MEMORIA ESTRUCTURAL
PLATAFORMA PARA TORRECILLA DE 19m_FUNZA_EL EDEN
CO_CN_5956.
DEPARTAMENTO: CUNDINAMARCA.
COORDENADAS: Lat: 4.744073 Long: -74.213185
DIRECCION: Calle 20 No 9-50 Esquina, Funza.
H Torre: 19.00 m.
PARÁMETROS DE VIENTO: VD =125 Km/h
Revisión.
Fecha
01
05-06-2021
Elaborado
por:
Fabian Mora
Revisado
por:
Fabian Mora
VO= 80 Km/h
Aprobado
por:
ATP
_______________________________
Firma
BOGOTÁ D.C. JUNIO DE 2021
Descripción
Plataforma torre
auto soportada de
15.00 metros.
INTRODUCCION.
1.
TABLA DE CONTENIDO.
CRITERIOS PRELIMINARES: .............................................................................................................. 5
1.1.
Ubicación geográfica del proyecto: ............................................................................5
1.1.
Objetivo Principal: ............................................................................................................6
1.2.
Objetivos específicos: ......................................................................................................6
2.
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES..................................................................... 6
3.
SECCIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE PLATAFORMA-VIGAS IPEs: ................... 6
4.
AVALUÓ DE CARGAS SOBRE PLATAFORMA-CARGAS DE ENTRADA. .................................... 7
5.
AVALÚO DE CARGAS MUERTAS EN TORRE. .................................................................................. 8
6.
AVALÚO DE CARGAS VIVAS. ............................................................................................................... 8
7.
UNIDADES DE MEDIDA: ....................................................................................................................... 8
8.
FORMA TRIDIMENCIONAL DE LA PLATAFORMA Y TORRE: .................................................... 9
9.
PESO DE LA ESTRUCTURA.................................................................................................................12
10.
MODELACION EN SOFTWARE DE CÁLCULO............................................................................13
10.1.
Reacciones transmitidas a plataforma................................................................14
10.2.
Deformaciones por carga muerta en plataforma. ...........................................17
10.3.
Deformaciones y demanda estructural, carga viento X en plataforma. .19
10.4.
Deformaciones y demanda estructural, carga viento Y en plataforma...21
11.
CONEXIÓNES EN VIGAS IPE DE PLATAFORMA: ....................................................................23
11.2. Reacciones en los extremos en plataforma: ..........................................................24
12.
CONEXIÓNES EN VIGAS IPE DE PLATAFORMA: ....................................................................26
12.1.
Mayor cortante en plataforma. ..............................................................................27
12.2.
Revisión resistencia de diseño de platina de unión entre almas. .............28
14.
CONCLUSIONES: ...............................................................................................................................30
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
2
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Ubicación de la torre, tomado de Google maps. .............................................................. 5
Ilustración 2. Ubicación de la torre, tomado de Google maps. .............................................................. 5
Ilustración 3. Sección de elementos de plataforma. Vigas IPE-300-360. .............................................6
Ilustración 4. Datos de torre, tomado de memoria calculo torre, Energizando-ATP. ......................... 7
Ilustración 5. Cargas muertas torre, tomado de memoria calculo torre, Energizando-ATP. .............8
Ilustración 6. Modelación 3D de torre y plataforma. ...............................................................................9
Ilustración 7. Datos de modelación de torre. Vigas IPE Isométrico. ...................................................10
Ilustración 8. Datos de modelación de plataforma. Vigas IPE, Planta. ...............................................10
Ilustración 9. Secciones de plataforma ....................................................................................................11
Ilustración 10. Viga IPE-300 ......................................................................................................................11
Ilustración 11. Viga IPE-360 ......................................................................................................................12
Ilustración 12. Modelación Numérica, torre sobre plataforma. ............................................................13
Ilustración 13. Modelación Numérica, torre sobre plataforma. ............................................................14
Ilustración 14. Reacciones transferidas a la plataforma por el viento sobre torre. ..........................15
Ilustración 15. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga muerta. ..............17
Ilustración 16. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga viento X. ............19
Ilustración 17. Plataforma en vigas IPE. % capacidad estructural_carga viento X. .........................19
Ilustración 18. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga viento Y. ............21
Ilustración 19. Plataforma en vigas IPE. % capacidad estructural_carga viento Y. .........................21
Ilustración 20. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento X. ...................................................23
Ilustración 21. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento X. ...................................................23
Ilustración 22. Reacciones en apoyos. .....................................................................................................24
Ilustración 23. Reacciones en apoyos. .....................................................................................................25
Ilustración 24. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento Y. ...................................................26
Ilustración 25. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento Y. ...................................................26
Ilustración 26. Conexión típica perpendicular VIGAS IPE 360. ............................................................28
Ilustración 27. Conexión típica colineal VIGAS IPE 360. .......................................................................29
Ilustración 28. Conexión típica VIGAS IPE 360 a Columna de 350x350.............................................29
LISTADO DE TABLAS.
