PROYECTO AMPLIACION 17 SUBESTACION FRIASPATA 220 kv

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PROYECTO AMPLIACION 17 SUBESTACION FRIASPATA 220 kV

SUBESTACIÓN FRIASPATA 220 kV

CIMENTACIONES DE PÓRTICOS – MEMORIA DE CÁLCULO

DOCUMENTO PE-AM17-GP030-HUA-D010

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0 Emisión inicial 2015-09-08

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TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVO ... 3

2. ALCANCE ... 3

3. INFORMACIÓN DE REFERENCIA ... 3

3.1 NORMATIVIDAD ... 3

3.2 ESTUDIO DE SUELOS ... 3

3.3 HERRAMIENTAS DE CÁLCULO ... 3

4. CARGAS APLICADAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN ... 4

4.1 CONSIDERACIONES GENERALES ... 4

4.2 COMBINACIONES DE CARGAS ... 5

5. DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN ... 6

5.1 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES ... 6

5.2 DIMENSIONAMIENTO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LAS CIMENTACIONES DE PÓRTICOS ... 6

5.3 RESULTADOS GENERALES ... 6

6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA ... 7

6.1 DOCUMENTOS DE REFERENCIA INTERNA ... 7

6.2 DOCUMENTOS DE REFERENCIA EXTERNA ... 7

7. ANEXOS ... 7

7.1 CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN PARA LOS PÓRTICOS ... 7

7.2 RESULTADOS GENERALES DE DISEÑO... 7

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El objetivo de este documento es definir las dimensiones básicas de las cimentaciones de pórticos de la Subestación Friaspata 220 kV, siguiendo los lineamientos tanto de normas nacionales como extranjeras citados en el ítem 6.

2. ALCANCE

El informe presenta los resultados de dimensiones básicas para las cimentaciones de pórticos, cuyas cargas fueron estimadas de manera preliminar en base a la experiencia y uso común dentro de la práctica de ingeniera de subestaciones.

No es parte del alcance la ingeniería de detalle de las cimentaciones de pórticos.

3. INFORMACIÓN DE REFERENCIA 3.1 NORMATIVIDAD

El análisis y dimensionamiento de las cimentaciones de pórticos fueron realizadas en base a las especificaciones y criterios contenidos en:

- Normas E.030 y E.060 - Reglamento Nacional de Edificaciones (referencias [4] y [5]

respectivamente)

- Norma ACI-318 - “Building Code Requirements for Reinforced Concrete” (referencia [6])

3.2 ESTUDIO DE SUELOS

Las cimentaciones de pórticos fueron dimensionadas atendiendo las recomendaciones suministradas por el estudio de mecánica de suelos [3].

Para las cimentaciones ubicadas en zona de relleno estructural (C1-A y T1), el cálculo considera una profundidad de desplante de 2,00 m y esfuerzo admisible de 125 kPa.

Para las cimentaciones ubicadas en estrato rocoso (C1-B), el cálculo considera una profundidad de desplante de 2,00 m y esfuerzo admisible de 400 kPa.

3.3 HERRAMIENTAS DE CÁLCULO

Se utilizó los siguientes programas comerciales:

 Office Microsoft: Versión 2010, para Windows 7.

 Autocad: Programa de dibujo asistido por computador, versión 2011.

 HMV Tools: Análisis y diseño cimentaciones aisladas sometidas a la acción de cargas axiales y momentos flectores en ambas

direcciones principales, propiedad de HMV Ingenieros.

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4. CARGAS APLICADAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN 4.1 CONSIDERACIONES GENERALES

En la siguiente figura se muestra una vista en planta de la disposición física de la ampliación SE Friaspata 220 kV, donde se define de manera preliminar las templas asociadas y se indica como “columna crítica” la columna que soporta mayor carga. Se tomó dicha columna como el caso más desfavorable y todas las cimentaciones se dimensionaron tomando el caso de la

“columna crítica”.

