 m x 0.4 m x 1.25 m = 0.96 PZAPATA 2 x 2.4 tn/m3 x 1.20 m x 1.20 m x 0.15 m = 1.04 PRELLENO 2 x 1.7 tn/m3 x 1.05 m x ( 1.20

2 0.402)m2 = 4.57

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PESO TOTAL ......................................... = 7.88 tn 7.88 tn

b) Ssmicas

CSD = CSB FA / Q = 0.3 x 1.5/1.5 = 0.30 FUERZA = PESO x CSDEstructura Equipo PESO x 0.3 = FUERZA BRAZO MOMENTO

Equipo, TCs 3 x 0.28 = 0.84 tn 0.25 tn 4.40 m 1.10 tn-mB. y pls 0.22+0.02+0.06 = 0.30 tn 0.09 tn 3.50 m 0.32 tn-mT. y pls 0.06+0.09+0.02 = 0.17 tn 0.05 tn 2.35 m 0.12 tn-mDado ............................. = 0.96 tn 0.29 tn 0.68 m 0.20 tn-mZapata .. = 1.04 tn 0.31 tn 0.08 m 0.02 tn-m

PESO 2.10 tn V = 0.99 tn M = 1.76 tn-m

c) Elicas

WEQUIPO = 0.0055 C G V2 60%

= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.305 / 1000= 0.036 tn/mWTRABE = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.85

2 x 0.203 / 1000 = 0.040 tn/m

WCOLUMNA = 0.0055 CGV2 60%

= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.60 x 0.203 / 1000= 0.024 tn/m

WDADO = 0.0055 CGV

2

B= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.40 / 1000= 0.078 tn/m



V = 0.59 tn M = 2.05 tn-m

4.8.1.3 Factores de Seguridad

Pt = 7.88 / 2 = 3.94 tn.Ms = 1.76 / 2 = 0.88 tn-mMv = 2.05 / 2 = 1.02 tn-m rigeVolteo FSV = PT(L/2)/M = 3.94 x 0.60 / 1.02 = 2.31 > 1.5 correcto!

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Deslizamiento = FSD = PT/V = 0.3 x 3.94 / 0.49 = 2.41 > 1.25 correcto!

4.8.1.4 Diseo de la Barra Horizontal 2CE 203 x 17.11 fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333

Torsin debida al viento: Mut = 0.19 x 1.80 / 2 = 0.17 tn-mTorsin debida al sismo Mut = 0.25 x 1.80 / 2 = 0.23 tn-m rigeFlexin debida al viento Muv = 0.04 x 1.102 / 2 = 0.02 tn-mFlexin equipo en cantiliver Mu e= 0.28 x 0.87 = 0.24 tn-m rigeFlexin equipo centrado Mu e= -0.28 x 4.26 / 4 + .24 = -.05 tn-m

248

219

Sx = 2 x 132.3 = 264.6 cm3

Iy = 2 x 54.11 + 2 x 21.68 x 10.52 = 4888.7 cm4

Sy = 4888.7 / 12.4 = 394.2 cm3

Mu = 0.02 + 0.53 + 0.13 = 0.68 tn-m

fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333fa = 0.00fb = M / S = (0.02 + 0.24) x 100000 / 264.6 = 98.3 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2fbtor = Mut / J = 23000.0 / 110 = 209.1 kg/cm2Fbtor = 0.20 Fy = 0.20 x 2530.0 = 506.0 kg / cm2


4.8.1.5 Diseo de la Columna OC 219 x 8.18 Tomaremos como elementos mecnicos, los siguientes:P = 1.31 / 2 = 0.66 tnMx = 2.05 / 2 = 1.03 tn-mMz = M tor. + 30%Mx = 0.23 + 0.30 x 1.03 = 0.54 tn-m


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fa = 660 / 43.36 = 15.2 kg/cm2

D / t = 219 / 8.18 = 26.8 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00K L / r = 2.1 x 230 / 7.46 = 64.7Cc = 2 2 E / (Qa Fy) = 2 2 2039000 / (1.00 x 2530) = 126.1K L / r < Cc 64.7 < 126.1

Fa = Qa Fy ( 1 KL/r2

/ Cc2

) / ( 5 / 3 + 3 KL/r / 8 Cc KL/r3

/ 8 Cc3

)Fa = 1.0 x 2530.0 (164.72) / 126.12 )/ ( 5 / 3 + 3 x 64.7 / 8 x 126.1 64.73 / 8 x 126.13)Fa = 1192.6 kg/cm2fbx = Mx / Sx = 103000.0 / 264.6 = 389.3 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2fbz = Mz / Sz = 54000 / 264.6 = 204.1 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2

15.2 / 1192.6 + 389.3 / 1518.0 + 204.1 / 1518.0 = 0.404 < 1.333 La seccin es adecuada!