Tabla 1. Reacciones sobre plataforma en X. .............................................................................................15
Tabla 2. Reacciones sobre plataforma en Y. .............................................................................................16
Tabla 3. Desplazamientos en nudos por carga muerta. ..........................................................................18
Tabla 4. Desplazamientos en nudos por carga viento en (x)..................................................................20
Tabla 5. Porcentaje estructural de elementos por viento en (x) ............................................................20
Tabla 6. Desplazamientos en nudos por carga viento en (y)..................................................................22
Tabla 7. Porcentaje estructural de elementos por viento en (y) ............................................................22
Tabla 8. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento en (x) ..........................................................24
Tabla 9. Reacciones en apoyos de plataforma..........................................................................................25
Tabla 10. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento en (y) .......................................................27
Tabla 11. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento GLOBAL....................................................27
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INTRODUCCION
A continuación, se presenta la valoración estructural de una plataforma para torre auto soportada
de 19.00 metros de altura ubicada en el Departamento de Cundinamarca, en el municipio de Funza,
Calle 20 No 9-50 Esquina. Coordenadas: lat: 4.704073 long: -74.213185.
En la primera parte del documento se describe brevemente los parámetros físicos de la plataforma,
estados de los elementos, clasificación de los elementos, tipo, calibre y grado de los pernos de
conexión, estado de las uniones, soldaduras, pintura y demás aspectos cualitativos de la plataforma;
se describe la geometría de las secciones que componen la estructura, se describe un plano que
representa la estructura.
Seguidamente se consideran los análisis matemáticos necesarios para realizar un modelo por
elementos finitos, cargas y demás características importantes para el diseño. Se proyecta para
validación de la estructura una velocidad máxima de viento de 125 km/h y una velocidad de servicio
de viento de 80 km/h.
Se anexan todos los resultados obtenidos de la modelación matemática y se describe brevemente
un análisis de conclusiones al respecto de la modelación realizada.
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1.
CRITERIOS PRELIMINARES:
1.1. Ubicación geográfica del proyecto:
El proyecto se encuentra ubicado en el municipio de Funza Cundinamarca, Calle 20 No 9-50
Esquina. Coordenadas: lat: 4.704073 long: -74.213185.
Ilustración 1. Ubicación de la torre, tomado de Google maps.
Ilustración 2. Ubicación de la torre, tomado de Google maps.
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5
OBJETIVOS:
1.1. Objetivo Principal:
Realizar el diseño estructural para el estado de servicio de una plataforma de torre para el sitio FUNZA
EL EDEN_CO_CUN_5956, en el municipio de Funza Cundinamarca.
1.2. Objetivos específicos:
- Determinar el porcentaje estructural de servicio de una plataforma para torre de 19m.
- Determinar el estado de los miembros que componen la estructura, pernos, vigas y demás
elementos que componen la plataforma.
- Verificar el estado actual de la plataforma para las cargas de servicio a instalar
- Verificar el estado de la plataforma ante cargas futuras.
2. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES.
Los materiales usados para la modelación de la Torre, son considerados siguiendo los siguientes
parámetros:
-
Vigas, IPE, ASTM A-572 Gr5. Fy = 460Mpa.
Perfiles para soporteria en acero ASTM A-36. Fy = 260Mpa.
Platinas de uniones de bridas ASTM A-36. Fy = 260Mpa.
Pernos ASTM A325. Fu = 724 Mpa. (Anclajes de plataforma).
Pernos SAEGr1,2. Fu = 413 Mpa. (Anclajes de plataforma).
3. SECCIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE PLATAFORMA-VIGAS IPEs:
Ilustración 3. Sección de elementos de plataforma. Vigas IPE-300-360.
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6
4. AVALUÓ DE CARGAS SOBRE PLATAFORMA-CARGAS DE ENTRADA.
Ilustración 4. Datos de torre, tomado de memoria calculo torre, Energizando-ATP.
La información para modelación de la plataforma, se toma con base en la modelación de la torre, anexa en los
documentos entregados por ATP. se toman las reacciones y momentos para trasmitirlos a la plataforma.
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5. AVALÚO DE CARGAS MUERTAS EN TORRE.
Las cargas muertas son de magnitud constante y permanecen fijas, en estas se incluyen el peso
propio de la estructura y otras cargas permanentes que estén unidas a ella, como lo son los pernos
entre las conexiones, cartelas y soportes de antenas.
Ilustración 5. Cargas muertas torre, tomado de memoria calculo torre, Energizando-ATP.
