Memoria Mastil

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM: 14-02076 COLOSIO

MEMORIA DE

CALCULO

TORRE

ARRIOSTRADA 18 M

DICTAMEN ESTRUCTURAL

ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013


-- 02/09/2013

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

1. ANTECEDENTES

Se realizará la memoria de cálculo para el análisis y revisión de bajo los criterios de

La base es de : 0.17 m

2. NORMATIVIDAD APLICABLE

MANUAL IMCA Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

MDOC de CFE Manual de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad.

(Diseño por Viento - 1993)

AISC American Institute of Steel Construction.

NTMM Norma Telefónica Móviles.

3. MATERIALES UTILIZADOS

Acero estructural:

Los aceros a emplear seran del tipo A-36 y A-50, de acuerdo con la norma ASTM.

Los elementos estructurales serán a base de perfil estructura (ángulo) y tubo hueco.

Las características de los aceros A-36 y A-572 Grado 50 son las siguientes:

Módulo de elasticidad: E = kg/cm2

Módulo de elasticidad transversal: G = 787 kg/cm2

Coeficiente de Poisson: V= 0,30

Coeficiente de dilatación térmica: m/º C

Límite elástico del acero A-36: 2.53 kg/cm2

4. ELEMENTOS DE UNIÓN

Los elementos de unión se realizarán mediante soldadura y atornillados, siendo estos últimos con diámetrono menor a 1/2".

14-02076 COLOSIO

torre arriostrada 18 m

diseño por viento emitido por la C.F.E. en su edición de Octubre de 1993.

2.100.000

0.000012

-- 02/09/2013




∝=

𝜎 =

5. ANÁLISIS DE CARGAS

Cargas gravitacionales

Carga muerta: Peso propio, antenas celulares, parábolas, feeders, cama guia de onda, escalera.

Carga viva: Personal para su instalación (300kg-3 persona).

Cargas accidentales

Carga de viento: Se determinarán los efectos de viento de acuerdo al manual CFE.

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

Las cargas para las cuales se analizará, diseñará y revisará la torre son las siguientes:

6 Antenas de RF (2.40m x 0.30m aprox) w=40kg aprox. c/u. kg

2 Antenas de 1.20m de Ø kg

13 Lineas de 7/8" de Ø. kg/ml-c/u.

Cama guia y escalera kg/ml

kg

kg

6. DISEÑO POR VIENTO

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO

CARGA MUERTA PESO ESTIMADO




TOTAL 709.53

Tal como la marca el manual, las recomendaciones aquí presentadas se deben aplicar para la seguridad de la torre ante el efecto

de las fuerzas que generan las presiones producidas por el viento sobre las superficies de la misma y que se transmiten a todo su

sistema estructural.

Asimismo, estas recomendaciones se utilizan en el diseño local de los elementos expuestos de manera directa a la acción del

viento, tanto los que forman parte del sistema estructural, tales como celosía y largueros, como accesorios adicionales expuestos

(líneas de antenas y las propias antenas).

Dado que el manual de viento de C.F.E. clasifica las estructuras según su importancia, las torres de transmisión entran dentro del

"GRUPO A", asimismo las clasifica según su respuesta ante la acción del viento y por ello las torres atirantadas y autosoportadas

entran dentro del "TIPO 2".

Con lo anterior, dicho manual en su sección - 4,9, Análisis dinámico, en la parte de 4,9,1 limitaciones indica que el procedimiento

que establece el análisis dinámico se aplicará para calcular las cargas por viento que actúan sobre las estructuras prismáticas

sensibles a los efectos dinámicos producidos por la turbulencia del viento; en este capitulo, dichas construcciones corresponden a

los Tipos 2 y 3.

240

154

0.53

15

CARGA VIVA

Estimado de carga viva (3 personas) 300

Como conclusión, el análisis que se debe realizar será de tipo : Dinámico

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

DISEÑO POR VIENTO

PARÁMETROS DE DISEÑO

Base Triangular m Estado:

Velocidad Regional km / hr Altura del edificio: 10.2 M

CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA

Grupo de la Estructura A

Tipo de Estructura 2

Categoría del Terreno 2

Material Estructural

Altura de Mástil 9 M

Frecuencia Natural de Vibración 2.47 Valor obtenido del Staad

Periodo Natural de Vibración Valor obtenido del Staad

CARACTERISTICAS DEL SITIO

Altitud m snm Ancho de base m

Con lo anterior, dicho manual en su sección - 4,9, Análisis dinámico, en la parte de 4,9,1 limitaciones indica que el procedimiento

que establece el análisis dinámico se aplicará para calcular las cargas por viento que actúan sobre las estructuras prismáticas

sensibles a los efectos dinámicos producidos por la turbulencia del viento; en este capitulo, dichas construcciones corresponden a

los Tipos 2 y 3.

