03 03
INTRODUCCIÓN OBJETIVO 03 04
BASES PARA EL DISEÑO CALIDAD DE LOS MATERIALES 04 06
GEOMETRÍA DE LA ESTRUCTURA Y LA ANTENA FUERZA DE VIENTO SOBRE ESTRUCTURA Y ANTENAS 16 16
CARGAS GRAVITACIONALES LIMITACIÓN DE DEFORMACIONES
Fuerza
ANSI/TIA-222-H INDICE
de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas.
01 by Ing.Angel Manrique Página 2 de 16
INTRODUCCIÓN
Un factor importante al momento de realizar la instalación de equipos de comunicaciones tales como antenas y sus estructuras de soporte como mástiles, estructuras atirantadas y estructuras autosoportantes es la fuerza de viento que actúa directamente sobre estas.
La fuerza de viento es directamente proporcional a la velocidad de las corrientes eólicas que afectan a las estructuras de soportes y a las antenas. Por lo que el American National Standards Institute (ANSI) ha desarrollado el documento (TIA 222-H-2018) para controlar el diseño de estructuras de elevación de equipos de telecomunicaciones y así determinar posibles fallas debido a las fuerzas generadas por altas corrientes de aire.
En este documento se establece el cálculo de la fuerza de viento total actuante sobre la estructura. En sistemas reticulados esta se distribuye en la altura del soporte según su geometría y número de nodos. Es decir, aunque el viento afecte efectivamente el área de los elementos de la estructura todas las fuerzas en sistemas reticulados se aplican directamente sobre los nodos.
La fuerza del viento se incrementa a medida que aumenta la altura de la torre o mástil. Por lo que a mayor altura las dimensiones de la estructura de soporte tiende a ser más robusto, más ancha, con componentes estructurales de dimensiones considerables, y por ende una estructura más pesada. En lo que respecta a la antena o equipo de telecomunicación, cuanto mayor es su superficie útil mayor es la resistencia que presenta al viento, este factor entonces limita de manera significativa tamaño de la antena y, por lo tanto, la capacidad de transmisión de la misma.
02 OBJETIVO
El presente documento está referido al cálculo de la fuerza de viento sobre estructuras reticuladas de sección transversal cuadrada para soporte de antenas de telecomunicaciones.
03
BASES PARA EL DISEÑO
Normas Nacionales
1.NCh 432.Of2010 Diseño Estructural -Cargas de viento.
Normas Internacionales
1. ANSI/TIA-222-H-2018. Structural Standard for Antenna Supporting Structures and Antennas and Small Wind Turbine Support Structures.
Documentos Técnicos
1.
ERI-Breakfast_2018-NAB_222-H-Impact_Ruedlinger. ANSI/TIA-222-G Explained
Fuerza
01
de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
2. 04 by Ing.Angel Manrique Página 3 de 16
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H 04
DE LOS MATERIALES
ACERO ESTRUCTURAL Esfuerzo de fluencia del acero ≔ f ys 250 M P a Peso unitario ≔ γ a 7850 k g f m 3 Modulo de elasticidad del acero ≔ E s 200000 M P a 05
DE LA ESTRUCTURA Y LAANTENA 5.1 ESTRUCTURA Peso total de la estructura ≔ P ST 3105 k g f Sección transversal ≔ ST Cuadrada Ancho de base b 1 ≔ b 1 4480 m m Ancho de base b 2 ≔ b 2 2800 m m Ancho de base b 3 ≔ b 3 1520 m m Altura h 1 ≔ h 1 4250 m m Altura h 2 ≔ h 2 9820 m m Altura h 3 ≔ h 3 7685 m m Altura Total ≔ h T = + + h 1 h 2 h 3 21755 m m Figura1.Imagenreferencialdelaestructura Altura h A1 = h A1 7083.33 m m Altura h A3 = h A2 11661.25 m m 5.2 ANTENAA1 Peso de la antena ≔ P SA 32 k g f Diámetro de la antena ≔ ϕ A 1200 m m Ancho de la antena ≔ E A 748 m m Altura desde la base de la torre ≔ H A = h T 21755 m m Espesor del tambor ≔ e A 4 m m Figura2.Imagenreferencialdelaantena