4.8.1.6 Diseo del dado 40 x 40

P = 0.91 tn. Mx = 1.03 tn-m Mz = 0.54 tn-mM = (1.032 + .542) = 1.16 tn-mTu = FC x Mu / d = 1.70 x 1.16 / 0.32 = 6.16 tn.Haciendo p = 0.01As = p b d = 0.01 x 40 x 36 = 14.4 cm2Colocando 12 # 4 (4 por cara), se tiene As = 12 x 1.27 = 15.24 cm 2 > 14.4 cm2Tr = As x Fy = 4 x 1.27 cm2 x 4200 kg /cm2 / 1000 = 21.3 tn > 6.16 tn. correcto!Nota: estribos por especificacin: # 3 @ 20 cm.

4.8.1.7 Diseo de la Zapata


f = P / A Mx / Sx +/- Mz / Sz <

A=1.20 x 1.20 = 1.44 m2S= ( 1.2 )3 / 6 = 0.288m3P = 4.20 tn. Mx = 1.03 tn-m Mz = 0.54 tn-m

f = 3.94 / 1.44 + 1.03 / 0.288 + 0.54 / 0.288 = 8.19 < 22.0 tn/m2 correcto!f = 3.94 / 1.44 - 1.03 / 0.288 - 0.54 / 0.288 = - 2.72 tn/m2

Como el terreno no acepta tensiones, haremos pasar por el tercio medio la resultante,siempre y cuando el FS sea mayor de 1.5 y el porcentaje de A en tensin entre el A encomprensin no exceda del 40%

At / Ac = 2.72 / 8.19 = 33.2 < 40 %FSv = Px x L / Mx = 3.94 x 0.6 / 1.03 = 2.30 > 1.5 correcto!

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a = ( L / 2 Mx / Py ) = (1.2 / 2 - 1.03 / 3.94) = 0.34 mfR= 2 P / 3 a B = 2 x 3.94 / (3 x 0.34 x 1.0) = 7.73 < 8.19 tn/m

2 usar 8.19 tn/m2

w = FC x Fr x fR= 1.7 x 1.00 x 8.19 = 13.92 tn/mVU = 13.92 ( 0.6 - 0.11 ) = 6.8 tn

VR= 0.53 250x12x100/1000 = 10.1 > 6.8 tn correcto!

MU = 13.92 (0.60 0.055)2 / 2 = 2.07 T-m

Mu = FR x fc x b x d2 w (1-0.59w)

207000.0 = 0.9 x 250 x 100 x 112 w (1-0.59w)W = 0.08P = 0.08 x 250 / 4200 = 0.0048AS = 0.0048 x 11 x 100 = 5.28 cm

2 Usar # 4 @ 25

Para cumplir con los requerimientos del ACI y resistir la flexin debida al relleno, seaumentar el espesor a 20 cms. y se colocar un refuerzo por temperatura a base de

As = 0.002 bd = 0.002 x 100 x 16 = 3.2 cm2 # 3 @ 20

4.8.1.8 Diseo de la Trabe de Liga 20 x 40

En virtud de que el terreno es muy firme, es probable que no se tengan asentamientosdiferenciales a largo plazo, sin embargo, para garantizar un trabajo conjunto de las zapatas,ya que forman un marco con la barra tubular horizontal, se colocar una trabe de liga de20x40 armada com 6 # 4 i estribos # 3 # 15 cm.

4.8.1.9 Diseo del Anclaje y Placa Base

Elementos mecnicos:

Sea una placa de 35 x 35 x 16Sean 4 anclas de 19 ( dos por lado)

f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fcP = 0.66 tn.Mx = 1.03 tn-m

Mz = 0.54 tn-mA = 0.35 x 0.35 = 0.12 m2S = 0.35 x 0.352 / 6 = 0.007 m3

f = 0.66 / 0.12 + 1.03 / 0.007 + 0.54 / 0.007 = 229.8 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2

Diseo del anclaje:

