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LICITACIÓN PARA EL DISEÑO, SUMINISTRO, CONTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES, MONTAJE, PRUEBAS Y PUESTA EN SERVICI O
PARA LA AMPLIACION DE UN CAMPO DE LÍNEA EN LA SUBESTACIÓN OCOA 115 KV.
MEMORIA DE CÁLCULO
CIMENTACIONES DE EQUIPOS 115 kV
DOCUMENTO IEB-939-12-220
Revisión 0
Villavicencio, Abril de 2013
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
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CONTROL DE DISTRIBUCIÓN
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Ing. Edgar Latorre Gerencia de Planeación EMSA 1
Las observaciones que resulten de su revisión y aplicación deben ser informadas a IEB S.A.
CONTROL DE REVISIONES
Revisión No. Aspecto revisado Fecha
0 Emisión inicial de IEB 23/04/2013
CONTROL DE RESPONSABLES
NÚMERO DE REVISIÓN 0 1 2 3
Elaboración
Nombre JMO
Firma
Fecha 22/04/2013
Revisión
Nombre JGL
Firma
Fecha 23/04/2013
Aprobación
Nombre OSR
Firma
Fecha 24/04/2013
JMO Juan Manuel Orozco IEB S.A.
JGL Juan Gabriel López IEB S.A.
OSR Oscar Sánchez Restrepo IEB S.A.
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TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1
2 CRITERIOS DE DISEÑO ............................................................................................................ 1
3 CÁLCULO DE ESFUERZOS SOBRE LA CIMENTACIÓN ........................................................ 1
3.1 RESULTANTE DENTRO DEL TERCIO MEDIO DE LA ZAPATA ......................................... 2
3.2 RESULTANTE FUERA DEL TERCIO MEDIO DE LA ZAPATA ............................................ 3
3.3 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS ............................................................................................. 4
4 CÁLCULOS DE ASENTAMIENTOS .......................................................................................... 8
5 REFERENCIAS ........................................................................................................................... 9
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Convención de fuerzas externas aplicadas ...................................................................................... 2
Figura 2. Distribución de presiones dentro del terc io medio de la zapata .................................................... 3
Figura 3. Reacciones del terreno según la carga apl icada ............................................................................. 4
Figura 4. Reacciones del terreno según la carga apl icada ............................................................................. 5
Figura 5. Línea de presiones nulas para la zona II ........................................................................................... 5
Figura 6. Tabla de ábacos. ................................................................................................................................. 7
LISTA DE ANEXOS Anexo 1: Calculo de cimentaciones de los equipos
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1 INTRODUCCIÓN
En este documento se presentan los resultados correspondientes al diseño de las cimentaciones de los equipos a instalarse en la ampliación de la subestación Ocoa 115 kV. Los diseños fueron realizados atendiendo los requerimientos de las Especificaciones Técnicas del Proyecto, del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), la Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-99, entre otros. El diseño de las cimentaciones se realizó con base en el documento IEB-939-12-210 “Guía para el diseño de estructuras metálicas y cimentaciones de equipos 115 kV”. Los resultados del diseño se presentan en el plano IEB-939-12-PC.021. En dicho plano se muestra el dimensionamiento de las cimentaciones, los detalles de los pernos de anclaje y el cuadro de despiece del refuerzo de cada una de las cimentaciones.
2 CRITERIOS DE DISEÑO
Las cimentaciones fueron dimensionadas y calculadas para soportar en forma segura las cargas verticales, transversales y longitudinales inducidas por las estructuras metálicas y los equipos y por el peso propio de la cimentación.
En los diseños se consideraron pedestales y losas de cimentación dependiendo de la magnitud de las cargas y de las características del suelo, dadas en el estudio de suelos, de tal manera que se obtuviera una cimentación estable y económica.
Este diseño fue realizado considerando las combinaciones de carga más desfavorables evaluadas.
Las cimentaciones se dimensionaron contra volcamiento y arrancamiento con factores de seguridad superiores o iguales a 2.0 en el caso de cargas permanentes y 1.5 para cargas no permanentes y controlando que los esfuerzos máximos transmitidos por las cimentaciones al suelo no superen la capacidad admisible del mismo.
