Memoria de Cálculo Caseta de Campo: Siemens

MEMORIA DE CÁLCULO CASETA DE CAMPO
AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN PARIÑAS 220kV
PE-PETR-GP003-S-01-D0403
Revisión E
TRANSMISSION SOLUTIONS AND ENERGY MANAGEMENT

EM TS
Proyecto:
“SERVICIO DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA –
PROYECTO DE MODERNIZACIÓN REFINERÍA TALARA”
Revisión: D
Modificación Pág./ítem
Documento De Fecha:
Actualización según comentario PE-PETR-CTM-PAR-D269 Gnrl PE-PETR-GP003-S-01-D0403 Ago. - 2019
COPIA CONTROLADA Nº.………………………
DISTRIBUCIÓN
Distribución electrónica para todo el personal de la división a través de la Intranet

SIEMENS EMTS: Liudmila Artsybasheva, Álex Rojas, Joseph Reinoso, Clemente Alcantara
ISA CTM/PDI: Miguel Alba, Ebert Chávez, Saúl Parra
DISTRIBUCIÓN
NOMBRE/SIGLA FIRMA FECHA NOMBRE/SIGLA FIRMA FECHA
1. ISA - CTM Ago. - 2019 2. SIEMENS EM TS Ago. - 2019
Energy Fecha emisión:

SIEMENS EM TS 12/08/2019
Elaboró M. Talavera Código Documento:

MEMORIA DE CÁLCULO
Revisó J. Reinoso
CASETA DE CAMPO PE-PETR-GP003-S-01-D0403
Aprobó J. Reinoso
Formato base: F4206001.001 E0 © Siemens AG 2012 All Rights Reserved Página 1 de 43

MEMORIA DE CÁLCULO CASETA DE CAMPO
ÍNDICE
1 ANTECEDENTES .................................................................................................. 5
2 OBJETIVO ............................................................................................................. 5
3 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA.................................................................. 5
4 DEFINICIONES ...................................................................................................... 6
5 NORMAS Y REGLAMENTOS DE REFERENCIA .................................................. 7
6 DISEÑO ESTRUCTURAL ...................................................................................... 8
6.1 DISEÑO PARA ELEMENTOS A FLEXIÓN ........................................................................... 8
6.2 DISEÑO PARA ELEMENTOS A FLEXOCOMPRESIÓN (COLUMNAS) ............................. 9
6.3 DISEÑO PARA ELEMENTOS A CORTANTE ...................................................................... 9
7 PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................. 9
7.1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES .............................................................................. 9
7.2 CARGAS Y SOBRECARGAS ............................................................................................. 10
7.3 PARÁMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE ........................................................... 10
7.4 COMBINACIONES DE CARGA .......................................................................................... 11
8 ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ...........................12
8.1 ANÁLISIS SÍSMICO ESTATICO ......................................................................................... 12
8.2 ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO ......................................................................................... 12
8.3 VERIFICACION DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES .......................................... 14
8.4 RESULTADOS DEL ANÁLISIS ........................................................................................... 16
9 DISEÑO DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES .............................................39
9.1 DISEÑO COLUMNETA CENTRAL...................................................................................... 41
10 DOCUMENTOS DE REFERENCIA.......................................................................43
10.1 INTERNOS ........................................................................................................................... 43
10.2 EXTERNOS .......................................................................................................................... 43
PE-PETR-GP003-S-01-D0403 Página 2
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Peso de la estructura para el cálculo de la fuerza cortante ........................................ 12

Tabla 2. Fuerza cortante mínima................................................................................................... 13
Tabla 3. Resultados análisis dinámicos ...................................................................................... 14
Tabla 4. Distorsiones e irregularidades obtenidas del análisis ................................................ 14
Tabla 5. Irregularidad torsional en “X” ........................................................................................ 15
Tabla 6. Irregularidad torsional en “Y” ........................................................................................ 15
Tabla 3. Desplazamientos laterales en los pórticos de tabiquería ............................................ 21
Tabla 4. Resultados de momentos flectores y cargas axiales en la columna ......................... 29
Tabla 5. Resultados de momentos flectores y cargas axiales en la columna ......................... 32
Tabla 6. Resultados de excentricidades en zapatas de Caseta de Campo .............................. 37
Tabla 7. Resultados de esfuerzos producidos en el fondo de la zapata .................................. 38
Tabla 8. Resultados de fuerza de punzonamiento, cortante y momentos producidos
en la zapata .................................................................................................................... 38
Tabla 9. Calculo de refuerzo en las zapatas ................................................................................ 38
Tabla 10. Refuerzo requerido en zapatas .................................................................................... 39
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Elevación eje CA – Caseta de Campo ............................................................................ 5

Figura 2. Elevación eje C1 – Caseta de Campo............................................................................. 6
Figura 3. Diagrama de equilibrio – Viga simplemente reforzada ................................................ 8
Figura 4. Espectro de diseño, R=6 ............................................................................................... 13
Figura 3. Modelo matemático - Caseta de Campo ...................................................................... 16
Figura 4. Distribución de vigas en Caseta de Campo ................................................................ 16
Figura 5. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje CA, (ton-m) ................................ 17
Figura 6. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje CB, (ton-m) ................................ 17
Figura 7. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje C1, (ton-m) ................................ 17
Figura 10. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje CA, (ton) ...................................... 19
Figura 11. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje CB, (ton) ...................................... 19
Figura 12. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje C1, (ton)....................................... 19
Figura 15. Desplazamientos laterales del pórtico C1 en “y” (cm)............................................. 21
Figura 16. Desplazamientos laterales del pórtico CA en “x” (cm) ............................................ 21
Figura 17. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga V-A y V-B................... 22
Figura 18. Diagrama fuerzas cortantes, momentos flectores viga V-1, V-2 y V-3 ................... 24
Figura 19. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga VF-A y VF-B .............. 26
Figura 20. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga VF-1, VF-2 y
VF-3 ................................................................................................................................. 27
Figura 21. Diagrama de momentos de torsión y carga axial en viga VF-1, VF-2 y VF-3 ......... 28
Figura 22. Diagrama de fuerza axial y momentos flectores en el muro (ton-m) ...................... 29
Figura 23. Diagrama de esfuerzos de compresión en el concreto y tracción en el
acero ............................................................................................................................... 30
Figura 24. Diagrama de iteración muro L80x80 .......................................................................... 30
Figura 25. Diagrama de fuerza axial y momentos flectores en columna (ton-m) .................... 32
Figura 26. Diagrama de esfuerzos de compresión en el concreto y tracción en el
acero ............................................................................................................................... 33
Figura 27. Diagrama de iteración de la columna C40x40 ........................................................... 33
Figura 28. Diagrama de momentos flectores en direcciones “x” e “y” .................................... 35
Figura 29. Diagrama de cortantes en direcciones “x” e “y” ...................................................... 35
Figura 30. Deformaciones debido a cargas en servicio (CM+CV) ............................................. 36
Figura 31. Esquema de muro de tabiquería ................................................................................. 40
Figura 32. Esquema de anclaje de acero de refuerzo de la columneta .................................... 42
1 ANTECEDENTES
Como parte de los trabajos a desarrollar en el proyecto “MODERNIZACION DE