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1799 30.2CUCHILLAS

1100 2129 2129

TIPO: VCB

123DIBUJO:3010DD01

229 2CE203x17.11 H 1/1MASA: 280

Kg/polo365 871 TUBO

8 20

120

15


4 AGS. DE 11/16

178 P/ANCLAS 5/8"

178

PLANTILLA FIJACIN

PEQUIPO 3 x 0.28 = 0.84 tn SUMAPT-1 6.46 m x 17.11(2) = 0.22

PCARTABONES (14)x 0.15mx 0.15mx 0.008m x 7.85 tn/m3 = 0.02 PPLACAS (5) x 0.3 m x 0.4 m x 0.013 m x 7.85 tn/m3 = 0.06 1.14 tnPPLACAS BASE (4) x 0.35mx 0.35mx 0.016 x 7.85 tn/m3 = 0.06 PCOL. TUBO (2) x 3.45 m x 0.043 tn/m = 0.30 PCARTAB P.B. (16) x .1 m x 0.15 m x .013 m x 7.85 tn/m3 = 0.02 1.52 tnPDADO 2 x 2.4 tn/m3 x 0.4 m x 0.4 m x 1.25 m = 0.96 PZAPATA 2 x 2.4 tn/m3 x 1.20 m x 1.20 m x 0.15 m = 1.04 PRELLENO 2 x 1.7 tn/m3 x 1.05 m x ( 1.20

2 0.402)m2 = 4.57

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PESO TOTAL ......................................... = 8.09 tn 8.09 tn

b) Ssmicas

CSD = CSB FA / Q = 0.3 x 1.5/1.5 = 0.30 FUERZA = PESO x CSDEstructura Equipo PESO x 0.3 = FUERZA BRAZO MOMENTO

Equipo, TCs 3 x 0.28 = 0.84 tn 0.25 tn 5.75 m 1.44 tn-mB. y pls 0.22+0.02+0.06 = 0.30 tn 0.09 tn 5.25 m 0.47 tn-mT. y pls 0.06+0.30+0.02 = 0.38 tn 0.12 tn 3.22 m 0.39 tn-mDado ............................. = 0.96 tn 0.29 tn 0.68 m 0.20 tn-mZapata .. = 1.04 tn 0.31 tn 0.08 m 0.02 tn-m

PESO 2.31 tn V = 1.06 tn M = 2.52 tn-m

c) Elicas

WEQUIPO = 0.0055 C G V2 60%

= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.305 / 1000= 0.036 tn/mWTRABE = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.85

2 x 0.203 / 1000 = 0.040 tn/m

WCOLUMNA = 0.0055 CGV2 60%

= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.60 x 0.203 / 1000= 0.024 tn/m

WDADO = 0.0055 CGV

2

B= 0.0055 x 2.0 x 0.95 x 136.82 x 0.40 / 1000= 0.078 tn/m



V = 0.66 tn M = 3.08 tn-m

4.8.2.3 Factores de Seguridad

Pt = 8.09 / 2 = 4.05 tn.V = 1.06 / 2 = 0.53 tnMs = 2.52 / 2 = 1.26 tn-mMv = 3.08 / 2 = 1.54 tn-m rige

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Volteo FSV = PT(L/2)/M = 4.05 x 0.60 / 1.54 = 1.58 > 1.5 correcto!Deslizamiento = FSD = PT/V = 0.3 x 4.05 / 0.53 = 2.29 > 1.25 correcto!

4.8.2.4 Diseo de la Barra Horizontal 2CE 203 x 17.11 fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333

Torsin debida al viento: Mut = 0.19 x 1.80 / 2 = 0.17 tn-mTorsin debida al sismo Mut = 0.25 x 1.80 / 2 = 0.23 tn-m rigeFlexin debida al viento Muv = 0.04 x 1.102 / 2 = 0.02 tn-mFlexin equipo en cantiliver Mu e= 0.28 x 0.87 = 0.24 tn-m rigeFlexin equipo centrado Mu e= -0.28 x 4.26 / 4 + .24 = -.05 tn-m

248

219

Sx = 2 x 132.3 = 264.6 cm3

Iy = 2 x 54.11 + 2 x 21.68 x 10.52 = 4888.7 cm4

Sy = 4888.7 / 12.4 = 394.2 cm3

Mu = 0.02 + 0.53 + 0.13 = 0.68 tn-m

fa / Fa + fb / Fb + fbtor / Fbtor < 1.333fa = 0.00fb = M / S = (0.02 + 0.24) x 100000 / 264.6 = 98.3 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2fbtor = Mut / J = 23000.0 / 110 = 209.1 kg/cm2Fbtor = 0.20 Fy = 0.20 x 2530.0 = 506.0 kg / cm2


4.8.2.5 Diseo de la Columna OC 219 x 8.18 Tomaremos como elementos mecnicos, los siguientes:P = 1.52 / 2 = 0.76 tnMx = 3.08 / 2 = 1.54 tn-mMz = M tor. + 30%Mx = 0.23 + 0.30 x 1.54 = 0.69 tn-m

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fa = 760 / 43.36 = 17.5 kg/cm2

D / t = 219 / 8.18 = 26.8 < 232000 / Fy = 232000 / 2530 = 91.7 Qa = 1.00K L / r = 2.1 x 3650 / 7.46 = 102.7

