Calculos Torre

Calculos Torre.ods 1 DE 19

PROYECTO :ANTENA DE TELECOMUNICACION

UBICACION : LURINLIMA, PERU

PROPIETARIO : LUZ DEL SUR

ENCARGADO : ITELCA

FECHA : LIMA, 17 DE NOVIEMBRE DEL 2014

MEMORIA DE CALCULO

ANTENA DE TELECOMUNICACION

REALIZADO : PEDRO P. GOMEZ POQUIS.

REVISADO : RICARDO ALCAHUAMAN MAMANI

CLIENTE : ITELCA

ITEM. REV. APROB. DESCRIPCION FECHA0102030405


1.- GENERALIDADES

1.1.- ALCANCES

1.2.- CODIGOS ESTRUCTURALES

1.3.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.4.- PROGRAMAS USADOS

Se elabora la presente memoria de clculo correspondiente al proyecto indicado de

acuerdo a las normas estructurales vigentes, especificaciones de fabricantes y referencias

mencionadas en el presente documento. Este es un sustento a los planos de obra

estructurales correspondientes al proyecto en cuestin, el cual est a su vez en panos y

documentacin adicional otorgada por el cliente y/o propietario.

Se elabor la presente memoria teniendo en cuenta los siguientes cdigos o normas

estructurales viegentes a la fecha indicada de desarrollo del presente documento y sus

anexos:

- E020: Normas de cargas.

- E030: Normas de diseo sismorresistente.

- E050: Normas de cimentaciones.

- E060: Normas de concreto armado.

- E090: Normas de Acero.

El presente trabajo tiene como referencia a los siguientes documentos:

- Manual of Steel Construction, AISC.

- El proyectista de estructuras metlicas, R. Nonnast.

-Diseo estrcutural en acero, L. Zapata baglieto.

- Diseo de estructuras de acero, Mc Cormac.

- Diseo de estructuras de concreto, Arthur Nilson.

- Diseo de estructuras de concreto armado, T. Harmsen.

Para la elaboracin de los anlisis y clculos estructurales se usaron los siguientes

programas o softwares:

- Hojas de clculo programadas en open oficce.

- Programas de anlisis estructural Etabs, CSI.


1.5.- CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES

1.6.- BASES PARA EL DISEO, ANALISIS, CALCULO Y DETALLADO

Para la elaboracin de los anlisis y clculos estructurales se usaron los siguientes

programas o softwares:

- Hojas de clculo programadas en open oficce.

- Programas de anlisis estructural Etabs, CSI.

En base a los planos de arquitectura y documentacin entregada por el propietario y/o

cliente se efectu el proceso de diseo, anlisis , clculo y detallado del presente proyecto

basados en la mecnica de los materiales, comportamiento estructural y procesos de

construccin y fabricacin.

En base a los planos de arquitectura y estructuras, informacin tanto del proyecto como de

ejecucin o fabricacin proporcionadas por el cliente y/o propietario, ademas de

necesidades de este necesidades del proyecto se plantea la forma de desarrollar el

proyecto que represente los mas exacta , limpia y sencilla las caractersticas del problema

sin alterar las cualidades mecnicas del mismo.

El proyecto estructural se divide, segun las nociones establecidas en:

-Diso: Esquematizacin o conceptualizacin de la estructura eb 2D o 3D del todo

o cada parte de ella, de modo que las necesidades mecnicas como el flujo de cargas

se transfiera en forma adecuada; la resistencia, estabilidad y servicio se cumplan y sean

adecuadas.

-Anlisis: Estimacin de cargas, tanto en calidad como en cantidad y finalmente

determinacin exacta del flujo de fuuerzas en el interior de la estructura y su efecto en la

deformacin y estabilidad del mismo mediante mtodos de elementos finitos que

consideren elementos que tomen cargas axiales, cortes y momento s, mientars que los

apoyos de la estructura se representarn como fijos y/o articulaciones; y en casos

extremos como apoyos de resortes que simulen e l efecto de apoyo del suelo.

- Calculo: Determinacin del estado de cada elmento estructural que constituye el todo

de acuerdo a las fuerzas obtenidas del analisis y comparacin de las deformaciones con

los mximos permitidos o establecidos de acuerdo a criterios.