6. AVALÚO DE CARGAS VIVAS.
Como carga viva se considera una cuadrilla de tres torreros de aproximadamente 80 kg cada uno, y
un peso adicional de herramientas, aditamentos y equipos, (Llaves, arneses, taladros, torquímetros,
etc., de 50 kg).
7. UNIDADES DE MEDIDA:
Las unidades consideradas en los datos de entrada y salida son:
-
Distancias en mm.
Cargas en kn.
Desplazamientos en mm.
Esfuerzos en kn/cm2.
Acciones y reacciones en kn.
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8. FORMA TRIDIMENCIONAL DE LA PLATAFORMA Y TORRE:
Se presentan la forma y distribución de vigas de la plataforma, se consideran las vigas principales
IPE-360, (Vigas de contorno, perimetrales) y vigas auxiliares IPE-300 (Arrostramiento interno). A
continuación, se muestra el modelo 3D generado por medio de modelación por elementos finitos
FEM. se muestra la plataforma con la torre sobre sus vigas IPE.
Modelo 3D de plataforma y torre (Extrude)
Modelo 3D de plataforma y torre (frame)
Ilustración 6. Modelación 3D de torre y plataforma.
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A continuacion se presenta la plataforma en vigas IPE-360 e IPE-300
Los elementos azul celeste, corresponden a vigas IPE-300, los azul oscuro corresponden a vigas IPE-360
Ilustración 7. Datos de modelación de torre. Vigas IPE Isométrico.
Los elementos azul celeste, corresponden a vigas IPE-300, los azul oscuro corresponden a vigas IPE-360
Ilustración 8. Datos de modelación de plataforma. Vigas IPE, Planta.
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Se observan dos tipos de vigas IPE. IPE-360 como principales, e IPE-300 Como secundarias
Ilustración 9. Secciones de plataforma
Se consideran las medidas para las vigas ipe de fabricantes nacionales de acero.
Ilustración 10. Viga IPE-300
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Se consideran las medidas para las vigas ipe de fabricantes nacionales de acero.
Ilustración 11. Viga IPE-360
9.
PESO DE LA ESTRUCTURA.
TABLE: Frame Section Properties 01 - General
SectionName
Material
Shape
t3
t2
tf
tw
t2b
tfb
Color
TotalWt
TotalMass
Text
Text
Text
mm
mm
mm
mm
mm
Text
Kgf
Kgf-s2/mm
10,7
7
150
10,7
CYAN
210,62
0,0215
12,7
8
170
12,7
AZUL
1522,2
0,1552
IPE300
A572Gr50
I/Wide Flange
300
m
m
150
IPE360
A572Gr50
I/Wide Flange
360
170
La suma de ambos pesos de vigas IPE-300 e IPE-360 arrojan una valor según programa de calculo,
un peso de 1732 kg. Estos valores en la practica pueden variar hasta en un 5%
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10. MODELACION EN SOFTWARE DE CÁLCULO.
Para efectos de modelación estructural, se usó como software de diseño, el programa SAP2000 El
cual realiza modelaciones estructurales, partiendo del análisis matricial y de la combinación de
elementos finitos. La plataforma considera los esfuerzos que genera el momento en la base de la
torre, concentrando tres tipos de cargas, el efecto de la carga propia sobre la plataforma, el efecto
del momento en el sentido X, y el momento en el sentido Y. cada momento transmite a la plataforma
esfuerzos de compresión y tracción en los puntos de apoyo de las patas, estas fuerzas puntuales, que
se generan con el momento a raíz de la incidencia del viento, generan deformaciones,
desplazamientos y esfuerzos en la vigas.
Se comprueba mediante la modelación, que los perfiles propuestos para la plataforma. Cumplan ante
dichas cargas y esfuerzos y su factor de seguridad sea suficiente para el correcto funcionamiento de
la plataforma y sus equipos.
Modelacion de plataforma de Torre, cargas sobre torre según informacion de entrada
con vientos de 125 km/h.
Se observa la incidencia del viento en los elemetos tipo frame del la torre con una presion dinamica Qz corresponiente
a la ejercida por una velocidad del viento de 125 km/h
Ilustración 12. Modelación Numérica, torre sobre plataforma.
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Carga lineal sobre vigas IPE, carga lineal de 250kg/m.
Ilustración 13. Modelación Numérica, torre sobre plataforma.
10.1. Reacciones transmitidas a plataforma.
Luego de la modelacion estructural, la torre transmite 4 reacciones a la plataforma, dos a traccion y
dos a compresión. A raíz del volcamiento que genera el viento en su ADV. Se muestran a continuacion
las reacciones en X, siendo las mayores obetnidas en la modelacion, ya que las reaciiones en Y, la
forma de la plataforma tiene mejor comportamiento estructural y son inferiores.
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Nudos 14-15-16-17 en donde ocurren las reacciones de viento en x.