El espesor de la capa de grava del acabado de patio será de 0.10 m, según las especificaciones técnicas del proyecto.
3 CÁLCULO DE ESFUERZOS SOBRE LA CIMENTACIÓN
La presión máxima producida por el momento se obtiene dividiendo éste por el módulo de sección del área de la base. El efecto de ∑V y ∑M corresponde a la distribución de la presión en el suelo.
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Figura 1 . Convención de fuerzas externas aplicadas
3.1 RESULTANTE DENTRO DE
Cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la cimentación está dentro del tercio medio de la zapata, corresponde al la distribución de esfuerzos en cada uno de los bordes se determina de la siguiente manera (Ver Figura 2):
×+
×+×
×∑=−
L
e
B
e
LBV
q x66
11
×−
×+×
×∑=−
L
e
Be
LBV
q x66
12
×+
×−×
×∑=−
L
e
Be
LBV
q x66
13
×−
×−×
×∑=−
L
e
Be
LBV
q x66
14
Dónde:
∑V: Sumatoria de fuerzas verticales
B, L: Dimensiones de la zapata
ex,y: Excentricidad en dirección X y Y
VM
e xx
∑
∑=
≤ B / 6
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. Convención de fuerzas externas aplicadas
RESULTANTE DENTRO DEL TERCIO MEDIO DE LA ZAPATA
Cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la cimentación está dentro del tercio medio de la zapata, corresponde al caso en que toda la cimentación trabaja a compresión y la distribución de esfuerzos en cada uno de los bordes se determina de la siguiente manera
ey
ey
ey
ey
Sumatoria de fuerzas verticales
Dimensiones de la zapata
Excentricidad en dirección X y Y
IEB S.A.
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220(0) Memoria cimentaciones equipos
Cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la cimentación está dentro del tercio caso en que toda la cimentación trabaja a compresión y
la distribución de esfuerzos en cada uno de los bordes se determina de la siguiente manera
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V
Me y
y∑
∑=
≤ L / 6
Dónde:
∑Mx: Sumatoria de momentos en dirección X
∑My: Sumatoria de momentos en dirección Y
Figura 2. Distribución de presiones dentro del terc io medio de la zapata
3.2 RESULTANTE FUERA DEL TERCIO MEDIO DE LA ZAPATA
Cuando al actuar las cargas sobre la cimentación se produzcan por su excentricidad, presiones no uniformes sobre el terreno, se admitirá en los bordes un aumento del 25% en la presión indicada siempre que la presión en el centro de gravedad de la superficie de apoyo no exceda la presión admisible (Método de Plock) es decir, que el esfuerzo máximo debe cumplir:
���� = ���� ∗ � �1 +6���� +6��� � ≤ 1.25����
Siempre que,
��.���. = ���� ∗ � ≤ ����
Dónde:
����: Esfuerzo aplicado al suelo
��: Excentricidad en la dirección x
��: Lado de la losa en dirección x
�: Lado de la losa en dirección y
��: Excentricidad en la dirección y
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����: Esfuerzo admisible del suelo
��.���.: Esfuerzo en el centro de gravedad
��=N: Fuerzas verticales aplicadas.
Cuando la carga se encuentra fuera del tercio medio es claro que los valores absolutos de las excentricidades cumplen que:
6���� +6��� > 1
En este caso no se pueden aplicar las ecuaciones utilizadas cuando la resultante cae dentro del tercio medio, ya que para distintas posiciones de la carga ��, cuyas excentricidades cumplan la desigualdad anterior, existirá una zona de la zapata inactiva.
Las reacciones del terreno responderán según la posición de �� (Ver Figura 3).
Figura 3. Reacciones del terreno según la carga apl icada
3.3 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
En consecuencia para dimensionar la zapata, es necesario plantear el equilibrio entre la carga �� y la resultante de la cuña de presiones del terreno.
Para resolver los posibles casos se divide la zapata en tres zonas (ver Figura 4).