Cc = 2 2

E / (Qa Fy) = 2 2

2039000 / (1.00 x 2530) = 126.1K L / r < Cc 102.7 < 126.1Fa = Qa Fy ( 1 KL/r2 / Cc2 ) / ( 5 / 3 + 3 KL/r / 8 Cc KL/r3 / 8 Cc3 )Fa = 1.0 x 2530.0 (1102.72) / 126.12 )/ ( 5 / 3 + 3 x 102.7 / 8 x 126.1 102.73 / 8 x 126.13)Fa = 887.8 kg/cm2

fbx = Mx / Sx = 154000.0 / 264.6 = 582.0 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2fbz = Mz / Sz = 69000 / 264.6 = 260.8 kg/cm2Fb = 0.6 Fy = 0.6 x 2530.0 = 1518.0 kg/cm2

17.5 / 887.8 + 582.0 / 1518.0 + 260.8 / 1518.0 = 0.575 < 1.333 La seccin es adecuada!4.8.2.6 Diseo del dado 40 x 40

P = 1.52 tn. Mx = 3.08 / 2 = 1.54 tn-m Mz = 0.69 / 2 = 0.35 tn-mM = (1.542 + 0.352) = 1.58 tn-mTu = FC x Mu / d = 1.70 x 1.58 / 0.32 = 8.39 tn.Haciendo p = 0.01As = p b d = 0.01 x 40 x 36 = 14.4 cm2Colocando 12 # 4 (4 por cara), se tiene As = 12 x 1.27 = 15.24 cm 2 > 14.4 cm2Tr = As x Fy = 4 x 1.27 cm2 x 4200 kg /cm2 / 1000 = 21.3 tn > 8.39 tn. correcto!

Nota: estribos por especificacin: # 3 @ 20 cm.4.8.2.7 Diseo de la Zapata


f = P / A Mx / Sx +/- Mz / Sz <

A=1.20 x 1.20 = 1.44 m2S= ( 1.2 )3 / 6 = 0.288m3P = 8.09 / 2 = 4.05 tn. Mx = 2.08 / 2 = 1.54 tn-m Mz = 0.69 / 2 = 0.35 tn-m

f = 4.05 / 1.44 + 1.54 / 0.288 + 0.35 / 0.288 = 9.38 < 22.0 tn/m2 correcto!f = 4.05 / 1.44 - 1.54 / 0.288 - 0.35 / 0.288 = - 3.75 tn/m2 S hay tensiones.

Como el terreno no acepta tensiones, haremos pasar por el tercio medio la resultante,siempre y cuando el FS sea mayor de 1.5 y el porcentaje de A en tensin entre el A encomprensin no exceda del 30%

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f = P / A + Mx / Sz + Mz / Sz < 0.35 fcP = 0.76 tn.Mx = 1.54 tn-m Vz = 0.63 tnMz = 0.69 tn-m Vx = 0.18 tn

A = 0.35 x 0.35 = 0.12 m

2

S = 0.35 x 0.352 / 6 = 0.007 m3

f = 0.76 / 0.12 + 1.54 / 0.007 + 0.69 / 0.007 = 324.9 < 0.35 x 2500 = 875.0 tn/m 2

Obtencin de los elementos mecnicos Ver 6.5 Placas de Base y Anclaje, pag. 225Diseo prctico de estructuras de AceroDelfino Rodrguez Pea.

T P + C = 0T 0.76 + ( 1 / 2 ) x KD x f x B = 0T 0.76 + 0.5 x KD x 324.9 x 0.35 = 0T 0.76 + 56.9 KD = 0 Ecuacin I

Ta + M C x ( L / 2 KD / 3 ) = 00.13 T + 1.54 56.9 KD ( 0.35 / 2 KD / 3 ) = 0

0.13 T + 1.54 9.96 KD + 18.97 KD2 = 0 Ecuacin IIDividiendo la ecuacin II por 0.13-T 11.85 + 76.62 KD 145.92 KD2 = 0 Ecuacin IIISumando las Ecuaciones I y III-13.39 + 133.52 KD 145.92 KD2 = 0Resolviendo se obtuvo: KD1 = 0.115 m KD2 = 0.800 m Rige KD1Sustituyendo KD1 en la Ecuacin I, se obtuvo T = -5.76 tn. tensin!

4.8.2.10 Diseo del anclaje: Sean 4 anclas de 19

Mu = ( Mx2 + Mz2 ) = ( 1.542 + 0.692 ) = 1.69 tn-m.Vu = ( Vx2 + Vz2 ) = ( 0.632 + 0.182 ) = 0.66 tn

Vr = FR x Av x Fv = 0.70 x 2 x 1.99 cm2 x 0.40 x 3.70 tn/cm2Vr = 4.12 tn >> 0.66 tn.