REFINERIA TALARA” AMPLIACION SUBESTACION PARIÑAS 220 kV se proyecta
la construcción de la CASETA DE CAMPO. El presente documento desarrolla los
aspectos que involucran el diseño estructural de la estructura indicada.
2 OBJETIVO
El presente documento tiene por objetivo presentar la memoria de cálculo del

análisis y diseño estructural de la Caseta de Campo para la Ampliación de la
Subestación Pariñas 220 kV.
3 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA
La CASETA DE CAMPO se encuentra conformada estructuralmente mediante

pórticos y muros en los ejes perimetrales, la estructura tiene una altura libre de 2.75
m, los muros de tabiquería se encuentran confinados en sus 4 lados por vigas y
columnas de amarre, las cuales no se encuentran en contacto con los pórticos de la
estructura. En las figuras 1 y 2 se muestran el esquema de las elevaciones de la
Caseta de Campo.
Figura 1. Elevación eje CA – Caseta de Campo
PE-PETR-GP003-S-01-D0403 Página 5 de 43
Figura 2. Elevación eje C1 – Caseta de Campo
4 DEFINICIONES
Losa de techo
La losa de techo es el elemento estructural capaz de soportar cargas para las que
fueron diseñadas, dichas cargas a su vez son transmitidas hacia las vigas y éstas a
su vez a las columnas y los muros. Para el diseño estructural de la Caseta de
Campo se ha considerado una losa de techo de concreto armado.
Columnas y Muros
Son elementos verticales de sección rectangular y en “L” encargados de transmitir
las cargas provenientes del peso propio de la estructura y también las sobrecargas,
las columnas conectadas a las vigas forman pórticos estructurales, es decir las
columnas son elementos estructurales capaces de soportar grandes cargas según
su diseño.
Vigas
Las vigas son elementos de sección rectangular lineales dispuestos de forma
horizontal y conectados a las columnas. Las vigas son elementos estructurales
encargados soportar y de transmitir las cargas por peso propio de la losa y las
sobrecargas.
Zapata
Las zapatas son elementos estructurales encargados de transmitir de forma
adecuada las cargas hacia el terreno. De acuerdo a su diseño las zapatas son de
forma rectangular, trapezoidal o circular.
Mampostería
El proyecto arquitectónico de la Caseta de Campo considera acabados de
mampostería en ladrillos de arcilla King Kong 18 huecos caravista, revocado,
estucado y pintado al exterior e interior con pintura acrílica. Los muros estarán
compuestos por ladrillos de arcilla, el cual presenta un esfuerzo máximo de
compresión f’m= 14 MPa.
Resistencia a la compresión del concreto

Se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o
de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro
cuadrado (kg/cm²) a una edad de 28 días designada con el símbolo f’c.
Acero de refuerzo
El acero de refuerzo utilizado en el diseño de los elementos de concreto deberá
cumplir con las normas ASTM A-706; el cual deberá tener una resistencia nominal a
la fluencia mínima de fy=4200 kg/cm². Se utilizarán barras corrugadas de acero.
Capacidad admisible del terreno

Es la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él.
Técnicamente la capacidad admisible es la máxima presión media de contacto entre
la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o
un asentamiento diferencial excesivo.
Carga muerta y carga viva

Carga Muerta.- Son aquellas cargas que actúan durante toda la vida de la
estructura. Incluyen todos aquellos elementos de la estructura como losas, vigas,
columnas y demás elementos. También se le denomina carga permanente.
Carga Muerta: Acabados. La carga sobre la losa de techo será de 0.10Ton/m²
Carga Viva: La carga sobre la losa de techo será de 0.10Ton/m².
5 NORMAS Y REGLAMENTOS DE REFERENCIA
Todos los Cálculos de Diseño, Procedimientos y Especificaciones para los

Materiales y Equipos, serán en base a las Normas siguientes (teniendo como
prioridad las Normas y Reglamentos Nacionales):
 RNE – Reglamento Nacional de Edificaciones
 Norma de Cargas E.020
 Norma de Diseño Sismorresistente E.030 [5]
 Norma de Suelos y Cimentaciones E.050
 Norma de Concreto Armado E.060 [4]
 Norma de Albañilería E.070 [12]
 ACI – American Concrete Institute [6]
 ACI-318_14 “Requisitos para Concreto Estructural”
En todos los casos, se usarán las Normas en su última versión vigente, teniendo
siempre presente que las exigencias de las mismas, se consideran mínimas, por lo
que serán complementadas de ser necesario.
6 DISEÑO ESTRUCTURAL
La metodología empleada para el diseño de los elementos es el de la resistencia

última o de la rotura, para lo cual se utilizó las siguientes expresiones:
6.1 Diseño para elementos a Flexión
Figura 3. Diagrama de equilibrio – Viga simplemente reforzada
Mu
As = 𝑎
∅ x fy x (d − 2)
Donde:
𝐴𝑠 𝑥 𝑓𝑦
𝑎=
0.85 𝑥 𝑓′𝑐 𝑥 𝑏
(Factor de reducción por flexión Ø = 0.90)
14
𝐴𝑠𝑚𝑖𝑛 = 𝑓𝑦 𝑥𝑏𝑥𝑑 (Cuantía mínima), NTE E.060 (Acero grado 60). [4]
Donde:
Mu = Momento último o momento de diseño, [kg-m]

b = Ancho del muro o losa, [cm].
d = Peralte efectivo, que se obtiene de la diferencia entre el espesor del muro
o losa y el recubrimiento, [cm].
f’c = Resistencia a la compresión del concreto, [kg/cm²].
fy = Resistencia a la fluencia del acero, [kg/cm²].
6.2 Diseño para elementos a Flexocompresión (columnas)
𝜌𝑚𝑖𝑛 = 0.01 (Cuantía mínima), NTE E.060 (Acero grado 60)
𝜌𝑚𝑎𝑥 = 0.04 (Cuantía máxima), NTE E.060 (Acero grado 60). [4]
6.3 Diseño para elementos a Cortante
∅𝑉𝑐 = ∅𝑥0.53𝑥√𝑓′𝑐𝑥𝑏𝑥𝑑 , (Factor de reducción por corte, ∅ = 0.85)