Ilustración 14. Reacciones transferidas a la plataforma por el viento sobre torre.
TABLE: Joint Reactions
(Viento en X)
Joint
OutputCase
CaseType
F1
F2
F3
M1
M2
M3
Text
Text
Text
Kgf
Kgf
Kgf
Kgf-m
Kgf-m
Kgf-m
14
DEAD
LinStatic
129,8
-124,8
2917,9
0,00
0,00
0,00
14
VIENTO 1.0
LinStatic
-246,3
1287,8
-10030,0
0,00
0,00
0,00
14
VIENTO 1.6
LinStatic
-289,8
1515,0
-11800,0
0,00
0,00
0,00
15
DEAD
LinStatic
-131,0
-123,8
3349,9
0,00
0,00
0,00
15
VIENTO 1.0
LinStatic
-460,1
-1545,7
12811,1
0,00
0,00
0,00
15
VIENTO 1.6
LinStatic
-528,8
-1776,7
14725,4
0,00
0,00
0,00
16
DEAD
LinStatic
135,6
125,1
2672,6
0,00
0,00
0,00
16
VIENTO 1.0
LinStatic
-244,2
-1267,6
-10043,7
0,00
0,00
0,00
16
VIENTO 1.6
LinStatic
-287,4
-1491,3
-11816,1
0,00
0,00
0,00
17
DEAD
LinStatic
-134,6
123,5
2522,0
0,00
0,00
0,00
17
VIENTO 1.0
LinStatic
-436,2
15022,1
12500,5
0,00
0,00
0,00
17
VIENTO 1.6
LinStatic
-576,0
1752,9
14592,1
0,00
0,00
0,00
Tabla 1. Reacciones sobre plataforma en X.
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15
TABLE: Joint
Reactions
Joint OutputCase
Text
Text
14
DEAD
14
VIENTO 1.0
14
VIENTO 1.6
15
DEAD
15
VIENTO 1.0
15
VIENTO 1.6
16
DEAD
16
VIENTO 1.0
16
VIENTO 1.6
17
DEAD
17
VIENTO 1.0
17
VIENTO 1.6
(Viento en Y)
CaseType
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
F1
Kgf
129,8
-163,0
-217,3
-131,0
-297,5
-396,6
135,6
-161,6
-215,5
-134,6
-324,0
-432,0
F2
Kgf
-124,8
852,2
1136,3
-123,8
-999,4
-1332,5
125,1
-838,8
-1118,5
123,5
986,0
1314,7
F3
Kgf
2917,9
-6637,5
-8850,0
3349,9
8283,0
11044,1
2672,6
-6646,6
-8862,1
2522,0
8208,1
10944,1
M1
Kgf-m
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
M2
Kgf-m
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
M3
Kgf-m
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Tabla 2. Reacciones sobre plataforma en Y.
Diseño: Ing. Fabian Mora
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16
10.2. Deformaciones por carga muerta en plataforma.
Se revisa el desplazamiento de la plataforma ante cargas gravitacionales, cargas propias, y cargas en
plataforma, se considera una carga por m2 en plataforma de 300 kg/m2. Adicionales al peso de la
torre y las cargas muertas de equipos de radio frecuencia.
Desplazamiento por carga muerta
Se observa desplazamiento maximo del orden de -3.60 mm.
Ilustración 15. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga muerta.
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17
TABLE: Joint Displacements
Joint
OutputCase
CaseType
U1
U2
U3
R1
R2
R3
Text
Text
Text
mm
mm
mm
Radians
Radians
Radians
4
DEAD
LinStatic
0
0
0
0
0
0
5
DEAD
LinStatic
0
0
0
0
0
0
6
DEAD
LinStatic
0
0
0
0
0
0
7
DEAD
LinStatic
0
0
0
0
0
0
10
DEAD
LinStatic
0,000024
0,002709
-1,5764
-0,001175
0,000426
-0,000006095
11
DEAD
LinStatic
-0,000036
0,003511
-2,714523
0,000506
0,001086
-0,000006647
12
DEAD
LinStatic
-0,00003
-0,005622
-3,33019
0,000317
0,000027
-0,00000681
13
DEAD
LinStatic
0,000031
-0,006385
-1,591139
-0,001418
-0,000411
-0,00000621
14
DEAD
LinStatic
-0,005585
0,003576
-3,195618
0,000034
0,000417
1,019E-07
15
DEAD
LinStatic
-0,005123
-0,005674
-3,604845
-0,000118
0,000404
-0,00000197
16
DEAD
LinStatic
0,00476
0,002781
-2,819144
-0,000753
0,000282
-0,0000018
17
DEAD
LinStatic
0,005224
-0,006464
-3,096447
-0,000933
0,00027
1,344E-07
458
DEAD
LinStatic
-0,00022
0,000107
-0,131543
-0,00063
-0,001364
-5,936E-07
459
DEAD
LinStatic
-0,000165
-0,000008574
-0,087741
1,737E-08
0,001461
-8,386E-07
460
DEAD
LinStatic
-0,000169
0,003181
-3,111928
-0,00037
0,001253
0,000014
461
DEAD
LinStatic
-0,000216
-0,00607
-3,460123
-0,000515
-0,000867
0,000014
Tabla 3. Desplazamientos en nudos por carga muerta.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