Tr = FR x At x Ft = 0.85 x 2 x 2.15 cm2 x 0.60 x 3.70 tn / cm2 = 8.11 tn > 5.76 tn.

correcto !

4.8.2.11 Diseo de la placa base: Sea la seccin 350 x 350 x 19

El brazo de palanca del voladizo, vale L = (350 219) / 2 = 66 mm (Del pao de lacolumna circular a el canto recortado)

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Mp = FA x f2 x B x L2 / 2 = 1.30 x 324.9 tn/m2 x 0.35 m x (0.066 m) 2 / 2 = 0.322 tn-m.

t = 6 Mp / ( Fp B) = 6 x 32200.00 / ( 2530.0 x 35) = 1.48 cm. < 1.59 cm. correcto !

Conclusin: Placa de 350 x 350 x 16 4 Anclas de 19

4.9 DISEO DE AISLADORES SOPORTE

Nota importante:Se disea con STAAD el Aislador Soporte en PI y para el Aislador Soporte individual, solose consideran los esfuerzos en una sola direccin obtenido de dicho anlisis..

4.9.1 AISLADOR SOPORTE EN PI

4.9.1.1 Cargas de equipoPy = 0.109 tn. Por fase

4.9.1.2 Cargas de Viento

w EQUIPO = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.25 = 0.029 T / m.

w TUBO = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.82 x 0.219 = 0.043 T / m. En barras 3, 4, 5, 1, 2

Fv = 0.029 x 1.372 = 0.039 Ton MT V = 0.039 x 0.686 = 0.027 tn-m

AISLADOR SOPORTE

2.50 2.50

1.25 1.25 0.254

1.372

0.109 5 0.109 6 0.109. T . . . .3 3 5 4 4

0.203

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4.85 1 0.203 2

1 2

TA ST PIPC OD .219 ID 0.203

4.9.1.3 Cargas Ssmicas

8.1.3.1 Fuerzas ssmicas por el equipo

FSX = 0.225 x 0.109 = 0.025 tn MT S = 0.025 x 0.686 = 0.017 tn-m

FSZ = 0.45 x 0.109 = 0.049 Nudos 3.4 y lnea centro trabeMT S z = 0.049 x 0.686 = 0.034 tn-m

a) Fuerzas ssmicas por la estructura

P ESTRUCT = ( 5.6 + 2 x 4.85 / 2 ) 0.0426 = 0.45 Ton.

F ESTRUCT = 0.45 x 0.225 / 2 = 0.051 Ton. en Nudos 5 y 6FESTRUCT = 0.45 x 0.45 / 2 = 0.101

4.9.1.4 Resultados del Programa STAAD

***************************************************** ** STAAD.Pro ** Version 2002 Bld 1003 ** Proprietary Program of ** Research Engineers, Intl. ** Date= MAY 30, 2003 ** Time= 18:16:16 ** ** USER ID: Diseo y Consultor a *****************************************************

1. STAAD SPACE S.E. EL MARQUS ORIENTE AISLADOR SOPORTE PI 115 KV2. START JOB INFORMATION3. JOB NAME S. E. EL MARQU S ORIENTE4. JOB CLIENT ALSTOM PARA C.F.E5. JOB NO 6928-0146. JOB PART AISLADOR SOPORTE EN PI 115 KV7. JOB REF SUBESTACIN 115 / 34.5 KV8. ENGINEER NAME DRGUEZP.9. CHECKER NAME BFDEZJ.

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10. APPROVED NAME ALSTOM11. ENGINEER DATE 07-MAY-0312. CHECKER DATE 17-MAY-0313. APPROVED DATE 17-MAY-0314. END JOB INFORMATION15. INPUT WIDTH 7916. PAGE LENGTH 8517. UNIT METER MTON18. JOINT COORDINATES19. 1 0 0 0; 2 2.5 0 0; 3 -1.25 4.95 0; 4 3.75 4.95 0; 5 0 4.95 0; 6 2.5 4.95 020. MEMBER INCIDENCES21. 1 1 5; 2 2 6; 3 3 5; 4 4 6; 5 5 622. MEMBER PROPERTY AMERICAN23. 1 TO 5 TABLE ST PIPE OD 0.219 ID 0.20324. CONSTANTS25. E 2.039E+007 ALL26. DENSITY 7.854 ALL27. POISSON STEEL ALL28. SUPPORTS29. 1 2 FIXED30. LOAD 1 PESO PROPIO Y DEL EQUIPO CC1 = PE31. JOINT LOAD32. 3 4 FY -0.10933. MEMBER LOAD34. 5 CON GY -0.109