Donde:
Vu = Cortante último
Si: Vc > Vu, entonces el espesor y la resistencia del concreto cumplen.
7 PARÁMETROS DE DISEÑO
La estructura se diseñará para resistir las fuerzas sísmicas y sobrecargas que les
impongan como consecuencia de su uso previsto. Estas actuarán en las
combinaciones prescritas y no causarán esfuerzos que excedan los parámetros de
diseño.
7.1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Los materiales presentan las siguientes propiedades:

Resistencia del concreto armado f’c=280 kg/cm²
Resistencia del acero fy=4200 kg/cm²
Módulo de elasticidad acero Es= 2.0 E+6 kg/cm²
Módulo de elasticidad concreto Ec=15000 √𝑓′𝑐 kg/cm²
7.2 CARGAS Y SOBRECARGAS
Las cargas consideradas para el análisis y diseño de la estructura son las siguientes:
Peso propio de los elementos de concreto armado 2400 kg/m³

Peso de losa maciza (e=0.15 m) 360 kg/m²
Peso del acabado 100 kg/m²
Peso muro de albañilería 1500 kg/m³
Vivas:
Sobrecarga en Techo 100 kg/m²
7.3 PARÁMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE
De acuerdo a la Norma E.030 [5] se considera los siguientes parámetros sísmicos:
Factor de zona : Talara Z=0.50

Factor de uso : Categoría A U=1.50
Factor de suelo : Tipo S2 S = 1.05, TP = 0.40 s, TL = 2.50 s
Coeficiente de reducción:
(La estructura no presenta irregularidades)
Muros estructurales Rx = 6
Ry = 6
Contribución de la carga viva
Categoría A : 50%
Azotea : 25%
Periodo fundamental de vibración
ℎ𝑛
𝑇=
𝐶𝑡
hn : altura de la edificación
CT = 35
 T = 3/35 = 0.086
 C = 2.50
Fuerza Cortante en la Base (V)

𝑍𝑈𝐶𝑆
𝑉= 𝑥𝑃
𝑅
7.4 COMBINACIONES DE CARGA
Los diferentes elementos estructurales se diseñarán, considerando el Método a la

rotura, realizando las combinaciones de Carga Muerta, Carga Viva y Cargas de
sismo, de acuerdo a las estipulaciones dadas en las Normas Técnicas de Concreto
Armado E.060 [4] y Normas de Diseño Sismo Resistente NTE E.030 [5] del
Reglamento Nacional de Edificaciones. Las normas vigentes establecen para el
diseño los siguientes factores y combinación de cargas:
COMB1 = 1.40 x CM + 1.70 x CV

COMB2 = 1.25 x CM + 1.25 x CV + FSx (sismo dirección X-X)
COMB3 = 1.25 x CM + 1.25 x CV - FSx (sismo dirección X-X)
COMB4 = 1.25 x CM + 1.25 x CV + FSy (sismo dirección Y-Y)
COMB5 = 1.25 x CM + 1.25 x CV - FSy (sismo dirección Y-Y)
COMB6 = 0.90 x CM + FSx (sismo dirección X-X)
COMB7 = 0.90 x CM - FSx (sismo dirección X-X)
COMB8 = 0.90 x CM + FSy (sismo dirección Y-Y)
COMB9 = 0.90 x CM - FSy (sismo dirección Y-Y)
ENVOL = COMB1+COMB2+COMB3+COMB4+COMB5+COMB6+COMB7+COMB8+COMB9
SERV x = CM + CV + 0.80 x FSx
SERV y = CM + CV + 0.80 x FSy
SERV = SERV x + SERV y
Dónde:
CM : Carga Muerta
CV : Carga Viva
FSx : Fuerza sísmica en dirección “X”
FSy : Fuerza sísmica en dirección “Y”
ENVOL : Envolvente de combinaciones
SERV x : Combinaciones de carga en servicio en dirección “X”
SERV y : Combinaciones de carga en servicio en dirección “Y”
SERV : Envolvente de cargas en condiciones de servicio
8 ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y DISEÑO DE LOS ELEMENTOS
8.1 ANÁLISIS SÍSMICO ESTATICO
Peso de la estructura (P)
Tabla 1. Peso de la estructura para el cálculo de la fuerza cortante
Descripción Peso (ton)
Techo 14.40
Vigas 5.34
Columnas 50% 7.26
Acabados 100% 4.00
Sobre carga 50% 2.00
Peso total 33.00
Fuerza cortante en la Base (V)
𝑍𝑈𝐶𝑆 0.50𝑥1.5𝑥2.50𝑥1.05
𝑉= 𝑥𝑃 = 𝑥33.00 = 10.83 𝑡𝑜𝑛
𝑅 6
8.2 ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO
Para el análisis dinámico de la estructura se utilizará el espectro de diseño indicado

en la norma E.030, así mismo se utilizara la expresión siguiente:
𝑍. 𝑈. 𝐶. 𝑆
𝑆𝑎 = .𝑔
𝑅
Para el análisis se utilizó el siguiente espectro inelástico de pseudo aceleraciones:
ESPECTRO DE SISM O NORM A E-030 2003
0.35
0.30
0.25
ZUCS/R
0.20
Sa
0.15
0.10
0.05
0.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
PERIODO T
Figura 4. Espectro de diseño, R=6
Fuerza Cortante Mínima (RNE E.030[5])
Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza cortante

mínima en el primer entrepiso del edificio no podrá ser menor que el 80% del
valor calculado según el ítem 8.1 de este documento para estructuras regulares,
ni menor que el 90% para estructuras irregulares, Vdinámico ˃80%Vestático y Vdinámico
˃90%Vestático, respectivamente.
La Tabla Nº 2 muestran las fuerzas cortantes mínimas y los factores de escala

necesarios para cumplir con lo señalado en el párrafo anterior. Estos factores
deberán escalar proporcionalmente todos los resultados obtenidos en el
programa, excepto los desplazamientos.
Tabla 2. Fuerza cortante mínima