- Detallado: Finalizacin del diseo mediante la esquematizacin para su

ejecucin o fabricacin de acuerdo a los resultados obtenidos de modo que cumplan los

estndares actuales.

Los resultados en cada paso del proyecto sern optimizados con la finalidad de obtener

una estructura econmica, viable y segura a la vez. El presente informe contempla el

anlisis y clculos justificatorios y necesarios de los elementos mas inportantes.


1.7.- MATERIALES USADOS

1.8.- SISTEMA DE UNIDADES

- Acero de construccin.

- Acero liso estructural de calidad A36 con un esfuerzo de fluencia especificado de 2530

kg/cm2

- Soldaduras de arco de electrodo E60XX tipo supercito.

- Pernos de anclaje y conexiones A325.

Las unidades utilizadas se encuentran en cada parte del presente cocumento, sin enbargo

se puede resumir a lo siguiente:

- metrado de cargas: ton, kg, m, km, h.


2. METRADO DE CARGAS

2.1.- CARGAS MUERTAS

Peso especifico del acero 7.800 Estimado

Peso especifico del concreto 2.400 Estimado

2.2.- CARGAS VIVAS

PESO DE ANTENAS

Antena de 60cm de dimetro tipo HAA0706_00 5.40

Antena de 80cm de dimetro tipo SLC0878DS6 68.20

Antena de 120cm de dimetro tipo UAKFGB00S 48.00

otras consideraciones 30.00

Peso promedio de una persona 70.00

Las cargas vivas aplicadas en la parte superior de la torre son:

Antenas 3.00 121.60

Otras consideraciones 1.00 30.00

Personas 3.00 210.00

Peso total considerado 361.60

Peso de estructura: 1000.00 aproximado

2.3.- CARGAS SISMICAS

Se realiz un anlisis por carga ssmica esttica, aplicando el coeficiente C1 para

estructuras que no aporten a sistema rgidos.

Zona = 0.40 Uso = 1.50 NTE030-II-5-tabla1C1 = 0.90 NTE030-II-10-tabla3

NTE030-VI-23-tabla9

Unidad: t-m

Unidad: kg

Unidad: kg-cm


Coeficiente ssmico= 0.54

Peso total = 361.60

V= 195.26 Fuerza horizontal considerada de

las cargas en la antena.

V= 540.00 Fuerza horizontal considerado

la estructura metlica (corresponde al peso propio de la antena).


3.- MODELO MATEMATICO

3.1.- CARACTERISTICAS

3.2.- PROGRAMAS USADOS

3.3.- DESCRIPCION

Cantidad de nudos : 90Cantidad de elementos de barra : 201Cantidad de apoyos: 3

El anlisis estructural se realiz basado en mtodos racionales mediante elementos finitos,

usando elementos estructurales del tipo barras y laminares que simulen la iteracin entre los

distintos elementos considerando las fuerzas internas axiales, de corte o de momento flector.

Se us un modelo matemtico en 2D conformado por barras que transfieren cargas axiales,

fuerzas de corte y momentos flectores de acuerdo a la direccin de anlisis predominante.

Debido a la complejidad del anlisis estructural por elementos finitos se ve la necesidad de

emplear metodos computacionales con el fin de resolver el problema, para ello se har uso de

herramientas de ese tipo.

El programa de anlisis estrcutural que se hiso uso es el "Programa Etabs Nolinear" de la

empresa Computer & Structures Inc.


Vista en 3D del modelo de la torre

3.4.- CARGAS

La carga muerta se consider de acuerdo al peso propio de los materiales usados o

estimados.

La carga viva fue asignada a la estructura, esta carga se considera de 361.6kg, valor

calculado en la parte de metrados.

La carga de sismo que se realizo es un anlisis estatico.


Las fuerzas del viento no se ha considerado, por tener superficie de contacto pequeos

(es una armadura y las antenas son pequeas)

La carga de sismo que se realizo es un anlisis estatico.

Las cargas de servicio usadas en el dimensinamiento de cimentaciones y control de flechas o

desplazamientos verticales fueron:

S1: cm + cv

S2: cm + cv +cs

S3: cm - 0,70cs

Las cargas usadas en el clculo de elementos de concreto segn norma NTE 060-10.2:

C1: 1.4cm + 1,7cv

C2: 1,25(cm + cv)+cs

C3: 0,90cm 1,25cs

Las cargas usadas en el calculo de elementos de acero segun la norma NTE 090-1.4.1:

A1: cm + cv + 0,70cs

A2: cm + cv + cw.