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Figura 4. Reacciones del terreno según la carga apl icada
Zona I
Carga dentro del núcleo central de inercia. Son aplicables las ecuaciones de la sección 3.1 de este documento.
Zona II
Las excentricidades deberán ser simultáneamente,
�� ≥ ��4 �� ≥ �4
La cuña de presiones tiene forma piramidal. Estableciendo el equilibrio entre la acción de �� y la resultante de las presiones R (Figura 5).
Figura 5. Línea de presiones nulas para la zona II
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=13 "4# ∗ 4$%���� =��
�� = &'
Siendo,
��2 = �� + #
��2 = �� + $
Se tiene:
���� = 32(
��"�� − 2��%"�� − 2��%* ≤ 1.25����
La posición de la línea de presiones nulas queda acotada por los valores.
4$ = 2"�� − 2��% 4# = 2"�� − 2��%
Zona III
Los valores absolutos de las excentricidades deben cumplir,
6���� +6��� > 1
Y que simultáneamente no sean:
�� > +,- Y �� > +.-
Para el cálculo de la tensión máxima y la posición de la línea de tensiones nulas, a continuación se dan los ábacos a utilizar en el método de Plock.
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Figura 6. Tabla de ábacos.
Entrando en el ábaco de la figura anterior con los valores de c y d, se obtienen los valores de n y m, que fijan la posición de la línea de las presiones nulas.
$ = ���/ # =���0
���� = 1( ������* ≤ 1.25����
Siendo K el valor dado en el ábaco en función de c y d. si c>d, se utilizan los ábacos intercambiando c y d, tomando para la posición de la línea de tensiones nulas m’, en lugar de m, siendo:
2′ = 2 ���0
Acorde a lo que se estipula en las especificaciones técnicas, cuando el área traccionada de la base supera el 10% del área total en planta, considerando las cargas sísmicas, se debe rediseñar la fundación de modo que se cumpla esta condición.
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4 CÁLCULOS DE ASENTAMIENTOS
Para el cálculo de los asentamientos producidos por las cargas que la cimentación transmitirá al suelo se utilizó la siguiente expresión:
( )f
SSi I
EBqS ×−××=
21 µ
Con: SwB
L
I f =, 10.1=Sw
En donde,
Si Asentamiento probable, en cm.
qS Esfuerzo máximo aplicado, en daN/m2.
B Menor dimensión de la zapata, en m.
L Mayor dimensión de la zapata, en m.
µ Coeficiente de Poisson del suelo.
ES Módulo de elasticidad del suelo, en daN/m2.
Iw Factor de forma, en cm/m.
Los valores del coeficiente de Poisson y del módulo de elasticidad del suelo fueron tomados de acuerdo al suelo especificado, módulo de Poisson de 0.32 y módulo de elasticidad de 1000000 daN/m2. Con estos valores se reemplaza en la fórmula anterior, obteniendo para cada uno de los equipos los siguientes valores:
EQUIPO qs(daN/m²) B (m) Iw (cm/m) S (cm)
Interruptor 115 kV 8905 1.90 158.8 2.41
Seccionador 115 kV y seccionador
con cuchilla de PAT 115 kV 8572 1.50 90.9 1.05
Semi-Pantógrafo 7796 1.50 178.8 1.88
Transformador de Corriente 115 kV 8817 1.50 90.9 1.08
Transformador de Tensión 115 kV 8673 1.50 90.9 1.06
Descargador de Sobretensión 115 kV 8607 1.10 90.9 0.77
Finalmente, el máximo asentamiento permitido en estructuras de concreto reforzado es de 2.50 cm, por lo tanto, las cimentaciones para los soportes de los equipos cumplen con los requisitos de asentamiento.
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5 REFERENCIAS
[1] Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10.
[2] Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-99.
[3] ASCE 74 Standards.
[4] Documento IEB-939-12-210 “Guía para el diseño de estructuras metálicas y cimentaciones de equipos 115 kV”.
[5] Hahn 1946, Dunhan 1962, Plock 1963.