ANTENAA2
CALIDAD
4.1
GEOMETRÍA
5.3
by Ing.Angel Manrique Página 4 de 16
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H ≔ e A 4 m m
ANTENAA2 Peso de la antena ≔ P SAE1 32 k g f Diámetro de la antena ≔ ϕ AE1 750 m m Ancho de la antena ≔ E AE1 150 m m Altura desde la base de la torre = H A 21755 m m Espesor del tambor ≔ e A 4 m m Figura3.Imagenreferencialdelaantena
ANTENAA3 Peso de la antena ≔ P SAE2 64 k g f Diámetro de la antena ≔ ϕ AE2 2000 m m Ancho de la antena ≔ E AE2 600 m m Altura desde la base de la torre = H A 21755 m m Espesor del tambor ≔ e A 4 m m Figura4.Imagenreferencialdelaantena 5.5 ANTENAA4 Peso de la antena ≔ P SAE3 32 k g f Diámetro de la antena ≔ ϕ AE3 1300 m m Ancho de la antena ≔ E AE3 300 m m Altura desde la base de la torre = H A 21755 m m Espesor del tambor ≔ e A 4 m m Figura5.Imagenreferencialdelaantena
ANTENAA5 Peso de la antena ≔ P SAE4 32 k g f Diámetro de la antena ≔ ϕ AE4 1300 m m Ancho de la antena ≔ E AE4 600 m m Altura desde la base de la torre = H A 21755 m m Espesor del tambor ≔ e A 4 m m Figura6.Imagenreferencialdelaantena 06 by
Página 5 de 16
5.3
5.4
5.6
Ing.Angel Manrique
FUERZA DE VIENTO SOBRE ESTRUCTURA Y ANTENAS
6.1FUERZA DE VIENTO SOBRE LA ESTRUCTURA
Presióndevelocidad q z
Velocidadbásicadeviento V
Velocidadbásica del viento para la condición de carga(m/s)
Tabla 6 NCh 432-2010
Coeficientedepresióndevelocidad K z
Figura7.Art.2.6.5.1ANSI/TIA-222-H.ERI-Breakfast_2018-NAB_222-H-Impact_Ruedlinger
Categoría de Exposición
Art. 2.6.5.1.2 ANSI/TIA-222-H
Altura sobre el nivel del suelo en la base de la estructura
Coeficiente de presión de velocidadmínimo
Tabla 2-4 ANSI/TIA-222-H
Altura nominal de la capa límite atmosférica
Tabla 2-4 ANSI/TIA-222-H
Exponente de la ley de potencia de la velocidad del viento en ráfagas de 3 segundos. Tabla 2-4 ANSI/TIA-222-H
Coeficiente de presión de velocidad
Art. 2.6.5.2 ANSI/TIA-222-H
Fuerza
≔ e A 4 m m 06
de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
≔ V 35
≔ CE C
≔ z
200 m m
K
0.85
=
zmin
= z g 274 m
α 9.5
=
≔ K z = min ⎛ ⎜ ⎜ ⎝ , max ⎛ ⎜ ⎜ ⎝ , 2.01⋅⎛ ⎜ ⎝ z z g ⎞ ⎟ ⎠ 2 α K zmin ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2.01 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 0.85 Factortopográfico K zt by Ing.Angel Manrique Página 6 de 16
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
Factortopográfico K zt
Procedimiento de factor topográfico simplificado (Method1)
Factordeaceleracióndelvientoenazotea K s
¿La estructura se apoya sobre una techumbre?
Altura sobre el nivel del techoen la base de la estructura
Altura de antepecho (Parapet Height)
Figure2-2ANSI/TIA-222-H
Distancia horizontal desde la cara de barlovento hasta el centro de la estructura. Figure2-2ANSI/TIA-222-H
topográfica Art.
≔ CT 3
cresta
terreno circundante ≔ H 400 m Ubicación
estructura
escarpe ≔ L eh N/A Constante de terreno Tabla 2-4 ANSI/TIA-222-H = K c 1 Constante topográfica Tabla 2-5 ANSI/TIA-222-H = K t 0.53 Factor de atenuación de altura Tabla 2-5 ANSI/TIA-222-H = f 2 Factor de reducción de altura ≔ K h = e ⋅ fz H 1 Factor
Art.