0.168 D.F.

129




-- 02/09/2013

ACERO

0.405

2240 0.168

14-02076 COLOSIO

Presión Barométrica Ancho superior m

Temperatura Ancho Promedio m

Factor de Corrección (G)

Factor de Topografía (FT)

Velocidad Regional

Factor de Tamaño (Fc)

Procedimientos para determinar las acciones por viento .

Determinación de la velocidad de diseño, VD

Factor de exposición, F∝

F∝ = Fc* Frz

Fc= 1 Adimensional

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

Factor de rugosidad y altura, Frz

Frz=

Por lo tanto:

F∝ =

Presiones en la diercción del viento

600 mm Hg 0.168

1.00

129.40

315

16 °C 0.168

0.814

1.0

129 km / hr

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO

1.003

1.003

0.128




En el análisis dinámico, las presiones y fuerzas de diseño que aparecen cuando el viento actúa en una dirección dada se

determinarán separadamente por dos direcciones ortogonales; una de ellas será aquella en la que el viento actúa, y la otra, la

transversal a la anterior. Dichas fuerzas de diseño y la consecuente respuesta estructural se valuarán tomando como base la

velocidad de diseño que se especifica en el inciso 4,9,2, - Manual C.F.E.

𝐹𝑟𝑧 = 1.56 (10

𝛿)𝛼

𝐹𝑟𝑧 = 1.56 (𝑍

𝛿)𝛼

𝐹𝑟𝑧 = 1.56

𝑆𝑖 𝑍 ≤ 10

𝑆𝑖 10 < 𝑍 < 𝛿

𝑆𝑖 𝑍 ≥ 𝛿

∝=

𝛿=

𝑉𝐷 = 𝑉𝑅𝐹∝𝐹𝑇 𝑽𝑫 =

Pz = Fg Ca qz

Coeficientes para determinar el factor de respuesta dinámica debido a ráfaga

Coeficientes para la determinación del factor de ráfaga "g"

Z=

k´=

η=

Por lo tanto: g H=

Coeficiente para la determinacion del coeficiente definido como la relación

H= 9 M

FT= 1.000

315

0.18

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

Donde:

kr = 0.08 b/h=

C∝´= 0.999

B= 1.45

0.999




9

1.288

-0.054

315

1.55

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO

0.019

1.03

83.39

𝐹𝑔 =1

𝑔𝐻2(1 + 𝑔𝑝

𝜎

𝜇)

𝑔𝐻 = 𝑘´(10

𝛿)𝑛 𝑆𝑖 𝑍 < 10

𝑔𝐻 = 𝑘´(𝑍

𝛿)𝑛 𝑆𝑖 10 < 𝑍 < 𝛿

𝑔𝐻 = 𝑘´ 𝑆𝑖 𝑍 ≥ 𝛿

𝛿=

𝜎/𝜇

((𝑘𝑟 𝐶𝑎´)(𝐵 + (𝑆𝐸 ℶ)))1 2

𝐶𝛼´ = 3.46(𝐹𝑇)210

𝛿

2𝛼´

𝐶𝛼´ = 3.46(𝐹𝑇)2𝐻

𝛿

2𝛼´

𝐶𝛼´ = 3.46(𝐹𝑇)2

𝑆𝑖 𝐻 < 10

𝑆𝑖 10 < 𝐻 < 𝛿

𝑆𝑖 𝐻 ≥ 𝛿

𝛿=

𝑪𝜶´ =

𝛼´ =

𝜎 𝜇 = ((𝑘𝑟 𝐶𝑎´)(𝐵 + (𝑆𝐸 ℶ)))1 2

(3.6𝑛𝑜𝐻 ) 𝑉´𝐻 =

𝑉´𝐻 = (1 𝑔ℎ )(𝑉𝐻)

S= 0.05

ℶ= 0.01

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

129.40

0.04 2.662

0.11

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO

140.21




( 𝑔ℎ )( )