Donde:

cm: carga muerta

cv : carga viva.

cw: carga de viento.

cs: carga de sismo.


4.- CALCULO DE LA ARMADURA

A. MONTANTE VERTICAL L2.5x2.5x1/4 EN COMPRESION

4.1.- DATOS DE MATERIALES

2530.00 E = 2000000.00

4.2.- DATOS GEOMETRICOS Unidad: cm

29.26 1.8229.26 y= 1.82

B= 6.35 A= 7.671.95 1.95

4.3.- CALCULO (COMPRESION)

N

Admisible: 4.75 ton del anlisis

PANDEO

L1= 244.00 124.92124.93

FS= 1.92 Fa= 659.91

fa= 309.65

fa/Fa= 0.47 OK

Unidad: kg-cm

Fy =

Ix= x=

Iy=

rx= ry=

Unidad: kg-cm

Cc=

KL/r=

Propiedad

geometrica

Individual (CG)


B MONTANTE VERTICAL L2.5x2.5x1/4 EN TRACCION


2530.00 E = 2000000.00


L = 244.00 Longitud de elemento29.26 7.67 Propiedades geom.

1.00 1.95124.93 BIEN AISC-1.8.4

4.3.- CALCULO POR TRACCION

N

Admisible: 3.35 Ver resultados

Fa = 1518.00 > fa = 436.77 AISC-1.5.1.1

fa/Fa = 0.29 BIEN

Unidad: kg-cm

Fy =

Ig = Ag =

k = r =

kl/r

Unidad: kg-m


5.- CALCULO DE APOYO DE COLUMNA METALICA


2530.00 E = 2.00E+06 Acero estructural

Clase = E70 1470.00 soldadura

210.00 Concreto


L1 = 7.50 L2 = 7.50 Columna metlica

25.00 20.00 Placa de base

1.59 d1= 10.00

B = 35.00 C = 30.00 Pedestal

5.3.- RESULTADOS DE ANALISIS

V

Admisible: 3686.00 5236.00 292.00 del anlisis

Unidad:kg-cm

Fy =

Fw =

f'c =

b = c =

t=

Unidad: kg-m-cm

Ntraccin Ncompresin


5.4.- CALCULO DE PLACA BASE

distancia entre pernos= 10.00 direccin de anlisis

Fuerza de compresin= 5236.00

Fuerza de traccin= 3686.00

Fuerza cortante= 292.00

Detalle real de la placa base

e = 0.00 NO REDISTRIBUIR Compresin por apoyo

52.50 > 16.36 Solo fuerza axial

0.31 BIEN

10819.70 Revisin de placa

1518.00 > 1287.98

0.85 BIEN

Unidad: kg-cm

Fp = fp =

fp/Fp =

Mb =

Fb = fb =

fb/Fb =


5.5.- CALCULO DE ANCLAJE

D = 1.59 #pernos = 4.00Ap = 7.92 3710T = 1518.00 > 465.58 Traccin

0.31 BIENAv = 7.92 #pernos = 4.00 CorteV = 1484.00 > 36.88

0.02 BIENLongitud mnima de anclaje 19.05

Unidad: kg-cm

Pernos (fy=53ksi)

