MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 DISEÑO CIMENTACION PARA TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TIPO CA-145 DISEÑO DE BAHIA DE TRANSFORMADOR 115 KV DE 10 MVA, PARA LA SUBESTACIÓN TERMOMECHERO MORRO Contratista: ICICO S.A.S NIT: 844002854-4 YOPAL – CASANARE 2018 MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 TABLA DE CONTENIDO 1. BIBLIOGRAFÍA. 2. NORMAS 3. DESCRIPCION GENERAL 4. OBJETO. 4.1 OBJETO 4.2 ALCANCE 5. DOCUMENTOS DE REFERENCIA. 6. NORMAS APLICADAS. 7. ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL. 7.1. TIPO DE ANÁLISIS REALIZADO. 7.2. MÉTODO DE DISEÑO. 7.3. HERRAMIENTAS DE CÁLCULO. 7.4. ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES. 7.4.1. Concreto: 7.4.2. Acero de refuerzo: 7.4.3. Tolerancias: 7.4.4. Durabilidad: 7.5. PESOS DE LOS EQUIPOS Y SOPORTES. 7.6. CARGAS BÁSICAS APLICADAS. 7.6.1. Carga muerta: 7.6.2. Carga de sismo: 7.7. COMBINACIONES DE CARGA. 7.8. GEOMETRÍA. 7.9. CÁLCULOS Y DISEÑO DE CONCRETO CON LA HERRAMIENTA CYPECAD. 7.10. MODELO MATEMÁTICO INGRESADO AL PROGRAMA. 7.11. DISPOSICIÓN DEL ACERO DE REFUERZO. 7.12. DISEÑO DE SOPORTE METÁLICO Y ANCLAJES. 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 1. BIBLIOGRAFÍA. 1. Estructuras de Concreto I 7ma Ed NSR 10. Jorge Ignacio Segura Franco. 2. HORMIGÓN REFORZADO. ROBERTO ROCHEL AWAD. Colección académica EAFIT. 2. NORMAS 1. Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. 3. DESCRIPCION GENERAL El presente documento presenta el análisis y diseño estructural de la cimentación en concreto reforzado, de los soportes para los equipos, transformador de potencia inductivo tipo UTE-145, para la ampliación de la subestación El Morro en Termomechero. Se diseña el mismo tipo de cimentación para los tres equipos al tener pesos y geometrías muy similares, tomando como datos de entrada el mayor peso de los tres, y la posición más elevada del centro de gravedad del equipo. 4. OBJETO. 4.1 Objeto Realizar análisis estático, y diseño de concreto reforzado de cimentación tipo zapata aislada rectangular con pedestal. 4.2 Alcance Como resultado de este análisis se apremia obtener: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Análisis de cargas externas. Fuerzas internas. Dimensiones optimas de concreto. Cuantías de acero de refuerzo del elemento estructural. Las recomendaciones de construcción del elemento estructural. Planos del diseño para construcción. 5. DOCUMENTOS DE REFERENCIA. • • Estudio de Suelos. informe N° ME -001-015, “ ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE PLANTA DE GAS UBICADA EN EL CORREGIMIENTO EL MORRO MUNICIPIO DE YOPAL DEPARTAMENTO DE CASANARE ”, elaborado por la ingeniera Sirley Hernandez Vega, M.P. 25202100854 CND. Fichas técnicas del fabricante del equipo: 16000910_UTE-145 Rev 0, 16000921_TC-145 Rev 0 MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 • Codigo: BH6-DC-MC-2502 Informe ICICO-DM-MC-700, que contiene la memoria de cálculo de los soportes metálicos para los equipos. 6. NORMAS APLICADAS. • • • • Normas Colombianas para el Diseño y Construcción Sismorresistente NSR-10. National Fire Protection Association NFPA. Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE. ACI 318-05 “Requisitos de reglamento para concreto estructural”. 7. ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL. Se presentan los diseños para los diferentes elementos estructurales, basado en la norma ASCE, reporte 52 Con ayuda del programa Tower. Cargas convencionales (Viento, Muerta, Sismo). Las cargas convencionales se evaluaron según lo establecen los títulos A y B de la NSR-10. 7.1.Tipo de análisis realizado. Análisis estático para cálculo de fuerzas internas, dimensionamiento de concreto y cálculo de cuantías de acero de refuerzo. 7.2.Método de diseño. El diseño se realizó de acuerdo a los métodos de “diseño por resistencia ultima”, o, “diseño por esfuerzos de trabajo”. En el primer método, el refuerzo de acero es calculado para resistir las cargas de servicio multiplicadas por factores de carga especificados en norma, y las resistencias nominales calculadas multiplicandas por factores de reducción de resistencia especificados en la norma. En el segundo método, el esfuerzo de trabajo es resistido por el hormigón. Para el cálculo de las solicitaciones de los elementos estructurales, se ha considerado un comportamiento elástico lineal de estos elementos y se ha satisfecho las condiciones de equilibrio por compatibilidad geométrica 7.3.Herramientas de cálculo. • Software para calculo estructural CYPECAD 2015. 