35. SELFWEIGHT Y -136. LOAD 2 VIENTO EN DIRECCION X CC2 = VEX37. JOINT LOAD38. 3 4 FX 0.03939. 3 4 MZ -0.02740. MEMBER LOAD41. 1 2 UNI GX 0.04342. 5 CON GX 0.03943. 5 CMOM GZ -0.02744. LOAD 3 VIENTO EN DIRECCION Z CC3 = VEZ45. JOINT LOAD46. 3 4 FZ 0.03947. 3 4 MX 0.02748. MEMBER LOAD49. 1 2 UNI GZ 0.04350. 5 CON GZ 0.03951. 5 CMOM GX 0.027

52. LOAD 4 SISMO EN DIRECCION X CC4 = SX53. JOINT LOAD54. 3 4 FX 0.02555. 3 4 MZ -0.01756. 5 6 FX 0.05157. MEMBER LOAD58. 5 CON GX 0.02559. 5 CMOM GZ -0.01760. LOAD 5 SISMO EN DIRECCION Z CC5 = SZ61. JOINT LOAD62. 3 4 FZ 0.04963. 3 4 MX 0.03464. 5 6 FZ 0.05165. MEMBER LOAD66. 5 CON GZ 0.04967. 5 CMOM GX 0.01768. *COMBINACIONES PARA ESFUERZOS EN TERRENO Y DESPLAZAMIENTOS

69. LOAD COMB 6 PE70. 1 1.071. LOAD COMB 7 PE+VX72. 1 1.0 2 1.073. LOAD COMB 8 PE-VX74. 1 1.0 2 -1.075. LOAD COMB 9 PE+VZ76. 1 1.0 3 1.077. LOAD COMB 10 PE-VZ78. 1 1.0 3 -1.079. LOAD COMB 11 PE+SX80. 1 1.0 4 1.0

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81. LOAD COMB 12 PE-SX82. 1 1.0 4 -1.083. LOAD COMB 13 PE+SZ84. 1 1.0 5 1.085. LOAD COMB 14 PE-SZ86. 1 1.0 5 -1.087. *COMBINACIONES PARA DISE O DE ESTRUCTURA88. LOAD COMB 15 1.4PE89. 1 1.490. LOAD COMB 16 1.20PE+1.30VX91. 1 1.2 2 1.392. LOAD COMB 17 1.20PE-1.30VX93. 1 1.2 2 -1.394. LOAD COMB 18 1.20PE+1.30VZ95. 1 1.2 3 1.396. LOAD COMB 19 1.20PE-1.30VZ97. 1 1.2 3 -1.398. LOAD COMB 20 1.20PE+1.30SX99. 1 1.2 4 1.3100. LOAD COMB 21 1.20PE-1.3OSX101. 1 1.2 4 -1.3102. LOAD COMB 22 1.20PE+1.30SZ103. 1 1.2 5 1.3104. LOAD COMB 23 1.20PE-1.30SZ105. 1 1.2 5 -1.3

106. PERFORM ANALYSIS107. LOAD LIST 6 TO 14108. PRINT JOINT DISPLACMENTS LIST 3 TO 6

JOINT DISPLACEMENT (CM RADIANS) STRUCTURE TYPE = SPACE------------------

JOINT LOAD X-TRANS Y-TRANS Z-TRANS X-ROTAN Y-ROTAN Z-ROTAN

3 6 0.0000 -0.0310 0.0000 0.0000 0.0000 0.00037 0.3391 0.0033 0.0000 0.0000 0.0000 0.00008 -0.3391 -0.0653 0.0000 0.0000 0.0000 0.00069 0.0000 -0.0310 1.0265 0.0030 0.0001 0.0003

10 0.0000 -0.0310 -1.0265 -0.0030 -0.0001 0.000311 0.1904 -0.0079 0.0000 0.0000 0.0000 0.000112 -0.1904 -0.0542 0.0000 0.0000 0.0000 0.000513 0.0000 -0.0310 0.9401 0.0030 0.0001 0.0003

14 0.0000 -0.0310 -0.9401 -0.0030 -0.0001 0.00034 6 0.0000 -0.0310 0.0000 0.0000 0.0000 -0.00037 0.3391 -0.0653 0.0000 0.0000 0.0000 -0.00068 -0.3391 0.0033 0.0000 0.0000 0.0000 0.00009 0.0000 -0.0310 1.0265 0.0030 -0.0001 -0.0003