Fy =

t =

t/T =

v =

v/V =


6.. CALCULO DE ZAPATA AISLADA

6.1.- DATOS DE TERRENO

11.00 1.3Qt = 14.30 Nte060-16.1.5

2.00 1.80

= 30.00 Si


2100.00 0.90

42000.00 0.85

2.40 2.30

2.17E+06 Es = 2.00E+07

6.3.- DATOS GEOMETRICOS

H = 0.90 1.10 Zapata

d = 0.77

B = 0.95 e = 0.00

L = 1.00 0.33

D = 0.35 0.30 Columna, pedestal

Unidad: ton-m

Qt =

Df = Gt =

falla plast.= Segn Meyerhoff

Unidad: ton-m

fc = f =

fy = c =

Gca = Gcs =

Ec =

Unidad: ton-m

Hr =

Lv =

b =


6.4.- RESULTADOS DE ANALISIS

V N M

Servicio: 0.31 5.51 0.00 Cargas actuantesUltima: 0.41 7.30 0.00

6.5.- DIMENSIONADOEsfuerzos

P1 = 9.85 Peso incluido el terreno superior a la zapata

P2 = 7.97 Peso sin incluir el terreno superior a la zapata

P = 9.85 Fuerza de diseo

V = 0.31

M = 0.61 NO REDISTRIBUIR Redistribucin

e = 0.06 < L/6 = 0.17

q1 = 14.23 11.84

BIEN BIENq2 = 6.50 15.62

BIEN NO MANDA

6.6.- REACCION NETA

P = 7.30 V = 0.41

M = 0.00 NO REDISTRIBUIR

e = 0.00 < L/6 = 0.17

q1 = 7.68 7.68 Esfuerzos

q2 = 7.68 2m = 1.00 Redistribucin

7.68 7.68

7.68

Unidad: ton-m

Unidad: ton-m

qr =

qt =

Unidad: ton-m

qr =

w = w =

wu =


6.7.- CALCULO POR FLEXION

Mu = 0.41 Nte060-20.3.1

3.16 < 123.18

0.03 NO NECESITA REFUERZO

1.98As = 0.14 NO USAR a = 0.03 Nte060-1.5.4

10.80 USAR 0.18

6.8.- CALCULO POR CORTE

3.38 NTE060-16.2.1

5.93 < 76.80

0.08 BIEN

6.9.- CALCULO POR PUNZONAMIENTONTE060-17.4.2

b1 = 1.12 b2 = 1.07

4.36 J = 0.77

0.41 1.17 NTE060-16.2.1

2.19 < 213.44

0.01 BIEN NTE060-17.10.1

159.41 USAR

Unidad: ton-m-cm

Ft = ft =

Ft/ft =

Ab =

As min = s =

Unidad: ton-m-cm

Vu =

Vc = vc =

Vc/vc =

Unidad: ton-m

Transmisin de mtos

bo =

Yc = Bc =

Vup = vup =

Vup/vup =

vup max =


6.10.- FUERZAS PARA LA VERIFICACION DE LA ESTABILIDAD

Peso de zapata = 6.16

Peso de terreno sobre zapata= 5.02

Peso de pedestal= 1.21

Peso de vigas= 1.15

Peso de estructura 1.00

peso de cargas actuantes= 0.36

Fuerza total vertical= 14.90

6.11.- VERIFICACION POR DESLIZAMIENTO

Z= 0.40 U= 1.50

C1= 0.90 0.45

0.54

Unidad: ton-m

Unidad: ton-m

=

Fs=


ka= 0.333 3.000 coeficiente

Ea= 0.33 2.94 en columnas

Ea= 3.06 15.31 en zapatas

Ha= 11.43 24.96 Fuerza Actuante

2.18 BIEN 1.25 y Resistente

6.12.- VERIFICACION POR VOLTEO

Elemento di Mi

Peso de estructura= 0.54 9.00 4.86

peso de cargas actuantes= 0.19 20.00 3.90

Empuje activo columnas= 0.33 1.27 0.41

Empuje activo zapatas= 3.06 0.45 1.38

Momento Total actuante= 10.55

Peso de zapata = 6.16 0.38 2.37

Peso de terreno sobre zapata= 5.02 0.38 1.93

Peso de pedestal= 1.21 0.38 0.47

Peso de vigas= 1.15 0.38 0.44

Peso de estructura 1.00 0.38 0.38

peso de cargas actuantes= 0.36 0.38 0.14

2.94 1.27 3.72

15.31 0.45 6.89

Momento Total Actuante 16.35

1.55 BIEN 1.50

kp=

activo y pacivo

Ep=

Ep=

Hr=

Hr/Ha= Fdes.=

Unidad: ton-m

Hi

Ma=

Empuje pacivo columnas=

Empuje pacivo zapatas=

Mr=

Mr/Ma= Fvolteo=

En la verificacin por estabilidad, se observa que segn el clculo la torre es estable, no va ah

sufrir volteo, tambin no sufrir deslizamiento.

La capacidad portante de reaccin del suelo con respecto a las fuerzas actuantes de servicio

es de 1,42 kg/cm2. Se ah asumido que la capacidad de suelo donde se cimentar la torre es

de 1.10 kg/cm2, esta fuerza cuando hay presencia de fuerzas ssmicas es el 30% adicional.

(1.43 kg/cm2).

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