ANEXO 1 CALCULO DE CIMENTACIONES DE LOS
EQUIPOS
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-1
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
INTERRUPTOR 115 kV CARGAS POR APOYO A NIVEL DE PEDESTAL
CARGAS SÍSMICAS SIN MAYORAR
APERTURA
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
Peso + Tiro + Viento X -88837 15321 1575 7977 27322
Peso + Tiro + Viento Y -88837 13500 3303 11814 23153
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z -68075 44643 10918 31565 101776
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z -109600 44643 10918 31565 101776
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z -68075 22843 32718 86601 46740
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z -109600 22843 32718 86601 46740
Peso + Corto -88837 14175 6525 33049 26571
Envolvente -109600 44643 32718 86601 101776
CIERRE
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
Peso + Tiro + Viento X 19163 15321 1575 7977 27322
Peso + Tiro + Viento Y 19163 13500 3303 11814 23153
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 39925 44643 10918 31565 101776
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z -1600 44643 10918 31565 101776
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 39925 22843 32718 86601 46740
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z -1600 22843 32718 86601 46740
Peso + Corto 19163 14175 6525 33049 26571
Envolvente 39925 44643 32718 86601 101776
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-2
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 3.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 5.80
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.90
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 6.33
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 15.19
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 13.22
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 7.28
Ws : PESO DEL SUELO (t) 13.10
APERTURA COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 1018 4877 35316 107807 45.16 22.10
Peso + Tiro + Viento Y 1644 4205 35316 107807 25.09 25.64
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 4685 16428 33344 101786 7.50 6.20
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 4685 16428 37289 113828 8.38 6.93
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 13241 7872 33344 101786 2.56 12.93
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 13241 7872 37289 113828 2.87 14.46
Peso + Corto 4218 4642 35316 107807 10.90 23.74
CIERRE COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 1018 4877 25056.2 76487.3 32.04 15.68
Peso + Tiro + Viento Y 1644 4205 25056.2 76487.3 17.80 18.19
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 4685 16428 23083.8 70466.3 5.19 4.29
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 4685 16428 27028.6 82508.4 6.08 5.02
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 13241 7872 23083.8 70466.3 1.78 8.95
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 13241 7872 27028.6 82508.4 2.08 10.48
Peso + Corto 4218 4642 25056.2 76487.3 7.73 16.85
F.S. Volcamiento mínimo: 1.74
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-3
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
CALCULO DE ESFUERZOS
APERTURA
COMB. No.
ex ey CASO 1 CASO
2 CASO
3
Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.13 0.02 4123 3539 3207 2624 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.11 0.04 4239 3297 3450 2508 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.47 0.13 6070 3385 2985 300 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.42 0.11 6446 3761 3362 677 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.22 0.37 N.A N.A N.A N.A N.A 8600
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.20 0.33 N.A N.A N.A N.A N.A 8905
Peso + Corto 0.12 0.09 5018 2600 4147 1729 N.A N.A
CIERRE COMB. No.