Fuerza cortante en la base
Dirección del Factor 0.80 Factor de
análisis Regular Vestático escala
Vdinámico Vestático
Sismo en X-X 10.72 ton 10.83 ton 0.80 8.66 ton 1.00
Sismo en Y-Y 10.72 ton 10.83 ton 0.80 8.66 ton 1.00
Para estructuras de concreto armado se deberá revisar que el sistema

estructural considerado cumpla con los criterios indicados en el ítem 3.2.1 del
RNE E.030[5], donde se indica que para “Muros Estructurales”, la resistencia
sísmica está dada predominantemente por muros estructurales o placas sobre
los que actúa por lo menos el 70% de la fuerza cortante en la base, ver Tabla Nº
3.
Tabla 3. Resultados análisis dinámicos
Descripción Sismo X-X Sismo Y-Y
Vdinámico 10.72 ton 10.72 ton

Vestático 10.83 ton 10.83 ton
0.80 Vestático 8.66 ton 8.66 ton
Factor de escala 1.00 1.00
Vporticos 1.24 ton 0.94 ton
Vplacas 9.48 ton 9.76 ton
Vporticos/Vdinámico 12% 9%
Vplacas/Vdinámico 88% 91%
Sistema estructural MUROS MUROS
ESTRUCTURALES ESTRUCTURALES
8.3 VERIFICACION DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES
Desplazamiento y distorsiones en los centros de masa

Para estructuras regulares, los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando
por 0,75 R los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones
sísmicas reducidas. Para estructuras irregulares, los desplazamientos laterales se
calcularán multiplicando por R los resultados obtenidos del análisis lineal elástico.
Tabla 4. Distorsiones e irregularidades obtenidas del análisis
NIVEL ALTURA Ux ELAST Ux0.75R DISTORSIÓN DISTORSIÓN

(m) (cm) INELAS OBTENIDA PERMITIDA
(cm)
1 ER NIVEL 3.00 0.0331 0.1490 0.0049 0.007
NIVEL ALTURA Uy ELAST Uyx0.75R DISTORSIÓN DISTORSIÓN

(m) (cm) INELAS OBTENIDA PERMITIDA
(cm)
1 ER NIVEL 3.00 0.0318 0.1431 0.00048 0.007
Según los resultados obtenidos del análisis estructural, las distorsiones obtenidas
del análisis resultan menores a la distorsión permitida.
Tabla 5. Irregularidad torsional en “X”
Desplazamientos máximos de una esquina (mayores desplazamientos) y
desplazamientos en esquina opuesta.
NIVEL ALTURA Ux ELAST Ux INELAS IRREGULAR IRREGULAR

(m) (cm) (cm) OBTENIDA PERMITIDA
1 ER NIVEL 3.00 0.0338 0.1521

1.02 1.30
1 ER NIVEL 3.00 0.0324 0.1458
Irregularidad = 2*Ux1 / (Ux1 + Ux2) = 1.02 < 1.30 (No existe irregularidad torsional
en la dirección “x”).
Tabla 6. Irregularidad torsional en “Y”

Desplazamientos máximos de una esquina (mayores desplazamientos) y
desplazamientos en esquina opuesta.
NIVEL ALTURA Uy ELAST Uy INELAS IRREGULAR IRREGULAR

1 ER NIVEL 3.00 0.0351 0.1580

1.11 1.30
1 ER NIVEL 3.00 0.0284 0.1278
Irregularidad = 2*Uy1 / (Uy1 + Uy2) = 1.10 < 1.30 (No existe irregularidad torsional
en la dirección “y”).
8.4 RESULTADOS DEL ANÁLISIS
Para realizar el análisis estructural empleamos el programa ETABS V16.01, el

modelo matemático está conformado por elementos lineales tipo frame, losa de
concreto armado, en la siguiente figura se muestra el modelo matemático analizado.
Figura 5. Modelo matemático - Caseta de Campo
Figura 6. Distribución de vigas en Caseta de Campo
Figura 7. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje CA, (ton-m)
Figura 8. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje CB, (ton-m)
Figura 9. Diagrama de Momentos Flectores – Elevación eje C1, (ton-m)
Figura 12. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje CA, (ton)
Figura 13. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje CB, (ton)
Figura 14. Diagrama de Fuerzas Cortantes – Elevación eje C1, (ton)
Figura 17. Desplazamientos laterales del pórtico C1 en “y” (cm)
Figura 18. Desplazamientos laterales del pórtico CA en “x” (cm)
Tabla 7. Desplazamientos laterales en los pórticos de tabiquería
NIVEL ALTURA Uy ELAST Uy INELAS DISTORSIÓN DISTORSIÓN

1 ER NIVEL 3.00 0.0821 0.3695 0.0012 0.005
NIVEL ALTURA Ux ELAST Ux INELAS DISTORSIÓN DISTORSIÓN

1 ER NIVEL 3.00 0.0783 0.3524 0.0012 0.005
8.4.1 DISEÑO DE VIGAS
VIGA V - A y V - B (0.25x0.40)
Figura 19. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga V-A y V-B
Diseño por Flexión

M ult pos = +1.20 ton-m
M ult neg = -1.93 ton-m
As pos = 0.91 cm²
As neg = 1.47 cm²
As min = 2.89 cm²
 Usamos Acero de refuerzo en la viga V - A y V - B (0.25x0.40), 2 barras de
Ø1/2" + 1 barra de Ø3/8" en cada extremo de la viga superior e inferior.
Diseño por Corte

Vu max = 2.68 ton
Ø Vc = 0.85 x 0.53 x raíz(f’c) x b x d = 0.85 x 0.53 x raíz(280) x 25 x 35.37 = 6.67 ton
 La fuerza cortante nominal es mayor a la fuerza cortante producida en la viga

por lo tanto se colocará acero de refuerzo transversal (estribos) de acuerdo a
lo indicado en la norma.
 Usamos estribos Ø 3/8"@0.095 (L=0.80m en cada extremo); resto @0.15m
(parte central de la viga).
Diseño por Capacidad
Peso propio 0.25 m 0.40 m 2400 kg/m³ 240 kg/m

Losa maciza e=0.15m 1.90 m 360 kg/m² 684 kg/m
Acabados 2.15 m 100 kg/m² 215 kg/m
Sobre carga 2.15 m 100 kg/m² 215 kg/m
w m = 1 139 kg/m
w v = 215 kg/m
w ult = 1.25 x (1 139 + 215) = 1692.5 kg/m
L viga = 3.85 m
IZQUIERDA DERECHA
b = 25 cm b = 25 cm
h = 40 cm h = 40 cm
d = 34.37 cm d = 34.37 cm
As = 3.25 cm² As = 3.25 cm²
a = 2.29 cm a = 2.29 cm
Mn = 4.53 ton-m Mn = 4.53 ton-m
(𝑀𝑛𝑖𝑧𝑞 + 𝑀𝑛𝑑𝑒𝑟 ) 𝑤𝑢𝑙𝑡 𝑥𝐿

𝑉𝑢 = 1.25𝑥 +
𝐿 2
 Vu = 6.20 ton
ØVc = 6.67 ton
La resistencia nominal del concreto supera la cortante última obtenida del diseño por
capacidad, el espaciamiento de los estribos deberá realizarse mediante el diseño por
capacidad.

