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 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. 3 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. 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. 4 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. 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. 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. 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. 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. 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. 7 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. 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. 8 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. 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. 9 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. 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. 10 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 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. 11 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% 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. 12 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. 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. 13 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. 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. 14 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. 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. 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 MP: 17202-374303 CLD Revisión: 05062021 Aprobó: MCH Estructuras S.A.S. NIT: 901-444.898-0 ID Site: CO_CUN_5956. 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. 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. 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 ID Site: CO_CUN_5956. 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. 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. 28 Ilustración 27. Conexión típica colineal VIGAS IPE 360. Ilustración 28. Conexión típica VIGAS IPE 360 a Columna de 350x350. 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. 29 14. CONCLUSIONES: • • • • • • • • • • 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. 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. 30 ANEXOS: TARJETA PROFESIONAL CEDULA DE CIUDADANIA CERTIFICADO COPNIA 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. 31 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. 32 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. 33 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. 34