10 0.0000 -0.0310 -1.0265 -0.0030 0.0001 -0.000311 0.1904 -0.0542 0.0000 0.0000 0.0000 -0.000512 -0.1904 -0.0079 0.0000 0.0000 0.0000 -0.000113 0.0000 -0.0310 0.9401 0.0030 -0.0001 -0.000314 0.0000 -0.0310 -0.9401 -0.0030 0.0001 -0.0003

5 6 0.0000 -0.0017 0.0000 0.0000 0.0000 0.00017 0.3390 -0.0005 0.0000 0.0000 0.0000 -0.00018 -0.3390 -0.0029 0.0000 0.0000 0.0000 0.00049 0.0000 -0.0017 1.0141 0.0030 0.0001 0.0001

10 0.0000 -0.0017 -1.0141 -0.0030 -0.0001 0.000111 0.1903 -0.0009 0.0000 0.0000 0.0000 0.000012 -0.1904 -0.0025 0.0000 0.0000 0.0000 0.0003

13 0.0000 -0.0017 0.9245 0.0029 0.0001 0.000114 0.0000 -0.0017 -0.9245 -0.0029 -0.0001 0.0001

6 6 0.0000 -0.0017 0.0000 0.0000 0.0000 -0.00017 0.3390 -0.0029 0.0000 0.0000 0.0000 -0.00048 -0.3390 -0.0005 0.0000 0.0000 0.0000 0.00019 0.0000 -0.0017 1.0141 0.0030 -0.0001 -0.0001

10 0.0000 -0.0017 -1.0141 -0.0030 0.0001 -0.000111 0.1904 -0.0025 0.0000 0.0000 0.0000 -0.000312 -0.1903 -0.0009 0.0000 0.0000 0.0000 0.000013 0.0000 -0.0017 0.9245 0.0029 -0.0001 -0.000114 0.0000 -0.0017 -0.9245 -0.0029 0.0001 -0.0001

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109. PRINT SUPPORT REACTION

SUPPORT REACTIONS -UNIT MTON METE STRUCTURE TYPE = SPACE-----------------

JOINT LOAD FORCE-X FORCE-Y FORCE-Z MOM-X MOM-Y MOM Z

1 6 -0.02 0.47 0.00 0.00 0.00 0.037 -0.29 0.21 0.00 0.00 0.00 0.558 0.25 0.74 0.00 0.00 0.00 -0.509 -0.02 0.47 -0.27 -0.86 -0.01 0.03

10 -0.02 0.47 0.27 0.86 0.01 0.0311 -0.11 0.29 0.00 0.00 0.00 0.2712 0.07 0.65 0.00 0.00 0.00 -0.2113 -0.02 0.47 -0.12 -0.66 -0.01 0.0314 -0.02 0.47 0.12 0.66 0.01 0.03

2 6 0.02 0.47 0.00 0.00 0.00 -0.037 -0.25 0.74 0.00 0.00 0.00 0.508 0.29 0.21 0.00 0.00 0.00 -0.559 0.02 0.47 -0.27 -0.86 0.01 -0.03

10 0.02 0.47 0.27 0.86 -0.01 -0.0311 -0.07 0.65 0.00 0.00 0.00 0.2112 0.11 0.29 0.00 0.00 0.00 -0.27

13 0.02 0.47 -0.12 -0.66 0.01 -0.0314 0.02 0.47 0.12 0.66 -0.01 -0.03

110. LOAD LIST 15 TO 23111. PARAMETER112. CODE LRFD113. LY 2 MEMB 3 4114. KX 1.2 MEMB 1 2115. KY 2 MEMB 1 2116. FYLD 25300 ALL117. NSF 1 ALL118. CHECK CODE ALL

STAAD.Pro CODE CHECKING - (LRFD)***********************

ALL UNITS ARE - MTON METE (UNLESS OTHERWISE NOTED)

MEMBER TABLE RESULT/ CRITICAL COND/ RATIO/ LOADING/FX MY MZ LOCATION

=======================================================================

1 ST PIP E PASS LRFD-H1-1B-C 0.144 190.57 C 0.00 1.11 0.00


3 ST PIP E PASS LRFD-H1-1B-T 0.029 17

0.05 T 0.00 0.24 1.25

4 ST PIP E PASS LRFD-H1-1B-T 0.029 160.05 T 0.00 0.24 1.25


119. STEEL TAKE OFF

STEEL TAKE-OFF--------------

PROFILE LENGTH(METE) WEIGHT(MTON)

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ST PIP E 14.90 0.621PRISMATIC STEEL 0.00 0.000

----------------TOTAL = 0.621

120. FINISH

4.9.1.5 Diseo de trabe y columnas

Como se muestra en los resultados del programa STAAD, las secciones son adecuadas.