VIGA V – 1, V - 2 y V - 3 (0.25x0.40)
Figura 20. Diagrama fuerzas cortantes, momentos flectores viga V-1, V-2 y V-3

As pos = 1.15 cm²
As neg = 1.00 cm²
As min = 2.89 cm²
 Usamos acero de refuerzo en la viga de 2 barras de Ø1/2" + 1 barra de Ø3/8"
en cada extremo de la viga, superior e inferior.
Diseño por corte

Vu max = 2.87 ton
La fuerza cortante nominal es mayor a la fuerza cortante producida en la viga por lo

tanto se colocará acero de refuerzo transversal (estribos) de acuerdo a lo indicado
en la norma.

Peso propio 0.25 m 0.40 m 2400 kg/m³ 240 kg/m

Losa maciza e=0.15m 4.00 m 360 kg/cm² 1440 kg/m
Acabados 4.25 m 100 kg/cm² 425 kg/m
Sobre carga 4.25 m 100 kg/cm² 425 kg/m
w m = 2105 kg/m
w v = 425 kg/m
w ult = 1.25 x (2105 + 425) = 3162.5 kg/m
L viga = 3.10 m
IZQUIERDA DERECHA
b = 25 cm b = 25 cm
h = 40 cm h = 40 cm
d = 34.37 cm d = 34.37 cm
As = 3.25 cm² As = 3.25 cm²
a = 2.29 cm a = 2.29 cm
Mn = 4.53 ton-m Mn = 4.53 ton-m
(𝑀𝑛𝑖𝑧𝑞 + 𝑀𝑛𝑑𝑒𝑟 ) 𝑤𝑢𝑙𝑡 𝑥𝐿

𝑉𝑢 = 1.25𝑥 +
𝐿 2
 Vu = 8.56 ton
ØVc = 6.48 ton

ØVs = 2.08 ton
Vs = 2.45 ton
 S = 83.70 cm
En la zona de confinamiento deberá tener un espaciamiento máximo de 92.33 cm, el

espaciamiento del diseño por capacidad supera al espaciamiento del diseño por
resistencia.
En relación a las longitudes de desarrollo y empalme, en el plano se muestran estas

longitudes que cumplen lo solicitado en el capítulo 12 de la Norma E.060.
VIGA VF - A y VF - B (0.30x0.30)
Figura 21. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga VF-A y

VF-B

As pos = 0.63 cm²
As neg = 1.25 cm²
As min = 2.23 cm²
 Usamos Acero de refuerzo en la viga VF - A y VF - B (0.30x0.30), 2 barras de
Ø1/2" en cada extremo de la viga, superior e inferior.
Diseño por Corte

Vu max = 1.64 ton


VIGA VF – 1, VF - 2 y VF - 3 (0.30x0.30)
Figura 22. Diagrama de fuerzas cortantes y momentos flectores viga VF-1, VF-
2 y VF-3

As pos = 0.44 cm²
As neg = 0.94 cm²
As min = 2.23 cm²
 Usamos Acero de refuerzo en las vigas VF-1, VF-2 y VF-3 (0.30x0.30), 2
barras de Ø1/2" en cada extremo de la viga, superior e inferior.
Diseño por Corte

Vu max = 1.40 ton


Verificación por torsión
Figura 23. Diagrama de momentos de torsión y carga axial en viga VF-1, VF-2 y
VF-3
T ult = +116.50 kg-m
𝐴2𝑐𝑝
𝑇𝑛 = ∅0.27√𝑓′𝑐 ( )
𝑃𝑐𝑝
Acp = 30x30 = 900 cm² (área de la sección del elemento)
Pcp = 4x30 = 120 cm (perímetro de la sección del elemento)
 Tn = 0.85x0.27x√280'x(900²/120) = 25921.8 kg-cm =259kg-m
En consecuencia, se permite despreciar los efectos de la torsión porque el momento

torsor amplificado Tult es menor a Tn, según se indica en el ítem 11.6.1 de la norma
E.060.
8.4.2 DISEÑO DE MUROS Y COLUMNAS
MURO M1 (L 0.80x0.80)
Figura 24. Diagrama de fuerza axial y momentos flectores en el muro (ton-m)
Tabla 8. Resultados de momentos flectores y cargas axiales en la columna

Load M x (ton-m) M y (ton-m) M x (ton-m) M y (ton-m)
P (ton)
Case/Combo Inferior Inferior Superior Superior
COMB1 -17.89 0.34 0.6 -1.65 -2.24
COMB2 -16.54 -0.04 8.83 -1.44 -2.20
COMB3 -15.12 0.61 -7.80 -1.42 -1.67
COMB4 -17.14 9.07 0.23 -2.28 -1.99
COMB5 -14.51 -8.49 0.8 -0.58 -1.88
COMB6 -11.62 -0.16 8.62 -0.88 -1.45
COMB7 -10.2 0.49 -8.02 -0.86 -0.92
COMB8 -12.22 8.94 0.02 -1.72 -1.24
COMB9 -9.60 -8.61 0.58 -0.02 -1.13
ENVOL Max -9.60 9.07 8.83 -0.02 -0.92
ENVOL Min -17.89 -8.61 -8.02 -2.28 -2.24

As pos = 3.13 cm²
As neg = 3.05 cm²
As min = 48.0 cm²
 Usamos Acero de refuerzo longitudinal de 18 barras de Ø 3/4"
Diseño por cortante
Vu max = 4.03 ton
Ø Vc = 0.85 x 0.53 x raíz(f’c) x b x d = 0.85 x 0.53 x raíz(280)x80x74.37 = 44.85 ton
 La fuerza cortante nominal es mayor a la fuerza cortante producida en la
columna por lo tanto se colocará acero de refuerzo transversal (estribos) de
acuerdo a lo indicado en la norma.
 Usamos estribos Ø 3/8"@0.08 L=0.80m; resto @0.15m
Figura 25. Diagrama de esfuerzos de compresión en el concreto y tracción en

el acero
Diagrama de interacción Muro L80x80

800
700
600
500
400
ØPn (ton)
300
200
100
0
-150 -100 -50 -100 0 50 100 150
-200
-300
ØMn (ton-m)
Figura 26. Diagrama de iteración muro L80x80
H col = 2.70 m
SUPERIOR INFERIOR
b = 80 cm b = 80 cm
h = 80 cm h = 80 cm
d = 74.37 cm d = 74.37 cm
ØMn = 79.85 ton-m ØMn = 66.77 ton-m
Mn = 114.07 ton-m Mn = 95.39 ton-m
(𝑀𝑛𝑠𝑢𝑝 + 𝑀𝑛𝑖𝑛𝑓 )
𝑉𝑢 = 1.25𝑥
𝐻
 Vu = 96.97 ton
ØVc = 44.85 ton