18
10.3. Deformaciones y demanda estructural, carga viento X en plataforma.
Se revisa el desplazamiento en los nudos ante cargas de viento en Radian el sentido X y Y, ejercida
en la plataforma y en los elementos tipo vigas IPE.
El nudo 461, correspondiente una viga IPE-360, se desplaza en -z, un valor de -14 mm, -1.4 cm.
Ilustración 16. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga viento X.
El elemento el color amarillo, IPE360, trabaja a una capacidad estructural del orden del 79%, es el elemento
con mayor demanda de capacidad de estructural ante viento en X.
Ilustración 17. Plataforma en vigas IPE. % capacidad estructural_carga viento X.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
19
TABLE: Joint Displacements, Wind (x)
Joint
OutputCase
CaseType
U1
Text
mm
Text
Text
U2
U3
mm
R1
mm
R2
Radians
R3
Radians
Radians
4
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
5
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
6
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
7
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
8
REACCIONES
LinStatic
0
0
-2,276797
-0,002543
0,001408
0
9
REACCIONES
LinStatic
0
0
-5,821461
0,000403
0,002865
0
10
REACCIONES
LinStatic
0
0
-1,278289
0,004613
0,001454
0
11
REACCIONES
LinStatic
0
0
-4,000493
-0,006289
0,003078
0
12
REACCIONES
LinStatic
0
0
-7,219914
0,007096
0,001391
0
13
REACCIONES
LinStatic
0
0
-2,986178
-0,009699
0,0003
0
14
REACCIONES
LinStatic
0
0
2,570856
-0,003407
0,016978
0
15
REACCIONES
LinStatic
0
0
-14,422126
0,002654
0,016972
0
16
REACCIONES
LinStatic
0
0
3,411146
0,001727
0,016518
0
17
REACCIONES
LinStatic
0
0
-13,12243
-0,005254
0,016513
0
458
REACCIONES
LinStatic
0
0
-0,030323
-0,002326
-0,005041
0
459
REACCIONES
LinStatic
0
0
-0,00646
-4,342E-08
-0,001659
0
460
REACCIONES
LinStatic
0
0
3,630876
-0,00084
-0,001555
0
461
REACCIONES
LinStatic
0
0
-14,761063
-0,0013
-0,004776
0
Tabla 4. Desplazamientos en nudos por carga viento en (x)
TABLE: Steel Design 1 - Summary Data - AISC 360-10 - Capacidad estructural en miembros de plataforma (X)
Frame
DesignSect
DesignType
Status
Ratio
Combo
Location
ErrMsg
WarnMsg
Text
Text
Text
Text
Unitless
Text
mm
Text
Text
6
IPE360
Beam
No Messages
0,014413
REACCIONES X + DEAD
3249
No Messages
OK
8
IPE360
Beam
No Messages
0,498774
REACCIONES X + DEAD
1125
No Messages
OK
9
IPE360
Beam
No Messages
0,289651
REACCIONES X + DEAD
2225
No Messages
OK
10
IPE360
Beam
No Messages
0,448448
REACCIONES X + DEAD
500
No Messages
OK
11
IPE360
Beam
No Messages
0,240037
REACCIONES X + DEAD
2225
No Messages
OK
12
IPE360
Beam
No Messages
0,344818
REACCIONES X + DEAD
500
No Messages
OK
13
IPE360
Beam
No Messages
0,794739
REACCIONES X + DEAD
1624
No Messages
OK
14
IPE360
Beam
No Messages
0,006219
REACCIONES X + DEAD
0
No Messages
OK
15
IPE360
Beam
No Messages
0,006204
REACCIONES X + DEAD
0
No Messages
OK
808
IPE360
Beam
No Messages
0,021323
REACCIONES X + DEAD
0
No Messages
OK
809
IPE360
Beam
No Messages
0,021419
REACCIONES X + DEAD
1789,82
No Messages
OK
810
IPE300
Beam
No Messages
0,011655
REACCIONES X + DEAD
2225
No Messages
OK
811
IPE300
Beam
No Messages
0,028428
REACCIONES X + DEAD
1487,62
No Messages
OK
Tabla 5. Porcentaje estructural de elementos por viento en (x)
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
20
10.4. Deformaciones y demanda estructural, carga viento Y en plataforma.
Se revisa el desplazamiento en los nudos ante cargas de viento en Mensajes el sentido Y, ejercida en
la plataforma y en los elementos tipo vigas IPE.