ex ey CASO 1 CASO
2 CASO
3
Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.16 0.03 3491 2907 2575 1992 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.14 0.05 3607 2665 2817 1875 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.51 0.14 5814 3129 2730 45 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.58 0.16 N.A N.A N.A N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.24 0.40 N.A N.A N.A N.A N.A 7910
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.28 0.46 N.A N.A N.A N.A N.A 8520
Peso + Corto 0.15 0.11 4386 1968 3514 1097 N.A N.A
Esfuerzo máximo aplicado (daN/m 2): 8905 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-4
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210 daN/cm²
fy : acero 4200 daN/cm²
d' 7 cm
D 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.85 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 12466.34daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 4503.47 daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0011
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE:
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : Esfuerzo Admisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 18.96 daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 20.19 daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 21.62 daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 33.00 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 4.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 121461 daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d) 9.58 daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 1.98
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68 daN/cm²
d : d para verificar cortante 33.00 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-5
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.90 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))). 51398.73 daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d) 9.64 daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 0.80
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-6
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
SECCIONADOR 115 kV Y SECCIONADOR CON CUCHILLA DE P AT 115 kV CARGAS EN EL CENTRO DE LA CIMENTACIÓN
CARGAS A NIVEL DE LA FUNDACIÓN
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m Peso + Tiro + Viento X -4174 368 525 1796 618
Peso + Tiro + Viento Y -4174 0 862 2307 0
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z -820 5031 2034 4953 10526
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z -7528 5031 2034 4953 10526
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z -820 1509 5556 12321 3158
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z -7528 1509 5556 12321 3158
Peso + Corto -4174 225 2175 7439 770
Envolvente -7528 5031 5556 12321 10526
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 1.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 1.50
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.50
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 1.54
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 3.70
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 2.70
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 1.29
Ws : PESO DEL SUELO (t) 2.32
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-7
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 253 113 4824 4824 19.06 42.57
Peso + Tiro + Viento Y 351 0 4824 4824 13.73 1000.00
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 780 1757 4572 4572 5.86 2.60
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 780 1757 5075 5075 6.51 2.89
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 2010 527 4572 4572 2.27 8.67
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 2010 527 5075 5075 2.53 9.63
Peso + Corto 1048 108 4824 4824 4.60 44.48
F.S. Volcamiento mínimo: 2.27
CALCULO DE ESFUERZOS RESULTADOS
COMB. No. ex ey
CASO 1 CASO 2 CASO 3
Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.02 0.04 3510 2610 3107 2207 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.00 0.05 3483 2234 3483 2234 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.29 0.13 N.A N.A N.A N.A N.A 8399
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.26 0.12 N.A N.A N.A N.A N.A 8421
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.09 0.33 N.A N.A N.A N.A N.A 8399
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.08 0.30 N.A N.A N.A N.A N.A 8572
Peso + Corto 0.02 0.16 3510 2610 3107 2207 N.A N.A
Esfuerzo máximo aplicado (daN /m 2) 8572 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-8
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210 daN/cm²
fy : acero 4200 daN/cm²
d' 7 cm
D 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.35 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 12000.48 daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 735.03 daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0002
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94 cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94 cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE:
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : Esfuerzo Admisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 34.37 daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 20.19 daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 21.62 daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 33.00 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 4.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 11678 daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d) 0.92 daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 21.92
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68 daN/cm²