𝑉𝐻 =

𝑛𝑜 =

(3.6𝑛𝑜 ) 𝑉´𝐻 =

𝐸 = 𝑋𝑜2 (1 + 𝑋𝑜2)4 3 =

𝑋𝑜 = 4392𝑛𝑜 𝑉´𝐻

𝜎 𝜇 = ((𝑘𝑟 𝐶𝑎´)(𝐵 + (𝑆𝐸 ℶ)))1 2

Por lo tanto:

Coeficiente de rapidez fluctuante promedio para cálculo de gp

Factor constante para Fg

FACTOR DE RÁFAGA

Fg=

Presión Dinámica de base qz

G=

4.15

2.49

1.04

0.81

65.41

0.360

0.85

𝜎 𝜇 = ((𝑘𝑟 𝐶𝑎´)(𝐵 + (𝑆𝐸 ℶ)))

𝜎 𝜇 =

𝑣 = 𝑛𝑜 ((𝑆𝐸) (𝑆𝐸 + ℶ𝐵 ))1 2

𝑣 =

𝑔𝑃 = (2𝐼𝑛 3600𝑣 )1 2 + (0.577 2𝐼𝑛(3600𝑣))1 2 )

𝑔𝑃 =

1 + 𝑔𝑃(𝜎 𝜇 )

𝐹𝑔 =1

𝑔𝐻2(1 + 𝑔𝑝

𝜎

𝜇)

𝑞𝑧 = 0.0048 𝐺 𝑉𝐷2

𝒒𝒛 =

𝐺 =0.392𝛺

273 + 𝑡

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

OBTENCIÓN DE FUERZAS DE VIENTO

VIENTO FRONTAL

MASTIL

TRAMO

53.578 53.58 1.00

1.2 93.99 47.369 47.37 1.00

1.2 1.2 100.48

1

2

3 1.2 1.2 106.31

50.640 50.64 1.00

F / NUDO

50.640

53.578

[kg]

47.369

Ca. Ca. Pz. PROM.Fz.

PIERNAS

Fz.

TOTALNo. NODOS

MASTIL PROM. [kg/m2] [kg] [kg]

1.2

14-02076 COLOSIO




-- 02/09/2013

ALTURA Fa VD qz Frz

PROMEDIO [km/hr] [km/m2]

14.9 1.08 136.18 72.44 1.06

17.9 1.10 139.41 75.92 1.08

20.9 1.12 142.20 78.99 1.10

-- -- -- -- --

3.00

-- -- -- -- -- --

0.504 0.504 0.504 1.00 3.00

3 0.504 0.504 0.504 1.00

--

-- -- -- -- -- --

-- -- -- -- -- --

TRAMO g Fg

TRAMO

3

[m2]

1

--

--

2

-- -- -- -- --

1 0.504 0.504 0.504 1.00

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

-- -- -- -- --

A.MAST A.SÓLIDA A. TOTAL φ H b

1.08

1.10

1.12

--

--

--

--

--

--

1.52

1.50

3.00 0.168 17.86

2 0.168 17.86

RELACIÓN

H/b

-- --

-- --

0.168 17.86

-- --

-- --

1.49

--

--

--

--

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

VIENTO A 45°

TRA

MO

1

2

3

--

--

--

--

ACCESORIOS ARRIOSTRES

TRAMO

ARRIOSTRE 0.56 1.00 3.00 0.089 33.71

TRAMO

ARRIOSTRE

ARRIOSTRE

ARRIOSTRE

0.56

A.PIERNAS A. TOTAL φ H b RELACIÓN

[m2] H/b

16.40 1.09 137.86 74.24 1.07 1.51 1.09

16.40 1.09 137.86 74.24 1.07 1.51 1.09

PROMEDIO [km/hr] [km/m2]

16.40 1.09 137.86 74.24 1.07 1.51 1.09

COMPONENTES

ALTURA Fa VD qz Frz g Fg

40.19

42.97

45.46

--

--

--

--

40.19

42.97

45.46

--

--

--

--

--

--

--

56.843

60.768

64.294

--

--

--

--

FUERZA A

45° "Z"

FUERZA A

45° "X"

Fz.

PIERNAS

Fz.

TOTALNo. NODOS F / NUDOPz. PROM.Ca. Ca.