≔ K zt = ⎛ ⎜ ⎝ 1+ ⋅ K c K t K h ⎞ ⎟ ⎠ 2 2.34
Figura8.Art.2.6.6.2.1ANSI/TIA-222-H.ERI-Breakfast_2018-NAB_222-H-Impact_Ruedlinger
Categoría
2.6.6.2.1ANSI/TIA-222-H
Altura de la
sobre el
de la
desde la cima o
topográfico
2.6.6.2.1ANSI/TIA-222-H
≔ A.Techo No
≔ z r 200 m
m
≔ h pt 1500 m
≔ X b 5000 m m
by
Página 7 de 16
m
Ing.Angel Manrique
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
Distancia horizontal desde la cara de barlovento hasta el centro de la estructura. Figure2-2ANSI/TIA-222-H
Altura de la cara a barlovento del edificio
ANSI/TIA-222-H
Ancho de la cara a barlovento del edificio
ANSI/TIA-222-H
Zona de ráfaga 1
Factor de aceleración del viento en azotea = K s 1
Factordeelevacióndelsuelo K e
media de la base de la estructura sobre el nivel del mar(m.s.n.m.)
de elevación del suelo
≔ X b 5000 m m
Figura9.Figure2-2ANSI/TIA-222-H
Figure2-2
≔ H s 60 m
Figure2-2
≔ W s 10 m
Figure2-2
≔ H 1 = + h pt X b 5 2500 m m
Figure2-2
≔ H 2 = + h pt min ⎛ ⎝ , H s W s ⎞ ⎠ 11500 m m Factor
cálculo ≔ K scal = min ⎛ ⎜ ⎝ , 1+ ⋅ 0.3max ⎛ ⎜ ⎝ , W s H s 1 ⎞ ⎟ ⎠ 1.1 ⎞ ⎟ ⎠ 1.1
ANSI/TIA-222-H
Zona de ráfaga 2
ANSI/TIA-222-H
de aceleración de
Elevación
≔ z s 685 Factor
Art.2.6.11.6
≔ K e = e ⋅ -0.000119 z s 0.92 Factordeprobabilidaddeladireccióndelviento K d by Ing.Angel Manrique Página 8 de 16
ANSI/TIA-222-H
Factor de dirección del viento para componentes estructurales planos
1 Factor de dirección del viento para componentes estructurales planos
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H ≔ K e = e ⋅ -0.000119 z s 0.92
de elevación del suelo Art.2.6.11.6ANSI/TIA-222-H Factordeprobabilidaddeladireccióndelviento K d Sección transversal de la estructura = ST “Cuadrada” Factor de probabilidad de la
del viento Tabla2-2ANSI/TIA-222-H = K d 0.85 Presión de Velocidad ≔ q z = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 0.613⋅ K z K zt K s K e K d V 2 N m 2 1169.81 N m 2 = q z 119.29 kgf m 2 Factordeefectoderáfaga G h Altura total de la estructura = H TE 21.96 m Factor de efecto de ráfaga Art.2.6.9.1ANSI/TIA-222-H ≔ G h = max ⎛ ⎜ ⎝ , min ⎛ ⎜ ⎝ , 0.85+ 0.15⋅ ⎛ ⎜ ⎝H TE 47.5 m 3 ⎞ ⎟ ⎠ 1 ⎞ ⎟ ⎠ 0.85 ⎞ ⎟ ⎠ 0.85 Áreaefectivaproyectadadelaestructura EPA s Dirección del viento ≔ WD Normal Área proyectada
una cara
sección = A f 8.17 m 2 Área
cara
hielo ≔ A r 0 m 2 Área bruta de una cara de
sección como si la cara fuera sólida = A g 48.36 m 2 Relación de solidez ≔ ε = + A f A r A g 0.17 Área proyectada efectiva
planos según ángulo de
del viento = A fe 8.17 m 2 Área proyectada efectiva de componentes
redondos según ángulo de
dirección del viento = A re 0 m 2 Coeficiente
estructura = C f 3.12
D
Tabla2-7
D
Factordereducciónparaelementosredondos R r by Ing.Angel Manrique Página 9 de 16
Factor
dirección
de componentes estructurales planos en
de la
proyectada de componentes estructurales redondos en una
de la sección incluyendo el área proyectada de
la
de componentes estructurales
la dirección
estructurales
la
de fuerza de la
Tabla2-7ANSI/TIA-222-H =
f
ANSI/TIA-222-H =
r 1
de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
Factordereducciónparaelementosredondos
Coeficiente de presión de velocidad
0.85 Factor de elevación del suelo
Diámetro exterior promedio de los perfiles
Coeficiente de velocidad para elementos redondos, tubulares y poligonales. Art.2.6.11.1.1ANSI/TIA-222-H
Factor de reducción promedio para elementos redondos Art.2.6.11.1.1ANSI/TIA-222-H
proyectada de la estructura
Fuerza de viento sobre la estructura Art. 2.6.11.1ANSI/TIA-222-H
6.2 DISTRIBUCION DE LA FUERZA DE VIENTO SOBRE LA ESTRUCTURA
Patronesdecargadeviento(Art. 3.6 ANSI/TIA-222-H)
Caso 1(C1): Presión a toda velocidad sobre toda la altura de la estructura.