El nudo 12, correspondiente una viga IPE-360, se desplaza en -z, un valor de -10.32 mm, -1.32 cm.
Ilustración 18. Plataforma en vigas IPE. Desplazamientos en plataforma_carga viento Y.
El elemento el color verde, IPE360, trabaja a una capacidad estructural del orden del 65%, es el elemento con
mayor demanda de capacidad de estructural ante viento en Y.
Ilustración 19. Plataforma en vigas IPE. % capacidad estructural_carga viento Y.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
21
TABLE: Joint Displacements, Wind (Y)
Joint
OutputCase
CaseType
U1
U2
U3
R1
R2
R3
Text
Text
Text
mm
mm
mm
Radians
Radians
Radians
4
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
5
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
6
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
7
REACCIONES
LinStatic
0
0
0
0
0
0
8
REACCIONES
LinStatic
0
0
0,983503
-0,003922
-1,17E-08
0
9
REACCIONES
LinStatic
0
0
-9,849059
-0,000987
0,001762
0
10
REACCIONES
LinStatic
0
0
0,920825
-0,003643
-0,000252
0
11
REACCIONES
LinStatic
0
0
-8,499559
-0,000704
0,003378
0
12
REACCIONES
LinStatic
0
0
-10,329766
-0,00127
-0,000094
0
13
REACCIONES
LinStatic
0
0
0,920891
-0,004202
0,000252
0
14
REACCIONES
LinStatic
0
0
-7,369452
-0,002634
0,001197
0
15
REACCIONES
LinStatic
0
0
-8,563454
-0,003199
0,00119
0
16
REACCIONES
LinStatic
0
0
-3,242304
-0,004018
0,000633
0
17
REACCIONES
LinStatic
0
0
-3,872862
-0,00458
0,000627
0
458
REACCIONES
LinStatic
0
0
-0,022653
-0,001006
-0,00218
0
459
REACCIONES
LinStatic
0
0
-0,015249
-2,088E-07
0,00247
0
460
REACCIONES
LinStatic
0
0
-5,479652
-0,003838
0,002435
0
461
REACCIONES
LinStatic
0
0
-6,391798
-0,004402
-0,002088
0
Tabla 6. Desplazamientos en nudos por carga viento en (y)
TABLE: Steel Design 1 - Summary Data - AISC 360-10
Frame
DesignSect
DesignType
Status
Ratio
Combo
Location
ErrMsg
WarnMsg
Text
Text
Text
Text
Unitless
Text
mm
Text
Text
6
IPE360
Beam
No Messages
0,015729
REACCIONES Y + DEAD
3249
No Messages
OK
8
IPE360
Beam
No Messages
0,347366
REACCIONES Y + DEAD
2125
No Messages
OK
9
IPE360
Beam
No Messages
0,655294
REACCIONES Y + DEAD
0
No Messages
OK
10
IPE360
Beam
No Messages
0,452695
REACCIONES Y + DEAD
4225
No Messages
OK
11
IPE360
Beam
No Messages
0,033166
REACCIONES Y + DEAD
0
No Messages
OK
12
IPE360
Beam
No Messages
0,032755
REACCIONES Y + DEAD
2725
No Messages
OK
13
IPE360
Beam
No Messages
0,349
REACCIONES Y + DEAD
1124
No Messages
OK
14
IPE360
Beam
No Messages
0,001275
REACCIONES Y + DEAD
0
No Messages
OK
15
IPE360
Beam
No Messages
0,001257
REACCIONES Y + DEAD
0
No Messages
OK
808
IPE360
Beam
No Messages
0,020362
REACCIONES Y + DEAD
0
No Messages
OK
809
IPE360
Beam
No Messages
0,020383
REACCIONES Y + DEAD
1789,82
No Messages
OK
810
IPE300
Beam
No Messages
0,010945
REACCIONES Y + DEAD
1335
No Messages
OK
811
IPE300
Beam
No Messages
0,022381
REACCIONES Y + DEAD
1487,62
No Messages
OK
Tabla 7. Porcentaje estructural de elementos por viento en (y)
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
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22
11. CONEXIÓNES EN VIGAS IPE DE PLATAFORMA:
Para la conexión entre las vigas IPE que forman la plataforma de sostenimiento de la torre, se
considera la viga más cargada ante las diferentes solicitaciones de carga, y se realiza la verificación
de conexión tipo viga – viga.
Se observan los dos casos de estudio, recciones por viento en X y en Y, se observa el mayor cortante
en las vigas, y bajo ese valor, se realiza la conexión viga-viga.