Figura 1 – Ampliación SE Friaspata 220 kV – Vista en planta

Columna crítica

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En base a la estimación de cargas, se analizó las siguientes combinaciones de cargas a nivel de cimentación en servicio para pórticos:

1 DL +ST +ML 2 DL +ST +SC

3A DL +ST +0.600SC +Wx 3B DL +ST +0.600SC-Wx 4A DL +ST +0.600SC +Wy 4B DL +ST +0.600SC-Wy

5A DL +ST +0.700Ex +0.210Ey +0.700Ez 5B DL +ST-0.700Ex +0.210Ey +0.700Ez 5C DL +ST +0.700Ex-0.210Ey +0.700Ez 5D DL +ST-0.700Ex-0.210Ey +0.700Ez 5E DL +ST +0.700Ex +0.210Ey-0.700Ez 5F DL +ST-0.700Ex +0.210Ey-0.700Ez 5G DL +ST +0.700Ex-0.210Ey-0.700Ez 5H DL +ST-0.700Ex-0.210Ey-0.700Ez 6A DL +ST +0.210Ex +0.700Ey +0.700Ez 6B DL +ST-0.210Ex +0.700Ey +0.700Ez 6C DL +ST +0.210Ex-0.700Ey +0.700Ez 6D DL +ST-0.210Ex-0.700Ey +0.700Ez 6E DL +ST +0.210Ex +0.700Ey-0.700Ez 6F DL +ST-0.210Ex +0.700Ey-0.700Ez 6G DL +ST +0.210Ex-0.700Ey-0.700Ez 6H DL +ST-0.210Ex-0.700Ey-0.700Ez 7A DL +ST +0.600SC +ILe +Wrx +STi 7B DL +ST +0.600SC +ILe-Wrx +STi 7C DL +ST +0.600SC +ILe +Wry +STi 7D DL +ST +0.600SC +ILe-Wry +STi

Donde:

DL = carga vertical debida al peso propio de la estructura.

ST = carga debida a las tensiones mecánicas de los conductores.

ML = carga de mantenimiento y montaje.

SC = carga debida a las tensiones de cortocircuito de los conductores.

E = sismo sobre estructura.

ILe= cargas de hielo extremo.

STi= Incremento de tensión estática por acción del hielo

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W = viento sobre la estructura.

Wr = viento reducido sobre la estructura.

x, y = direcciones ortogonales x – y.

z = dirección vertical z.

En el anexo 7.1 se presentan las cargas a nivel de cimentación pórticos.

5. DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN 5.1 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES

Para el análisis y dimensionamiento de las cimentaciones de pórticos se utilizó concreto de peso volumétrico de 24 kN/m³, con una resistencia a la compresión a los 28 días de f'c =28,0 MPa y acero de refuerzo con un límite de fluencia de fy = 420 MPa según la norma ASTM A- 706.

5.2 DIMENSIONAMIENTO Y ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LAS CIMENTACIONES DE PÓRTICOS

Las cimentaciones tipo C1-A, C1-B y T1 se dimensionaron con cargas estimadas, garantizando la estabilidad al volcamiento inducido por las cargas de servicio, con un factor de seguridad mínimo de 1,5 en las condiciones que incluyen combinaciones de carga con viento o sismo.

Las dimensiones mínimas de los pedestales son aquellas que permitan soportar adecuadamente la placa base del soporte de los pórticos. El espesor de la zapata es aquel que garantice capacidad a cortante de la sección.

Las cimentaciones se desplantaron a una profundidad de 2,00 m. Se tuvo en cuenta que los pedestales deben sobresalir mínimo 0,10 m del nivel de acabado de patio, el cual cuenta con un espesor de 0,10 m; es decir, la altura total de las cimentaciones será mínimo de 2,20 m.

Para realizar el dimensionamiento y análisis estructural de las cimentaciones se utilizó el programa HMV Tools de propiedad de HMV Ingenieros Ltda.

Con ayuda del programa HMV Tools se verifica la estabilidad al volcamiento de la cimentación y que las presiones inducidas al terreno no superen la presión admisible del mismo para cargas de servicio.

5.3 RESULTADOS GENERALES (Ver anexo 7.2)

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6.1 DOCUMENTOS DE REFERENCIA INTERNA

Código # de Documento Nombre del Documento

[1]. PE-AM17-GP030-GEN-D002 Criterios de diseño - Obras civiles

[2]. PE-AM17-GP030-HUA-K013

Subestación Friaspata 220 kV - Planta general de cimentaciones, canaletas, ductos y obras complementarias [3]. PE-REP-FRPT-DISE-D008 Estudio de mecánica de suelos 6.2 DOCUMENTOS DE REFERENCIA EXTERNA

Código # de Documento Nombre del Documento

[4]. NTE E.030

Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma técnica E.030 – Diseño Sismo - resistente

[5]. NTE E.060 Reglamento Nacional de Edificaciones,

Norma técnica E.060 – Concreto armado [6]. ACI – 318 -08 “Building Code Requirements for Structural

Concrete”

7. ANEXOS

7.1 CARGAS A NIVEL DE CIMENTACIÓN PARA LOS PÓRTICOS 7.2 RESULTADOS GENERALES DE DISEÑO