4.9.1.6 Control de desplazamientos de la estructura:

MAX = 1.027 nudo 4 CC9

PERM = 0.01 x 485 = 4.85 cm. > 1.027 correcto !

4.9.1.7 Diseo de la Zapata

Nudo 1 CC 9 Vx = 0.02 tn Mx = 0.86 tn-mPy = 0.47 My = 0.01 Vz = 0.27 Mz = 0.03

20

40 x 40100

20

120 x 120

A = 1.20 x 1.20 = 1.44 m2Sx = 1.20 x 1.202 / 6 = 0.288 m3

PAXIAL = -------------------------- = 0.47 tnPDADO = 2.4 x 0.4

2 x 1.2 ------- = 0.46 PZAPATA = 2.4 x 1.2

2 x 0.2 ------- = 0.69 P RELL = 1.7 x 1.0 ( 1.2

2 0.4 )2 = 2.18 3.80 tn

Mx = 0.86 + 0.27 x 1.4 = 1.24 tn-mMz = 0.03 + 0.02 x 1.4 = 0.06

7/27/2019 cursocfe

83/207


f = 3.80 / 1.44 + 1.24 / 0.288 + 0.06 / 0.288 = 7.15 tn/m2 < = 22.0 tn/m2

f = 3.80 / 1.44 - 1.24 / 0.288 - 0.06 / 0.288 = -1.875 tn/m2 hay tensiones !

f = 2 P / 3 a b = 2 x P / [ 3 x ( L/2 M / P ) x b ]

f = 2 x 3.80 / [ 3 x ( 1.20 / 2 1.24 / 3.8 ) x 1.00 ] = 9.26 tn/m = w

wu = w x FA = 9.26 x 1.7 = 15.74 tn/m

V = 15.74 x 0.6 = 9.44 T < 0.53 250 x 100 x 15 / 1000 = 12.57 tn

M = 15.74 x 0.62 / 2 = 2.83 tn-m

28300.00 = 0.9 x 250 x 100 x 152 w ( 1 0.59 w )

w = 0.0579 p = 0.0579 x 250 / 4200 = 0.00345

As = 5.18 cm2 Usar: # 4 @ 25

FSv = 3.80 x 0.60 / 1.24 = 1.84 > 1.5 correcto!

FSd = 3.80 x 0.30 / 0.27 = 4.22 > 1.25 correcto!

Refuerzo superior, debido al relleno:

w = 1.7 ( 2.18 / 1.44 ) = 2.57 tn/m

M = 2.57 x 0.62 / 2 = 0.463 , w = 0.0092 ; p = 0.0005

p = 0.002 ; As = 0.002 x 15 x 100 = 3.00 cm2 # 3 @ 20

4.9.1.8 Diseo del Dado 40 x 40

P = 3.80 tn. Mx = 1.24 tn-m Mz = 0.06 tn-mM = (1.242 + 0.062) = 1.24 tn-mTu = FC x Mu / d = 1.70 x 1.24 / 0.32 = 6.59 tn.

Haciendo p = 0.01As = p b d = 0.01 x 40 x 36 = 14.4 cm2

Colocando 12 # 4 (4 por cara), se tiene As = 12 x 1.27 = 15.24 cm 2 > 14.4 cm2Tr = As x Fy = 4 x 1.27 cm2 x 4200 kg /cm2 / 1000 = 21.3 tn > 6.16 tn. correcto!Nota: estribos por especificacin: # 3 @ 20 cm.

4.9.1.9 Diseo del Anclaje y Placa Base

7/27/2019 cursocfe

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4.- ANLISIS Y DISEO DEESTRUCTURAS MENORESCON MTODOS ACI, LRFDy MDOC de CFE (parte III)

Miercoles 05 nov. 03 08:00 09:20 hrs.

4.9.2 AISLADOR SOPORTE INDIVIDUAL H = 2.65 m

4.9.2.1 Cargas de Equipo

Py = 0.109 tn.

4.9.2.2 Cargas de Viento

w EQUIPO = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.82 x 0.6 x 0.25 = 0.029 T / m.

w TUBO = 0.0055 x 2 x 0.95 x 136.82 x 0.219 = 0.043 T / m. En barras 1

Fv = 0.029 x 1.372 = 0.039 tn nudo 2

MT V = 0.039 x 0.686 = 0.027 tn-m nudo 2

4.9.2.3 Cargas Ssmicas

a) Fuerzas ssmicas por el equipo

FSZ = 0.45 x 0.109 = 0.049 tn nudo 2

MT S z = 0.049 x 0.686 = 0.034 tn-m nudo 2

4.9.2.4 Resultados del programa STAAD

***************************************************** ** STAAD.Pro ** Version 2002

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