ØVs = 52.12 ton
Vs = 61.32 ton
 S = 7.23 cm
En la zona de confinamiento deberá tener un espaciamiento máximo de 7.23cm
Verificación de momentos nominales en los nudos

ØMnc = 66.77 ton-m
Mnc = 95.39 ton-m
Mn vi = 2X4.53 ton-m=9.06 ton-m
Mnc ≥ 1.20 x (Mn vi + Mn vd)
95.39 ton-m ≥ 1.20 x (9.06) =10.87 ton-m, Cumple,
Este análisis corresponde al caso más crítico, en el sentido contrario se tienen

momentos nominales menores los cuales no superan los momentos nominales de la
columna.
Columna C1 (0.40x0.40)
Figura 27. Diagrama de fuerza axial y momentos flectores en columna (ton-m)
Tabla 9. Resultados de momentos flectores y cargas axiales en la columna

Load M x (ton-m) M y (ton-m) M x (ton-m) M y (ton-m)
P (ton)
Case/Combo Inferior Inferior Superior Superior
COMB1 -19.07 0.09 -0.27 -1.51 0.05
COMB2 -16.63 0.08 0.68 -1.30 -1.09
COMB3 -16.93 0.08 -1.15 -1.30 1.18
COMB4 -17.63 1.07 -0.28 -1.99 0.09
COMB5 -15.94 -0.91 -0.20 -0.61 0.00
COMB6 -11.11 0.07 0.74 -0.78 -1.10
COMB7 -11.40 0.07 -1.09 -0.77 1.17
COMB8 -12.10 1.06 -0.22 -1.46 0.08
COMB9 -10.41 -0.92 -0.13 -0.09 -0.01
ENVOL Max -10.41 1.07 0.74 -0.09 1.18
ENVOL Min -19.07 -0.92 -1.15 -1.99 -1.10

As pos = 0.89 cm²
As neg = 1.50 cm²
As min = 14.15 cm²
 Usamos Acero de refuerzo longitudinal de 8 barras de Ø 5/8"
Vu max = 1.37 ton
Ø Vc = 0.85 x 0.53 x raíz(f’c) x b x d = 0.85 x 0.53 x raíz(280)x40x35.37 = 10.67 ton
 La fuerza cortante nominal es mayor a la fuerza cortante producida en la
columna por lo tanto se colocará acero de refuerzo transversal (estribos) de
acuerdo a lo indicado en la norma.
Figura 28. Diagrama de esfuerzos de compresión en el concreto y tracción en

el acero
Diagrama de interacción C40x40

250
200
150
ØPn (ton)
100
50
0
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
-50
-100
ØMn (ton-m)
Figura 29. Diagrama de iteración de la columna C40x40
H col = 2.70 m
SUPERIOR INFERIOR
b = 40 cm b = 40 cm
h = 40 cm h = 40 cm
d = 35.37 cm d = 35.37 cm
As = 6.00 cm² As = 6.00 cm²
a = 2.65 cm a = 2.65 cm
Mn = 8.58 ton-m Mn = 8.58 ton-m
(𝑀𝑛𝑠𝑢𝑝 + 𝑀𝑛𝑖𝑛𝑓 )
𝑉𝑢 = 1.25𝑥
𝐻
 Vu = 7.94 ton
ØVc = 10.67 ton
La fuerza cortante absorbida por el concreto supera la fuerza cortante última.
Verificación de momentos nominales en los nudos
ØMnc = 12.0 ton-m

Mnc = 17.14 ton-m
Mn vi = 2X4.53 ton-m=9.06 ton-m
Mnc ≥ 1.20 x (Mn vi + Mn vd)
17.14 ton-m ≥ 1.20 x (9.06) =10.87 ton-m, Cumple.
Este análisis corresponde al caso más crítico, en el sentido contrario se tienen

momentos nominales menores los cuales no superan los momentos nominales de la
columna.
8.4.3 DISEÑO DE LOSA
Losa e=0.15 m
Figura 30. Diagrama de momentos flectores en direcciones “x” e “y”
Momentos flectores máximos en direcciones “x” e “y”:

M11 máx = 0.31 ton-m
M11 min = -1.06 ton-m
M22 máx = 0.29 ton-m
M22 min = -0.98 ton-m
Área de acero de refuerzo calculado:

A11 max = 0.28 cm²
A11min = 0.98 cm²
A22 max = 0.26 cm²
A22min = 0.99 cm²
As min = 2.70 cm²
 Usamos Acero de refuerzo longitudinal de Ø 3/8"@0.20m
Figura 31. Diagrama de cortantes en direcciones “x” e “y”
Vu max = 1.94 ton
Ø Vc = 0.85 x 0.53 x raíz(f’c) x b x d = 0.85 x 0.53 x raíz (280) x100x10.37 = 7.81 ton
 La fuerza cortante nominal es mayor a la fuerza cortante producida en la losa,
conforme.
Verificación de deflexiones
De acuerdo a la tabla 9.2 de la norma E060 la deflexión máxima permitida en la losa
aligerada será L/180 debido a las cargas en servicio.
Figura 32. Deformaciones debido a cargas en servicio (CM+CV)
ΔZ = -0.9mm (cargas en servicio)
Δ max = 3500/180 = 19.44 mm
De acuerdo al análisis se tiene una deflexión máxima de 0.9 mm que resulta menor
al límite permisible por lo tanto usamos una losa maciza de 15cm de espesor.
8.4.4 DISEÑO DE ZAPATAS
Para el diseño de las zapatas, se revisaron que las presiones ejercidas por estas no
superen la capacidad admisible del suelo según los datos del Estudio de Suelos.
[13].
Para determinar las presiones ejercidas al terreno por la estructura se utilizaron las
siguientes expresiones:
𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣 6𝑥𝑒𝑥 6𝑥𝑒𝑦 𝐿𝑥,𝑦
𝜎1,2,3,4 = 𝑥 (1 ± ± ) , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑥,𝑦 <
𝐿𝑥 𝑥 𝐿𝑦 𝐿𝑥 𝐿𝑦 6
2𝑥𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣 𝐿𝑥,𝑦
𝜎𝑥,𝑦 = , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑥,𝑦 >
𝐿𝑥, 𝑦 6
3𝑥 ( 2 − 𝑒𝑥,𝑦 ) 𝑥𝐿𝑦, 𝑥
La profundidad de cimentación será 1.20 m y las dimensiones para las zapatas se