d : d para verificar cortante 33.00 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-9
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.50 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))).
360.01
daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d)
0.09
daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 89.76
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-10
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
SEMI-PANTOGRAFO CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN
CARGAS SÍSMICAS SIN MAYORAR
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
TIRO + VIENTO X -15137 2293 1350 5130 6223
TIRO + VIENTO Y -15137 0 3550 10998 0
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y + SISMO Z -2973 18245 6824 20365 50784
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y - SISMO Z -27300 18245 6824 20365 50784
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X + SISMO Z -2973 5474 19595 55914 15235
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X - SISMO Z -27300 5474 19595 55914 15235
CORTO -15137 960 5730 21774 3648
ENVOLVENTES -27300 18245 19595 55914 50784
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 1.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 5.80
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.50
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 4.12
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 9.89
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 10.44
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 6.45
Ws : PESO DEL SUELO (t) 11.61
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-11
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 702 943 17256 66723 24.58 70.73
Peso + Tiro + Viento Y 1597 0 17256 66723 10.81 1000.00
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 2992 7633 16344 63196 5.46 8.28
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 2992 7633 18168 70251 6.07 9.20
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 8335 2290 16344 63196 1.96 27.60
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 8335 2290 18168 70251 2.18 30.68
Peso + Corto 2980 499 17256 66723 5.79 133.66
F.S. Volcamiento mínimo: 1.96
CALCULO DE ESFUERZOS
COMB. No. ex ey
CASO 1 CASO 2 CASO 3
Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.04 0.03 3080 2434 2855 2210 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.00 0.07 3379 1910 3379 1910 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.35 0.14 4788 2037 2973 222 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.32 0.12 5068 2316 3252 501 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.11 0.38 N.A N.A N.A N.A N.A 7765
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.09 0.34 N.A N.A N.A N.A N.A 7796
Peso + Corto 0.02 0.13 4074 1334 3955 1215 N.A N.A
Esfuerzo máximo aplicado (daN /m 2) 7796 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-12
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210 daN/cm²
fy : acero 4200 daN/cm²
d' 7 cm
D 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.85 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 10914.90 daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 34109.07 daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0010
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE:
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : EsfuerzoAdmisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 17.38daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 20.19daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 21.62daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 33 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 4.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 81022daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d) 6.39daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 2.72
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68daN/cm²
d : d para verificar cortante 33 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-13
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.50 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))). 1266.13daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d) 0.30daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 25.52
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-14
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
TRANSFORMADOR DE CORRIENTE 115 kV CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN
CARGAS SÍSMICAS SIN MAYORAR
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
TIRO + VIENTO X -3941 534 350 1372 1256
TIRO + VIENTO Y -3941 0 868 2567 0
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y + SISMO Z -774 4750 1775 4992 12065
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y - SISMO Z -7108 4750 1775 4992 12065
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X + SISMO Z -774 1425 5100 13437 3620
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X - SISMO Z -7108 1425 5100 13437 3620
CORTO -3941 200 1450 5684 784
ENVOLVENTES -7108 4750 5100 13437 12065
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 1.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 1.50
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.50
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 1.54
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 3.70
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 2.70
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 1.29
Ws : PESO DEL SUELO (t) 2.32
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-15
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 186 200 4806 4806 25.81 23.99
Peso + Tiro + Viento Y 378 0 4806 4806 12.71 1000.00
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 748 1872 4569 4569 6.11 2.44