Se muestran los cortantes a raíz de la incidencia del viento y sus reacciones en el eje x.
Ilustración 20. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento X.
Se muestran los cortantes a raíz de la incidencia del viento y sus reacciones en el eje x.
Ilustración 21. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento X.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
23
TABLE: Steel Design 7 - Beam Shear Forces - AISC 360-10
Frame
DesignSect
ComboLeft
VMajorLeft
ComboRight
VMajorRight
Text
Text
Text
Kgf
Text
Kgf
8
IPE360
REACCIONES X + DEAD
13628,57
REACCIONES + DEAD
13635,2
9
IPE360
REACCIONES X + DEAD
3025,21
REACCIONES + DEAD
15650,03
10
IPE360
REACCIONES X + DEAD
15650,03
REACCIONES + DEAD
7707,68
11
IPE360
REACCIONES X + DEAD
319,44
REACCIONES + DEAD
12937,62
12
IPE360
REACCIONES X + DEAD
12937,62
REACCIONES + DEAD
9858,13
13
IPE360
REACCIONES X + DEAD
21791,14
REACCIONES + DEAD
21785,36
Tabla 8. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento en (x)
El mayor cortante en la plataforma a raíz de las reacciones del viento en X, se observa en raíz elemento
13, una viga IPE-360, con una fuerza de corte en sus extremos de 21785.36 kgf.
11.2. Reacciones en los extremos en plataforma:
Se considera el caso mas critico, y es la carga de viento en el sentido X. se observan las siguientes
reacciones en los extremos de plataforma.
Se observan las reacciones en los nodos 4-5-6-7
Ilustración 22. Reacciones en apoyos.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
24
Se observan las reacciones en los nodos 4-5-6-7
Ilustración 23. Reacciones en apoyos.
TABLE: Joint Reactions
Joint
OutputCase
CaseType
F1
F2
F3
M1
M2
M3
Text
Text
Text
Kgf
Kgf
Kgf
Kgf-m
Kgf-m
Kgf-m
4
DEAD
LinStatic
2,42
-2,04
5954,23
-536,55
-7061,01
-2,55
4
VIENTO
LinStatic
-3102,27
71,11
-1825,58
-15,92
-1045,9
-411,05
5
DEAD
LinStatic
0,85
0,66
4325,8
-629,94
5496,72
-1,55
5
VIENTO
LinStatic
-2357
-53,52
5177,5
-111,9
8018,41
-292,05
6
DEAD
LinStatic
-2,23
2,92
4963,95
634,47
4432,04
-3,37
6
VIENTO
LinStatic
-2669,81
73,53
6941,45
125,47
6420
383,06
7
DEAD
LinStatic
-1,03
-1,54
4727,62
537,28
-4641,64
-2,42
7
VIENTO
LinStatic
-2671,88
-91,12
-3645,78
17,17
2559,21
393,32
Tabla 9. Reacciones en apoyos de plataforma.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
25
12. CONEXIÓNES EN VIGAS IPE DE PLATAFORMA:
Se muestran los cortantes a raíz de la incidencia del viento y sus reacciones en el eje y.
Ilustración 24. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento Y.
Se muestran los cortantes a raíz de la incidencia del viento y sus reacciones en el eje y.
Ilustración 25. Plataforma en vigas IPE. Cortantes_carga viento Y.
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
26
TABLE: Steel Design 7 - Beam Shear Forces - AISC 360-10
Frame
DesignSect
ComboLeft
VMajorLeft
ComboRight
VMajorRight
Text
Text
Text
Kgf
Text
Kgf
8
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
1492,86
REACCIONES + DEAD
9589,34
9
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
13867,52
REACCIONES + DEAD
3267,78
10
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
3267,78
REACCIONES + DEAD
7928,57
11
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
465,38
REACCIONES + DEAD
17,08
12
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
17,08
REACCIONES + DEAD
450,51
13
IPE360
REACCIONES Y + DEAD
9629,78
REACCIONES + DEAD
1443,81
Tabla 10. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento en (y)
El mayor cortante en la plataforma a raíz de las reacciones del viento en Y, se observa en kg
elemento 09, una viga IPE-360, con una fuerza de corte en sus extremos de 13867 kgf.
12.1. Mayor cortante en plataforma.
TABLE: Steel Design 7 - Beam Shear Forces - AISC 360-10
Frame
DesignSect
ComboLeft
VMajorLeft
ComboRight
VMajorRight
Text
Text
Text
Kgf
Text
Kgf
8
IPE360
REACCIONES X + DEAD
13628,57
REACCIONES + DEAD
13635,2
9
IPE360
10
IPE360
REACCIONES X + DEAD
3025,21
REACCIONES + DEAD
15650,03
REACCIONES X + DEAD
15650,03
REACCIONES + DEAD
7707,68
11
IPE360
REACCIONES X + DEAD
319,44
REACCIONES + DEAD
12937,62
12
IPE360
REACCIONES X + DEAD
12937,62
REACCIONES + DEAD
9858,13
13
IPE360
REACCIONES X + DEAD
21791,14
REACCIONES + DEAD
21785,36
Tabla 11. Mayor córtate en vigas por reacciones de viento GLOBAL.