uniformizaron a una medida de 1.50 m x 1.50 m. La capacidad portante para el
suelo de fundación es igual a 3.67 kg/cm2 según el informe de estudio de suelos.
Longitud de Anclaje:
0.075𝑓𝑦 0.075𝑥4200
𝑙𝑑 = 𝑥𝑑𝑏 = 𝑥1.91 = 35.96 𝑐𝑚
√𝑓′𝑐 √280
 Peralte mínimo de la zapata de 35.96+7.00 + 1.59/2 = 43.75 cm
 Usamos peralte de la zapata de 45cm
Zapata 1.50x1.50m, H=0.45m
Peso de la zapata + relleno:

P = 1.50 x 1.50 x (0.45 x 2.40) + (1.50 x 1.50 - 0.40 x 0.40) x 0.75 x 1.80 = 5.25 ton
Tabla 10. Resultados de excentricidades en zapatas de Caseta de Campo

Columna/ Load FX FY FZ MX MY MZ P Excentricidades
Muro Case/Combo tonf tonf tonf tonf-m tonf-m tonf-m tonf ex (m) ey (m)
1 SERVICIO 2.54 2.06 12.14 5.56 6.93 0.07 17.39 0.40 0.32
2 SERVICIO 0.42 0.55 12.90 0.72 0.72 0.00 18.15 0.04 0.04
3 SERVICIO 1.08 0.34 14.11 0.85 0.92 0.01 19.36 0.05 0.04
4 SERVICIO 2.42 1.45 12.13 6.06 7.02 0.07 17.38 0.40 0.35
5 SERVICIO 1.26 2.46 12.47 6.77 6.02 0.07 17.72 0.34 0.38
6 SERVICIO 0.95 1.81 13.71 7.25 6.24 0.05 18.96 0.33 0.38
Tabla 11. Resultados de esfuerzos producidos en el fondo de la zapata
Load σ1 σ2 σ3 σ4
Columna
Case/Combo Tonf/m2 Tonf/m2 Tonf/m2 Tonf/m2
1 SERVICIO 6.05 -1.39 5.32 -0.65
2 SERVICIO 2.70 1.96 2.70 1.96
3 SERVICIO 2.78 1.89 2.74 1.92
4 SERVICIO 6.10 -1.44 5.59 -0.92
5 SERVICIO 5.51 -0.84 5.90 -1.23
6 SERVICIO 5.41 -0.74 5.90 -1.24
Todas las presiones ejercidas al terreno resultan menores a 36.7 ton/m2 .Ok cumple!
Tabla 12. Resultados de fuerza de punzonamiento, cortante y momentos

producidos en la zapata
Columna/ Load Pu “X” Pu “Y” Vu “X” Vu “Y” Mult “X” Mult “Y”
Muro Case/Combo ton ton ton ton Ton-m Ton-m
1 ENVOL Max 15.48 13.60 1.64 1.44 2.13 1.87
2 ENVOL Max 6.91 6.91 0.73 0.73 0.95 0.95
3 ENVOL Max 7.10 7.01 0.75 0.74 0.98 0.96
4 ENVOL Max 15.61 14.29 1.66 1.52 2.15 1.97
5 ENVOL Max 14.07 15.08 1.49 1.60 1.94 2.07
6 ENVOL Max 13.82 15.09 1.47 1.60 1.90 2.08
De acuerdo a los momentos máximos en cada dirección de la zapata tenemos los

siguientes refuerzos necesarios:
Tabla 13. Calculo de refuerzo en las zapatas

Refuerzo Calculado Refuerzo Mínimo Refuerzo Requerido
Columna /
Muro As x As y As x min As y min As x As y
cm2 cm2 cm2 cm2 cm2 cm2
1 1.669 1.466 15.75 15.75 15.75 15.75
2 0.745 0.745 15.75 15.75 15.75 15.75
3 0.766 0.756 15.75 15.75 15.75 15.75
4 1.683 1.541 15.75 15.75 15.75 15.75
5 1.518 1.626 15.75 15.75 15.75 15.75
6 1.490 1.627 15.75 15.75 15.75 15.75
Tabla 14. Refuerzo requerido en zapatas
Refuerzo Propuesto
Columna /
Muro # barras “x” # barras “y” Ø barras “x” Ø barras “y” As “x” As “y”
unid unid (") (") cm2 cm2
1 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
2 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
3 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
4 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
5 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
6 9 9 5/8 5/8 17.81 17.81 Ok
9 DISEÑO DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
Los elementos de fachada e interiores serán de 0.125 m de espesor en ladrillos de

arcilla tipo King Kong, cumpliendo con la norma NTP 331.017. [10]
Por tratarse de elementos no estructurales que hacen parte de una estructura
ubicada en la zona 4 según el mapa de zonificación sísmica, y por pertenecer a la
categoría A (edificaciones esenciales), se debe diseñar según el capítulo 6, Artículo
23 NTE E.030 [5]. Así también, el diseño de los elementos de albañilería toma en
cuenta la Norma NTE E.070. [12].
La fuerza cortante en la base está dada por:
𝑤 = 0.5𝑥𝑍𝑥𝑈𝑥𝑆𝑥𝛾𝑥𝑒
Dónde:
Z= 0.50 Factor de aceleración sísmica máxima para la zona 4
U= 1.50 Coeficiente de importancia de la estructura
S =1.05 Coeficiente de suelo
ɣ = 1.50 ton/m³ Peso específico del muro
ɣ = 2.00 ton/m³ Peso específico del tarrajeo
ɣ = 2.40 ton/m³ Peso específico del concreto
e1 = 0.01 m espesor del tarrajeo
e2 = 0.13 m espesor del muro de albañilería
Figura 33. Esquema de muro de tabiquería
W albañilería = 92.53 kg/m²
a = 1.78m
b = 1.90 m
b/a = 1.07
 m = 0.05
𝑀𝑠 = 𝑚𝑥𝑤𝑥𝑎2
Ms = 14.7 kg-m/m
𝑓𝑚 = 6𝑥𝑀𝑠 /𝑡 2
fm = 0.52 kg/cm² < f't = 1.50 kg/cm² Ok cumple!!
9.1 DISEÑO COLUMNETA CENTRAL
Para el diseño de la columneta central consideraremos las áreas tributarias de los

muros de albañilería que se encuentran junto a la columna. En la figura N°29 se
muestran las áreas tributarias amplificadas para los momentos y cortantes 1.25xMe,
1.25xVe.
M max = 99.56 kg-m

V max = 580 kg
b = 0.15 m
h = 0.13 m
d = 0.09 m
As = 1.27 cm²
Mult = 396.2 kg-m > M máx.= 99.56 kg-m Ok!!!

