memoria mastil
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PROYECTÓ:
CALCULÓ:
REVISÓ:
SITIO TEMM: 14-02076 COLOSIO
MEMORIA DE
CALCULO
TORRE
ARRIOSTRADA 18 M
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
-- 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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
( 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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
-- 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
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
-- 02/09/2013
--
--
--
1.44 1.44
1.44 1.44
MASTIL PROM.
1.44 1.44
-- --
-- --
DICTAMEN ESTRUCTURAL
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
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 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
EQUIPO No. NODOS F / NUDO
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
EQUIPO No. NODOS F / NUDO
F. TOTAL
EQUIPO No. NODOS F / NUDO
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
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
PROYECTÓ:
CALCULÓ:
REVISÓ:
SITIO TEMM:
DICTAMEN ESTRUCTURAL
ING. DIANA GÓMEZ 25/08/2013
14-02076 COLOSIO
ING. DIANA GÓMEZ 02/09/2013
-- 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