Se implementará esta fuerza de corte para el diseño de las conexiones de la plataforma, se consideran
para las conexiones pernos de 5/8” A325. Se deben implementar platinas de 3/8” grado A36 para
reforzar las conexiones, en el alma doble lamina, una por cada lado del alma, y lamina superior en
3/8” y la inferior en lamina de ½”. (ver detalle de conexión de vigas).
Diseño: Ing. Fabian Mora
MP: 17202-374303 CLD
Revisión: 05062021
Aprobó: MCH Estructuras S.A.S.
NIT: 901-444.898-0
ID Site: CO_CUN_5956.
27
12.2. Revisión resistencia de diseño de platina de unión entre almas.
Para unir las vigas IPE-300 entre alma y alma, perpendiculares, se proponen dos platinas en L de 3/8”
(9mm) de espesor por 20 cm de Aleta y 25 cm de altura. Así mismo una lámina inferior de 1/2” y una
lámina superior de 3/8”.
φPn: φ*Ag*Fy:
0.9 * 952 * 260= 214220 N = 214 Kn > 47 Kn. (cumple)
13. Cantidad de pernos:
Para trasmitir una carga de 21785 kg, es decir 217 Kn con pernos de 5/8” A325, en cortante doble,
pernos que resisten 98 kn según tablas de NSR10-F.2.10.
n: 217/98= 2.18 = 3.
Se implementan 6 pernos por cada aleta de conexión. Para conexiones perpendiculares entre Viga
IPE-360 y Viga IPE-360, se recomienda la implementación de 34 pernos de 5/8 por conexión. En
las almas de ambas vigas. Para aumentar el factor de seguridad de la conexión a FS=3.5, se
recomiendan 8 pernos de 5/8” en la parte inferior y superior de la conexión, con una platina de 3/8”.
(Ver detalle)
Ilustración 26. Conexión típica perpendicular VIGAS IPE 360.
Con base en la longitud de las vigas IPE-360, y para mayor facilidad de acceso a terraza con el
material, se recomienda partir en dos tramos dichas vigas, por tal razón se deben conectar en su
parte media.
Se verifican los esfuerzos de corte las vigas IPE-360, y se propone conexión, teniendo en cuenta que
las vigas en mención, no estarán apoyadas directamente sobre la estructura sino el en aire, se
recomienda la siguiente conexión.
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Ilustración 27. Conexión típica colineal VIGAS IPE 360.
Ilustración 28. Conexión típica VIGAS IPE 360 a Columna de 350x350.
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14. CONCLUSIONES:
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La plataforma propuesta con vigas IPE-360, CUMPLE ante las cargas impuestas a raíz de la
implementación de una torre de telecomunicación de 19 metros de alturay es homologable a
la plataforma propuesta inicialmente.
El porcentaje estructural de la plataforma está en un orden de 79.5% de demanda de
capacidad estructural.
Las Reacciones instauradas en la plataforma, son muy similares a las reacciones que se
plantearon en el diseño inicial para homologación, ver imagen 14.
Las reacciones que genera la plataforma a sus puntos de anclaje en las columnas del edificio,
luego de la modelacion estructural, son similares a las reacciones de la modelacion anterior,
ver imagen 23. Luego de esta revisión, se puede concluir que las reacciones son homologables
y no se generan diferencias sustanciales a las cargas transferidas a la edificación.
Las deformaciones en los elementos tipo vigas, cumplen y no exceden su máximo permitido,
el desplazamiento mayor visto en la plataforma es de -1.4cm contra -1.9cm permitido.
Los materiales de las vigas IPE deben ser bajo normativa ASTM572gr50.
Los materiales de los pernos de anclaje deben ser ASTM325
Se recomienda que todos los elementos de la plataforma sean galvanizados en caliente bajo
normativas ASTM A385 por inmersión.
La valoración estructural de la plataforma, consideró los aspectos más sobresalientes de la
normativa ANSI TIA 222G y H, y la normativa NSR-10.
Luego de la revisión estructural, se da vía libre y concepto favorable a la homologación de la
plataforma propuesta inicialmente por la empresa Energizando, y se propone la nueva
plataforma en vigas IPE360, esto a raíz de la escasez de materiales ocasionada por los paros
y bloqueos de situación nacional actual.
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ANEXOS:
TARJETA PROFESIONAL
CEDULA DE CIUDADANIA
CERTIFICADO COPNIA
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