V ult = 1017.7 kg > V máx. = 580.0 kg Ok!!!
Se distribuirá refuerzo de estribos de 9Ø”1/4”@0.10 + 7Ø”1/4”@0.20 +

9Ø”1/4”@0.10 en el extremo inferior, intermedio y extremo superior.
Longitud de Anclaje:
0.075𝑓𝑦 0.075𝑥4200
𝑙𝑑 = 𝑥𝑑𝑏 = 𝑥1.27 = 23.91 𝑐𝑚
√𝑓′𝑐 √280
Consideramos 5 cm de recubrimiento
 peralte mínimo de elemento de anclaje 23.91 + 5 = 28.91 cm < 30 cm Ok!!
Figura 34. Esquema de anclaje de acero de refuerzo de la columneta
Debido a que las columnas extremas absorben menor fuerza que la columna central
consideramos la misma sección y refuerzo para las columnas.
10 DOCUMENTOS DE REFERENCIA
10.1 INTERNOS
Código Nombre del Documento

PE-PETR-GP003-S-01-
[1] Plano - Caseta de campo Arquitectura
K0402
PE-PETR-GP003-S-01-
[2] Plano - Caseta de campo Estructuras
K0403
PE-PETR-GP003-S-01- Criterios de diseño Obras Civiles Ampliación SE
[3]
D0400 Pariñas 220 kV
10.2 EXTERNOS
Código Nombre del Documento

Ministerio de Vivienda, Construcción y
[4] NTE E.060 Saneamiento. "Norma Técnica de Edificación
E.060 Concreto Armado"
E.030 Diseño Sismo Resistente"
American Concrete Institute AC. “Building Code
[6] ACI 318
Requirements for Structural Concrete”
E.020 Cargas"
Standard Specification for Low-Alloy Steel
[8] ASTM A706 Deformed and Plain Bars for Concrete
Reinforcement
Standard Specification for Hollow Brick (Hollow
[9] ASTM C652
Masonry Units Made From Clay or Shale)
Elementos de arcilla cocida. Ladrillos de arcilla
[10] NTP 33107
usados en albañilería
BRAJA, M. DAS. Principios de Ingeniería de
[11]
Cimentaciones. Cuarta Edición
E.070 Albañilería"
Estudio de Suelos Ampliación de SE Pariñas
[13] PE-PETR-GP003-S-01-D0801
220kV

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MEMORIA DE CÁLCULO CASETA DE CAMPO

AMPLIACIÓN SUBESTACIÓN PARIÑAS 220kV

TRANSMISSION SOLUTIONS AND ENERGY MANAGEMENT

Distribución electrónica para todo el personal de la división a través de la Intranet

1. ISA - CTM Ago. - 2019 2. SIEMENS EM TS Ago. - 2019

Energy Fecha emisión:

Elaboró M. Talavera Código Documento:

Formato base: F4206001.001 E0 © Siemens AG 2012 All Rights Reserved Página 1 de 43

Tabla 1. Peso de la estructura para el cálculo de la fuerza cortante ........................................ 12

Figura 1. Elevación eje CA – Caseta de Campo ............................................................................ 5

Como parte de los trabajos a desarrollar en el proyecto “MODERNIZACION DE

El presente documento tiene por objetivo presentar la memoria de cálculo del

La CASETA DE CAMPO se encuentra conformada estructuralmente mediante

Figura 1. Elevación eje CA – Caseta de Campo

Resistencia a la compresión del concreto

Capacidad admisible del terreno

Carga muerta y carga viva

5 NORMAS Y REGLAMENTOS DE REFERENCIA

Todos los Cálculos de Diseño, Procedimientos y Especificaciones para los

La metodología empleada para el diseño de los elementos es el de la resistencia

6.1 Diseño para elementos a Flexión

Figura 3. Diagrama de equilibrio – Viga simplemente reforzada

Mu = Momento último o momento de diseño, [kg-m]

6.2 Diseño para elementos a Flexocompresión (columnas)

𝜌𝑚𝑖𝑛 = 0.01 (Cuantía mínima), NTE E.060 (Acero grado 60)

6.3 Diseño para elementos a Cortante

∅𝑉𝑐 = ∅𝑥0.53𝑥√𝑓′𝑐𝑥𝑏𝑥𝑑 , (Factor de reducción por corte, ∅ = 0.85)

7.1 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Los materiales presentan las siguientes propiedades:

Peso propio de los elementos de concreto armado 2400 kg/m³

7.3 PARÁMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE

De acuerdo a la Norma E.030 [5] se considera los siguientes parámetros sísmicos:

Factor de zona : Talara Z=0.50

Fuerza Cortante en la Base (V)

Los diferentes elementos estructurales se diseñarán, considerando el Método a la

COMB1 = 1.40 x CM + 1.70 x CV

8.1 ANÁLISIS SÍSMICO ESTATICO

Peso de la estructura (P)

Tabla 1. Peso de la estructura para el cálculo de la fuerza cortante

Descripción Peso (ton)

Columnas 50% 7.26

Acabados 100% 4.00

Sobre carga 50% 2.00

Peso total 33.00

Fuerza cortante en la Base (V)

8.2 ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO

Para el análisis dinámico de la estructura se utilizará el espectro de diseño indicado

Para el análisis se utilizó el siguiente espectro inelástico de pseudo aceleraciones:

Figura 4. Espectro de diseño, R=6

Fuerza Cortante Mínima (RNE E.030[5])

Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza cortante

La Tabla Nº 2 muestran las fuerzas cortantes mínimas y los factores de escala

Tabla 2. Fuerza cortante mínima

Para estructuras de concreto armado se deberá revisar que el sistema

Descripción Sismo X-X Sismo Y-Y

Vdinámico 10.72 ton 10.72 ton

8.3 VERIFICACION DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES

Desplazamiento y distorsiones en los centros de masa

Tabla 4. Distorsiones e irregularidades obtenidas del análisis