Torre pararrayos

OBJETIVO GENERAL.

El objetivo principal del presente documento, es el cálculo estructural de una torre metálica de sección triangular autosoportada de 30m de altura y su respectiva fundación, que será utilizada para sistema de protección contra descargas atmosféricas.

NORMAS DE REFERENCIAS.

La normativa de referencia utilizada es la siguiente:

* AISC (American Institute ofSteel Construction, Specification for Structural Buildings)
ASD (Allowable Stress Design)
* TIA-EIA -222F (Telecommunication Industry Association)
Structural Standards for Steel Antenna Supporting Structures.
* CBH-87 (Código Boliviano del Hormigón)

UBICACIÓN.

Emplazamiento físico:

DATOS PARA EL CÁLCULO.

Se dimensionará una torre de las siguientescaracterísticas proporcionadas por el cliente :

* 30 metros de altura
* Velocidad de diseño, 120 Km/h.
* Autosoportada de sección triangular, 1.5m de ancho en base y 0.5m en coronación de la torre.
* No contempla la escalera de ascenso.
* Barras del reticulado y montantes de angulares de 90º
* Planchas y barras calidad ASTM A36
* Uso de la torre: PararrayosCONDICIONES DE UBICACIÓN DE ESTRUCTURA.

La torre está diseñada para sitios en donde las condiciones climáticas, sean las siguientes:

* Zona abierta donde no sobrepase la velocidad básica de 120km/h, medida a 10m sobre terreno abierto correspondiente a una probabilidad anual del 0.02 (intervalo de recurrencia de 50 años).
* Espesor del hielo Radial = 0mm
* Condiciones deSismicidad = Nula
* Kz y Gh se basan en terrenos abiertos y planos y praderas según TIA/EIA-222F.

MODELIZACIÓN MATEMÁTICA.

H: Altura total: 30m.
h1: Longitud tramo recto: 0m.
W: Ancho en la base: 1.5m.
w1: Ancho en coronación: 0.5m.

Para no considerar los efectos P-Δ en torres autosoportadas de altura menor a 137m, la relación entre altura y ancho de la estructura debe ser menorque 10.

H/W = 30/1.5 = 20<10

Por tanto el análisis estructural será de acuerdo a la teoría de 2do orden, tomando en cuenta los efectos secundarios causados por la deformación.

Modelo tridimensional elástico de reticulados formado por elementos rectos con uniones articuladas que solo producen fuerzas axiales en el reticulado y flexotracción o flexocompresión en las columnas.

Sedesprecia la flexotorsión en todas las barras, según TIA/EIA-222F.

Se admite un incremento de las tensiones admisibles en 1/3 para las torres menores a 137m y con las combinaciones de carga: D+W (peso propio + viento), según TIA/EIA-222F.


ACCIONES HORIZONTALES
7.1 ACCIÓN DEL VIENTO

DIMENSIONES DE LA TORRE :

Tipo : TRIANGULAR
Altura : 30.0000 m
Anchura : 1.5000 m
Longitud :1.2990 m
Altura de la estructura : 30.0000 m

Segmentos :

1 T05 Hmax= 6.0000 m
2 T04 Hmax=12.0000 m
3 T03 Hmax=18.0000 m
4 T02 Hmax=24.0000 m
5 T01 Hmax=30.0000 m

DATOS - VIENTO

Velocidad : 74.565 mph
Coeficiente de la reacción a las ráfagas de viento : Gh = 1.163
Coeficiente : 1.000
Presión : variable
Escarcha : no

RESULTADOS

Cálculos para cadabarra :

Caso de carga : Viento perpendicular pared I

Solicitación total sobre los segmentos :
Segmento 1 T05 F wind= 505.7142 kG
Fachada 1
AE= 2.6475 m2 AF+AR= 2.3087 m2 AG= 8.4000 m2 e= 0.275 z= 3.0000 qz=69.4540 kG/m2 CF= 2.365 F=505.7142 kG
Fachada 2
AE= 0.0000 m2 AF+AR= 2.3083 m2AG= 8.3998 m2 e= 0.275 z= 3.0000 qz=69.4540 kG/m2 CF= 2.365 F= 0.0000 kG
Fachada 3
AE= 0.0000 m2 AF+AR= 2.3083 m2 AG= 8.3998 m2 e= 0.275 z= 3.0000 qz=69.4540 kG/m2 CF= 2.365 F= 0.0000 kG

Segmento 2 T04 F wind= 479.4784 kG
Fachada 1
AE= 2.6222 m2 AF+AR= 2.2479 m2 AG=...