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 748 1872 5044 5044 6.75 2.70
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 2058 561 4569 4569 2.22 8.14
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 2058 561 5044 5044 2.45 8.98
Peso + Corto 771 106 4806 4806 6.23 45.17
F.S. Volcamiento mínimo: 2.22
CALCULO DE ESFUERZOS
RESULTADOS
CASO 1 CASO 2 CASO 3
APERTURA ex ey Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
COMB. No. m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.03 0.03 3535 2873 2823 2161 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.00 0.06 3521 2176 3521 2176 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.31 0.12 N.A N.A N.A N.A N.A 8664
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.28 0.11 N.A N.A N.A N.A N.A 8668
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.09 0.34 N.A N.A N.A N.A N.A 8664
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.08 0.31 N.A N.A N.A N.A N.A 8817
Peso + Corto 0.02 0.12 4409 1666 4030 1288 N.A N.A
Esfuerzo máximo aplicado (daN /m 2) 8817.42 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-16
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210daN/cm²
fy : acero 4200daN/cm²
d' 7 cm
d 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.35 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 12344.39daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 756.09daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0002
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE:
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : Esfuerzo Admisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 34.37daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 20.19daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 21.62daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 33.00 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 4.52.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 12012daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d) 0.95daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 21.31
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68daN/cm²
d : d para verificar cortante 33 cm
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.50 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-17
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))). 370.33daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d) 0.09daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 87.26
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-18
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
TRANSFORMADOR DE TENSIÓN 115 kV CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN
CARGAS SÍSMICAS SIN MAYORAR
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
TIRO + VIENTO X -4265 528 450 1872 1042
TIRO + VIENTO Y -4265 0 947 2785 0
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y + SISMO Z -838 5141 1992 5004 10440
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y - SISMO Z -7692 5141 1992 5004 10440
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X + SISMO Z -838 1542 5591 12312 3132
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X - SISMO Z -7692 1542 5591 12312 3132
CORTO -4265 320 1910 7946 1331
ENVOLVENTES -7692 5141 5591 12312 10440
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 1.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 1.50
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.50
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 1.54
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 3.70
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 2.70
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 1.29
Ws : PESO DEL SUELO (t) 2.32
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-19
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
COMBINACIÓN
Mvolc (t ×m) M resist (t ×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 250 178 4831 4831 19.31 27.12
Peso + Tiro + Viento Y 411 0 4831 4831 11.75 1000.00
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 779 1764 4574 4574 5.87 2.59
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 779 1764 5088 5088 6.53 2.88
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 2014 529 4574 4574 2.27 8.64
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 2014 529 5088 5088 2.53 9.62
Peso + Corto 1062 178 4831 4831 4.55 27.15
F.S. Volcamiento mínimo: 2.27
CALCULO DE ESFUERZOS
RESULTADOS
COMB. No. ex ey
CASO 1 CASO 2 CASO 3
Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.03 0.04 3624 2734 2991 2101 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.00 0.06 3593 2132 3593 2132 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.29 0.13 N.A N.A N.A N.A N.A 8402
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.26 0.11 N.A N.A N.A N.A N.A 8442
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.09 0.33 N.A N.A N.A N.A N.A 8673
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.08 0.30 N.A N.A N.A N.A N.A 8593
Peso + Corto 0.03 0.16 5067 1291 4434 658 N.A N.A
Esfuerzo máximo aplicado (daN /m 2) 8672.96 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-20
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210daN/cm²
fy : acero 4200daN/cm²
d' 7 cm
d 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.35 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 12142.14daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 743.71daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0002
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE :
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : Esfuerzo Admisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 34.37daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 20.19daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 21.62daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 33.00 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 4.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 11816daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d) 0.93daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 21.67
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68daN/cm²
d : d para verificar cortante 33 cm
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.50 m
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-21
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))). 364.26daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d) 0.09daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 88.71
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-22
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DESCARGADOR DE SOBRETENSIÓN 115 kV CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN
CARGAS SÍSMICAS SIN MAYORAR
COMB. No. Fz Fx Fy Mx My
N N N N x m N x m
TIRO + VIENTO X -1878 334 350 1141 506
TIRO + VIENTO Y -1878 0 669 1597 0
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y + SISMO Z -369 2264 1029 2108 3223
TIRO + SISMO X + 0.3 SISMO Y - SISMO Z -3387 2264 1029 2108 3223
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X + SISMO Z -369 679 2614 4364 967
TIRO + SISMO Y + 0.3 SISMO X - SISMO Z -3387 679 2614 4364 967
CORTO -1878 200 1450 4727 652
ENVOLVENTES -3387 2264 2614 4727 3223
DISEÑO DE CIMENTACIONES
Qadm: ESFUERZO ADMISIBLE DEL SUELO (t/m2) 15.00
D : DENSIDAD DEL SUELO (t/m3) 1.80
lx : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN X (m) 0.80
ly : LADO DEL PEDESTAL EN DIRECCIÓN Y (m) 0.80
Hp : ALTURA DE PEDESTAL (m) 1.00
Np : CANTIDAD DE PEDESTALES 1.00
HS : ALTURA DE SUELO (m) 0.80
Lx : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN X (m) 1.10
Ly : LADO DE LA LOSA EN DIRECCIÓN Y (m) 1.10
HL : ALTURA DE LOSA (m) 0.40
Hg : ESPESOR DE ACABADO DE PATIO 0.10
e : BORDE LIBRE DE PEDESTAL (m) 0.10
Vc : VOLUMEN DE LA CIMENTACIÓN (m3) 1.12
Wc : PESO DE LA CIMENTACIÓN (t) 2.70
Ve : VOLUMEN DE EXCAVACION (m3) 1.45
Vs : VOLUMEN DEL SUELO (m3) 0.46
Ws : PESO DEL SUELO (t) 0.82
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-23
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
COMBINACIÓN
Mvolc (daN×m) M resist (daN×m) F.S. volc
Eje X Eje Y Eje X Eje Y Eje X Eje Y
Peso + Tiro + Viento X 163 97 2038 2038 12.50 20.92
Peso + Tiro + Viento Y 253 0 2038 2038 8.05 1000.00
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 355 639 1955 1955 5.51 3.06
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 355 639 2121 2121 5.98 3.32
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 802 192 1955 1955 2.44 10.20
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 802 192 2121 2121 2.64 11.06
Peso + Corto 676 93 2038 2038 3.02 21.87
F.S. Volcamiento mínimo: 2.44
CALCULO DE ESFUERZOS
RESULTADOS
CASO 1 CASO 2 CASO 3
APERTURA ex ey Esfzo1 Esfzo2 Esfzo3 Esfzo4 Esfzo Esfzo
COMB. No. m m daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2 daN/m 2
Peso + Tiro + Viento X 0.03 0.04 4237 2767 3359 1889 N.A N.A
Peso + Tiro + Viento Y 0.00 0.07 4205 1921 4205 1921 N.A N.A
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y + Sismo Z 0.18 0.10 N.A N.A N.A N.A N.A 8227
Peso + Tiro + Sismo X + 0.3 Sismo Y - Sismo Z 0.17 0.09 N.A N.A N.A N.A N.A 8607
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X + Sismo Z 0.05 0.23 N.A N.A N.A N.A N.A 8374
Peso + Tiro + Sismo Y + 0.3 Sismo X - Sismo Z 0.05 0.21 N.A N.A N.A N.A N.A 8447
Peso + Corto 0.03 0.18 N.A N.A N.A N.A N.A 7198
Esfuerzo máximo aplicado (daN /m 2) 8606.83 Cumple
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-24
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
DISEÑO DE LA BASE
DISEÑO A FLEXIÓN DE LA BASE:
f'c : concreto 210daN/cm²
fy : acero 4200daN/cm²
d' 7 cm
d 33 cm
L =(Lx-lx)/2 : Longitud de la sección crítica 0.15 m
qu = 1.4*qmax : Presión de diseño 12049.57daN/m²
Mu = qu*L^2/2 : Momento de diseño 135.56daN*m
p = 0.85*f'c/fy*(1-(1-((2*fy*M)/(0.85*f`c*fy*0.9*b*d^2)))^(1/2)) 0.0002
pmin : Cuantía de refuerzo mínima 0.0018
CUANTIA DE REFUERZO A COLOCAR 0.0018
REFUERZO CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
CUANTIA DE REFUERZO SUPERIOR 0.0018
REFUERZO SUPERIOR CALCULADO A COLOCAR 5.94cm²/m
Para refuerzo de Ø1/2" en X serán @ 22 cm
Para refuerzo de Ø1/2" en Y serán @ 22 cm
DISEÑO A CORTANTE DE LA BASE:
1. VERIFICACIÓN AL PUNZONAMIENTO
va : Esfuerzo Admisible (as= 20)
NSR-10 C.11-31 : 0.53*(1+2/(aLARGO/aCORTO))*(f'c)^(1/2)*bo*d 13.13daN/cm²
NSR-10 C.11-32 : 0.27*(2+as*d/bo)*(f'c)^(1/2))*bo*d 6.22daN/cm²
NSR-10 C.11-33 : (f'c)^(1/2)*bo*d 8.26daN/cm²
d : d para verificar punzonamiento 15.00 cm
bo : Perímetro de la sección crítica 3.8.52 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica 3705daN
qu*{( Lx*Ly)- [(lx+d)(ly+d)]}
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*bo*d)
0.35
daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL PUNZONAMIENTO 17.90
2. VERIFICACIÓN AL CORTANTE SIMPLE
va : Esfuerzo Admisible 0.53*(f'c)^(1/2) 7.68daN/cm²
d : d para verificar cortante 15.00 cm
ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. IEB S.A.
Anexo 1 Página A1-25
MEMORIA DE CÁLCULODE CIMENTACIONES DE EQUIPOS
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN OCOA 115 kV
b : Ancho de la zapata en la sección crítica 1.10 m
Vu : Fuerza cortante última en la sección crítica
qu*(1/2* ( Lx*(Ly-ly-2*d))). 0.01daN
vu = Esfuerzo último calculado Vu/(0.85*b*d) 0.00daN/cm²
FACTOR DE SEGURIDAD AL CORTANTE SIMPLE 1000.00
DISEÑO DEL PEDESTAL:
Se diseña para una cuantía de r=0,0050
El área de acero será: As = 0,0050 x Ag
Ag= Area bruta de la sección 6400 cm2
As= 32.00 cm2
Barras Ø3/4" 12
Se colocan estribos Ø3/8" con un espaciamiento máximo de 30 cm