DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROSMODELOS DE CÁLCULO MDM 005-DLTCAD MODELOS DE CALCULO DE ÁRBOL DE CARGAS 1. CÁLCULO DEL ÁRBOL DE CARGAS 1.1. GENERALIDADES Los cálculos del árbol de cargas para las estructuras se desarrollan en dos fases: Por ubicación según Diseño : Genera un árbol de cargas para cada estructura según su ubicación en el perfil topográfico, aplicando las condiciones mecánicas a las cuales está sometida en ese punto, tomando en cuenta el tipo de estructura y el conductor aplicado. Por prestaciones típicas : Desarrolla el cálculo del árbol de cargas para prestaciones definidas por el usuario. En este caso se puede seleccionar el tipo de estructura, el tipo de conductor y se define las prestaciones típicas. Utiliza las hipótesis de cálculo mecánico de conductores para calcular las tensiones debidas al conducto. Esta opción es generalmente utilizada para calcular los árboles de carga para grupos de estructuras típicas. 1.2. CÁLCULO DE CARGAS Tomando en cuenta la ubicación típica mostrada en la siguiente figura: α Fig N° 01 Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 1 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO a) CONDICIONES DE OPERACIÓN NORMAL ( PERMANENTE) Cargas Transversales: Debido a la Tensión del conductor FTC = 2 * TH * Sen(α / 2) Debido a la presión del viento sobre el conductor FVC = PV * VV * DCond * Cos (α / 2) 1000 Debido a la presión del viento sobre el aislador FVA = PV * LCad * DAisl 1000 Carga Transversal Total , para todo tipo de estructuras FT = FTC + FVC + FVA Cargas Verticales Peso del conductor con sobrecarga de hielo WCond = (WC + Wh ) * V P W Adicionales = WOperario + WHerramientas + WContrapesos Carga Vertical Total, para cualquier tipo de estructura FV = WCond + WCad + W Adicionales Cargas Longitudinales Para este caso se calcula Previamente el tiro horizontal TH , el cual debe corresponder a la condición de máximo esfuerzo. De manera general según la Fig. 01 se tiene: TH = Max(T1H , T2 H ) Estructuras de suspensión en general: FL = abs (T1H − T2 H ) Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 2 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO Estructuras angulares: FL = 0 2 * TH 3 Estructuras de anclaje o retención: FL = Estructuras Terminales: FL = TH b) CONDINCIONES DE EMERGENCIA ( ROTURA DE CONDUCTOR) Cargas Transversales: FT = FTC FVC + + FVA 2 2 Cargas Verticales : FV = WCond + WCad + W Adicionales 2 Cargas Longitudinales: Estructuras de suspensión y angular en general FL = TH 2 (50% del tiro Horizontal) Estructuras de Anclaje o Retención FL = TH (100% del tiro Horizontal) Estructuras Terminales FL = 0 (Conductor Roto) Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 3 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO Nomenclatura : FTC : Fuerza Trasversal debido al Tiro del Conductor FVC : Fuerza transversal debido a la presión del viento sobre el conductor FVA : Fuerza Transversal debido a la presión del viento sobre la cadena de aisladores FT : Fuerza transversal resultante FV : Fuerza Vertical Resultante FL : Fuerza Longitudinal Resultante TH : Tiro Horizontal α : Angulo de desvío de la línea (Angulo topográfico) PV : Presión del viento VV : Vano Viento DCond : Diámetro total del conductor LCad : Longitud de la cadena de aisladores DAisl : Diámetro de los aisladores WCond : Peso del conductor con sobrecarga WC : Peso unitario del conductor Wh : Peso de la costra de hielo por metro de conductor VP : Vano Peso WCad : Peso de la cadena de aisladores WAdicionales : Cargas verticales adicionales (Peso adicional) WOperario : Peso de un operario WHerramientas : Peso de herramientas y accesorios de operación WContrapesos : Peso de contrapesos T1H : Tiro Horizontal del Vano Izquierdo T2 H : Tiro Horizontal del Vano Derecho Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 4 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO 1.3. ARBOL DE CARGAS El árbol de cargas típicamente se presenta como un punto de convergencia de 3 vectores ortogonales (T,V,L). Aplicado en cada punto donde se ubica un conductor. Fig N° 02 El DLT-CAD Ver 2006 tiene la opción de desarrollar la configuración del arbol de cargas mediante 2 metodologías: • • Normas Internacionales (Criterios establecidos en Normas VDE) Normas Peruanas (Criterios establecidos en el CNE Suministro 2001) a) Normas Internacionales Considera un Factor de Seguridad para condiciones Normales y Condiciones de Emergencia: FSn : Factor de seguridad para condiciones Normales FSe : Factor de seguridad para condiciones de Emergencia (Rotura de conductor) Adicionalmente considera un factor de resistencia “Fr” Cargas en Condiciones Normales (Régimen Permanente) otro para T= V = L= FT * FSn Fr FV * FSn Fr FL * FSn Fr Fuerzas Fx, calculadas para condiciones normales, de acuerdo a lo descrito en Ítem 1.2.a Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 5 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO Cargas en Condiciones de Emergencia (Rotura del Conductor) T= V = L= FT * FSe Fr FV * FSe Fr FL * FSe Fr Las fuerzas Fx, calculadas para condiciones de emergencia, de acuerdo a lo descrito en Ítem 1.2.b b) Normas Peruanas El Código Nacional Eléctrico Peruano, considera un factor de sobrecarga diferente para las cargas originadas por el viento y aquellas originadas por la tensión del conductor, del mismo modo considera factores de sobrecarga distintos para las cargas verticales y Trasversales. Por otro lado también considera un factor de resistencia de acuerdo al tipo de material de la estructura. De acuerdo a ello y para efectos de este manual técnico, se ha establecido la siguiente nomenclatura. FS TC : Factor de sobrecarga para cargas debidas a la tensión del conductor FS VT : Factor de sobrecarga para cargas debidas al viento FS V : Factor de sobrecarga para cargas verticales FS L : Factor de sobrecarga para cargas Longitudinales Fr : Factor de resistencia (depende del tipo de material) Cargas en Condiciones Normales (Régimen Permanente) T= V = FTC * FS TC + ( FVC + FVA ) * FSVT Fr FV * FS V Fr Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 6 DLT-CAD VER 2010 ABS INGENIEROS MODELOS DE CÁLCULO L= FL * FS L Fr Fuerzas Fx, calculadas para condiciones normales, de acuerdo a lo descrito en Ítem 1.2.a Cargas en Condiciones de Emergencia (Rotura del Conductor) FTC F * FS TC + ( VC + FVA ) * FSVT 2 T= 2 Fr V = L= FV * FS V Fr FL * FS L Fr Las fuerzas Fx, calculadas para condiciones de emergencia, de acuerdo a lo descrito en Ítem 1.2.b ABS INGENIEROS SAC Telf/Fax : (51-1) 715-0404 www.absingenieros.com LIMA- PERU Telf. (51 –1) 715-0404 www.absingenieros.com Pag 7