7.4.Especificaciones de los materiales. A continuación se presentan las características generales de los materiales a emplear en la construcción del proyecto. Recomendaciones adicionales para elementos o situaciones específicas aparecen en los planos de estructurales correspondientes. MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 7.4.1. Concreto: • • • • Resistencia a compresión, f’c = 21 Mpa = 210 kgf/cm2. Peso Volumétrico = 2400 kg/m3. Módulo de elasticidad: 210000 kg/cm2. Debe cumplir NTC 3318 y capítulo C.5 NSR-10. 7.4.2. Acero de refuerzo: • • • • Resistencia a fluencia, fy = 420 Mpa = 4200 kgf/cm2. Peso Volumétrico = 7840 kg/m3. Módulo de elasticidad: 2000000 kg/cm2. Debe cumplir NTC 2289 y capítulo capítulo C.3.5 NSR-10. 7.4.3. Tolerancias: Deben seguirse los requisitos del capítulo C.4 NSR-10. 7.4.4. Durabilidad: Deben seguirse los requisitos del capítulo C.4 NSR-10. 7.5.Pesos de los equipos y soportes. • De los anexos 16000910_UTE-145 Rev 0, 16000921_TC-145 Rev 0, se toma el mayor valor de los dos equipos: 350 kg. • Soporte metálico en celosía con perfiles angulares: 50 kg. • El peso propio del pedestal y zapata lo calcula el programa informático 7.6.Cargas básicas aplicadas. Las siguientes son las cargas tenidas en cuenta para la modelación del elemento estructural. 7.6.1. Carga muerta: Está compuesta por el peso propio de los elementos estructurales, cargas debidas a elementos que aunque no sean estructurales son permanentes durante toda la vida útil de la estructura (DL). MEMORIA DE CALCULO Versión: 0 Fecha: 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 7.6.2. Carga de sismo: Es la aceleración máxima que actúa sobre la estructura debida a un sismo con un periodo de retorno no mayor a 50 años de ocurrencia; la aceleración actúa sobre la estructura como una fuerza horizontal aplicada en el punto más vulnerable de la estructura, para este análisis se obtuvo del espectro de respuesta sísmica según título A NSR-10. En “ANEXO-001 JUSTIFICACION SISMICA”, se muestra la justificación sísmica. 7.7.Combinaciones de carga. Se aplican las combinaciones de carga según título B de la NSR-10. Las combinaciones se muestran en “ANEXO 002 COMBINACIONES DE CARGA” 7.8.Geometría. En el “ANEXO-008 ESQUEMA DE MONTAJE EQUIPOS” se muestra esquema con la geometría del montaje. 7.9.Cálculos y diseño de concreto con la herramienta CYPECAD. Se adjuntan en los anexos 003 al 007. 7.10. Modelo matemático ingresado al programa. Se modela todo el montaje con elementos tipo “frame” (alambres) en autocad en una geometría tridimensional, los cuales son importados en CYPECAD, simulando la geometría de todo el conjunto. El programa toma los pesos de forma automática y aplica las fuerzas sísmicas aplicadas a cada nodo creado aplicando el concepto de masa aferente a cada nudo, y calcula fuerzas y desplazamientos teniendo en cuenta 6 grados de libertad por cada nudo, los cuales son MEMORIA DE CALCULO Fecha: Versión: 0 31/01/2018 Codigo: BH6-DC-MC-2502 ux,uy,uz, rx, ry, rz. (u) equivale a los desplazamientos ortogonales dentro del sistema local y global de coordenadas, y (r) equivale a las posibles rotaciones sobre los ejes locales y globales de cada nudo. Todas las herramientas informáticas usan como motor de cálculo para el análisis, el análisis matricial. 7.11. Disposición del acero de refuerzo. A continuación se muestra una representación tridimensional de la disposición del acero de refuerzo. 7.12. Diseño de soporte metálico y anclajes. La memoria de cálculo y detalles se presentan en el documento ICICO-DM-MC-700. CONTROL DE VERSIONES Elaboró Cargo Revisión N° 0 Revisó: Nelson Rodríguez Silva Ingeniero de diseño Fecha Revisión 31/01/2018 Motivo de la revisión Elaboración del documento. Aprobó: FIRMA Luis Nilson Gómez Ingeniero Civil FIRMA Gustavo Javier silva Director de proyectos