--

--

--

--

-- --

-- --

--

--

--

--

-- -- -- -- -- --

-- -- -- -- -- --

--

--

--

--

--

-- -- -- -- -- --

-- -- -- -- -- -- --

--

--

02/09/2013

14-02076 COLOSIO

56.843112.78 56.843

60.768

64.294

--

1.000

1.000

1.000

--

[kg][kg][kg]

120.57

127.57

60.768

64.294


-- 02/09/2013

--

--

--

1.44 1.44

1.44 1.44

MASTIL PROM.

1.44 1.44

-- --

-- --


ING. DIANA GÓMEZ

VIENTO FRONTAL

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

VIENTO A 45°

MASTIL 1 21.60 142.80 200 31.91 19.47

MASTIL 1 21.60 142.80 200 81.75 50.06

MASTIL 1 21.60 142.80 200 31.91 19.47

UBICACIÓN CANTIDADALTURA

PROM.V.D.

V.

CATALOG.

FUERZA

CATALOG.

FUERZA

ANTENA

[m] [kg/hr] [kg] [kg]

ANTENAS CELULARES

ARRIOSTRE 1.44 116.79 65.40 65.40 1.00 65.40 46.25

COMPONENTES

FUERZA A

45° "Z"

46.25

46.25

46.25

ARRIOSTRE 1.44 116.79 65.40 65.40 1.00 65.40 46.25

ARRIOSTRE 1.44 116.79 65.40 65.40 1.00 65.40 46.25

FUERZA A

45° "X"

PROMEDIO [km/hr] [kg] [kg]

TRAMO Ca. Pz. PROM.Fz.

PIERNAS

Fz.

TOTALNo. NODOS F / NUDO

ARRIOSTRE

ARRIOSTRE

ARRIOSTRE

TRAMO

1.2 97.33 54.50 54.50 1.00 54.502

1.2 97.33 54.50 54.50 1.00 54.502

MASTIL [kg/m2] [kg] [kg] [kg]

1.2 97.33 54.50 54.50 1.00 54.502

ARRIOSTRE

ARRIOSTRE

Ca. Pz. PROM.Fz.

PIERNAS

Fz.

TOTALNo. NODOS F / NUDO

0.56 0.56 1.00 3.00 0.089 33.71

0.56 0.56 1.00 3.00 0.089 33.71

02/09/2013



ING. DIANA GÓMEZ

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO

PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:

108.66 2 54.33 108.66 2 54.33 38.42 38.42 FRONTAL

[kg] [kg]

1 20.10 1.20 141.49 200 110.81 108.66

FRONTAL A 45° COMPONENTES ANTENAS

RESPECTO AL

VIENTO

F. TOTAL

EQUIPO No. NODOS F / NUDO

F. TOTAL


FUERZA A

45° "X"

FUERZA A

45° "Z"

CANTIDADALTURA

PROM.φ V.D.

V.

CATALOG.

FUERZA

CATALOG.

FUERZA

ANTENA

[m] [m] [kg/hr] [kg] [kg]

FRONTAL

50.06

19.47

19.47

A 45° COMPONENTES ANTENAS

RESPECTO AL

VIENTO

FRONTAL

LATERAL

LATERAL

F. TOTAL


F. TOTAL


FUERZA A

45° "X"

FUERZA A

45° "Z"

[kg] [kg]

2 25.03 50.06

2

2

9.73

9.73 19.47 2 9.73 6.88 6.88

19.47

2

2

25.03

9.73

17.70

6.88

17.70

6.88

ANTENAS PARABÓLICAS

-- 02/09/2013

14-02076 COLOSIO




PROYECTÓ:

CALCULÓ:

REVISÓ:

SITIO TEMM:



14-02076 COLOSIO


-- 02/09/2013

MASTIL MASTIL O TORRE TRAMO BASE

9

3 1 0.168

6 2 0.168

9 3 0.168

12 -- 0.45

15 -- 0.45

18 -- 0.45

21 -- 0.45

periodo v200 ALTITUD TEMPERATURA

20 1 6 7

10 50

ACAPULCO GUERRERO 129 162

CAMPECHE AGUASCALIENTES 118 141

CD. GUZMÁN CAMPECHE 98 132

CD. JUAREZ CHIHUAHUACHIHUAHUA 116 144

SONORA HERMOSILLO

TAMAULIPAS TAMAULIPAS 135 170

VERACRUZ COLIMA 105 128

COLIMA JALISCO 131 148

COLOTLÁN JAILSCOQUINTANA ROO 124 158

CHIAPAS MORELOS 93 108

COZUMEL QUINTANA ROOSINALOA 94 118

MORELOS DURANGO 106 117

SINALOA JALISCO 146 164

EDO. DE MEX. SONORA 122 151

CHETUMAL QUINTANA ROOVERACRUZ 118 137

VELOCIDAD REGIONAL

PERIODO DE RETORNO

PRESIÓN

BAROMÉTRICA ΩALTITUD

0 760 CHIHUAHUA B.C.S. 135 171

500 720 CHILPANCINGO GRO.GUANAJUATO 127 140

1000 675 DURANGO YUCATAN 122 156

1500 635 ENSENADA B.C.N. 100 149

2000 600 GUADALAJARA JALISCO D.F. 98 115

2500 565 GUANAJUATO COAHUILA 123 145

3000 530 GUAYMAS SONORANUEVO LEON 123 143

3500 495 HERMOSILLO SONORAMICHOACAN 79 92

JALAPA VERACRUZOAXACA 104 114

LA PAZ B.C.S.

LAGOS DE MORENO JALISCO

LEÓN GUANAJUATO

MANZANILLO COLIMA

MAZATLÁN SINALOA

MÉRDIA YUCATÁN

MEXICALI B.C.N.

12.40

1.00

9.00

129

CT= 3

F.T.= 1.00

ALT.= 2240

ALTURA DEL INMUEBLE=

ALTURA DE LA BASE=

ALTURA TOTAL (H)=

VELOCIDAD REGIONAL=

NO TOCAR

qz

[km/m2]Frz

1.11 79.66

1.11 79.66

1.11 79.66

NO TOCAR

Frz qz

[km/m2]

1.10 78.21

100 v200 2000 ALTITUD TEMPERATURA

172 181 209 1752 18

151 160 189 1863 17.4

146 159 195 26

152 158 171 2500 13.9

1 columnas

184 197 235 340 23.5 2 filas

138 147 174 550 28 stock

155 161 178 1737 20.5

173 185 213 25 26

114 120 139 1100 21.5

128 140 165 157 25

122 126 140 1880 31

170 176 192 1737 22

164 179 228 1450 22 TABLA 1.3 FACTOR DE TAMAÑO,Fc

145 152 180 10 23 CLASE EST. Fc

VELOCIDAD REGIONAL

182 200 227 1738 35 A 1.00

144 148 157 2015 18 B 0.95

174 186 214 8 26 C 0.90

170 190 240 1200 18

120 129 150 2240 16

151 159 184 22.4

151 158 182 680 16 TABLA I.29 FACTORES K',η,δ

97 102 114 1994 20 CATEGORIA K'

120 122 140 1550 31 1 1.224

2 1.288

3 1.369

4 1.457

TABLA I.4

CATEGORIA A

1 0.099

2 0.128

3 0.156

4 0.17

α

CLASE DE ESTRUCTURA

M

M

M

DIVISION DEL MASTIL EN TRAMOS

M

φ H b Relacion Ca

altura diametro H/b ANTENAFgg

1.49 1.13 1.00 21.600 0.330 65.45 1.2

1.49 1.13 1.00 21.600 0.330 65.45 0.7

1.49 1.13 1.00 21.600 0.330 65.45 0.7

g Fg φ H b Relacion Ca

altura diametro H/b ANTENA

1.49 1.12 1.00 20.100 0.330 60.91 1.1

TABLA 1.3 FACTOR DE TAMAÑO,Fc

η δ KF α'

-0.032 245 0.060 0.130

-0.054 315 0.080 0.180

-0.096 390 0.100 0.245

-0.151 255 0.140 0.310

kr

B C (M)

0.101 0.105 245 1.137 0.06

0.131 0.138 315 1.000 0.08

0.16 0.171 390 0.881 0.1

0.177 0.193 455 0.815 0.14

αδ c

CLASE DE ESTRUCTURA

DIMENSIONES DE ANTENA

ALTURA 1.41 M

ANCHO 0.33 M

FONDO 0.22

Pz prom. A total

[kg/m2] [m2]

107.59 0.4653

62.76 0.3102

62.76 0.3102

ANTENA PARABOLICA

DIAMETRO 1.2

Pz prom. A total

[kg/m2] [m2]

96.07 1.130976

Memoria Mastil

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