Caso2(C2): Presión de velocidad máxima por encima del punto de vértice y presión de velocidad media por debajodel punto de vértice.
Caso3(C3): Presión de velocidad máxima por debajo del punto de vértice y presión de velocidad media por encima del punto de vértice.
Factor de conversión de viento medio Tabla 3-1 ANSI/TIA-222-H
Presión de velocidad media Art. 3.7.1
Fuerza
= K zt
R r Factor topográfico
2.34
K z
= K zt
=
2.34
≔ D ep 0 m
redondos
≔ C = ⋅ ⋅ 2 ⋅ ⋅ K z K zt K e V D ep m 0
= R r 0.57 Área efectiva
≔ EPA s = ⋅ C f ⎛ ⎝ + ⋅ D f A fe ⋅ D r ⎛ ⎝ ⋅ A re R r ⎞ ⎠⎞ ⎠ 25.46 m 2
≔ F ST ⋅ ⋅ q z G h EPA s = F ST 2581.29 k g f
= m f 0.6
viento de diseño ≔ f WT = F ST h T 118.65 k g f m
Presiónde
Figura10.Fuerzadevientoenlaestructura
ANSI/TIA-222-H ≔ f Wm = ⋅ m f F ST h T 71.19 k g f m
= h Z1 11.33 m
= h Z2 10.42 m Aplicacióndefuerzasdevientoalmodeloestructural by Ing.Angel Manrique Página 10 de 16
Zona 1 bajo el punto de vértice
Zona 2 sobre el punto de vértice
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H = h Z2 10.42 m
Aplicacióndefuerzasdevientoalmodeloestructural
Números de nodos de la estructura en la altura h Z1
Números de nodos de la estructura en la altura h Z2
Caso1(C1)
Fuerza en cada nodo parael Caso C1, Zona 1y 2 Art. 3.4.4ANSI/TIA-222-H
Caso2(C2)
Fuerza en cada nodo parael Caso C2, Zona 1 Art. 3.4.4ANSI/TIA-222-H
Fuerza en cada nodo parael Caso C2, Zona 2 Art. 3.4.4ANSI/TIA-222-H
Caso3(C3)
Fuerza en cada nodo parael Caso C3, Zona 1
3.4.4ANSI/TIA-222-H
en cada nodo parael Caso C3, Zona 2
3.4.4ANSI/TIA-222-H
36
6.3 RESUMEN DE DISTRIBUCION DE LA FUERZA DE VIENTO SOBRE LA ESTRUCTURASEGUN LA DIRECCION DEL VIENTO Fuerzaencadanododelaestructura
≔
N Z1
≔ N
Z2 32
≔ F nC1 = F ST + N Z1 N Z2 37.96 k g f
≔ F nC2Z1 = ⋅ f Wm h Z1 N Z1 22.41 k g f
≔ F nC2Z2 = ⋅ f WT h Z2 N Z2 38.64 k g f
Art.
≔ F nC3Z1 = ⋅ f WT h Z1 N Z1 37.35 k g f Fuerza
Art.
≔ F nC3Z2 = ⋅ f Wm h Z2 N Z2 23.19 k g f
DIRECCIÓN DE VIENTO: NORMAL = VN “CASO”“ZONA1(kgf)”“ZONA2(kgf)” 137.9637.96 222.4138.64 337.3523.19 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
= V45 “CASO”“ZONA1(kgf)”“ZONA2(kgf)” 142.7742.77 225.2543.54
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
Figura11.Fuerzadevientodirecciónnormal
Tabla1.Fuerzadevientoestructura DIRECCIÓN DE VIENTO: 45°
342.0826.12
“CASO”“ZONA1(kgf)”“ZONA2(kgf)” 137.9637.96 ⎡ ⎢ ⎤ ⎥ by Ing.Angel
Página 11 de 16
Figura12.Fuerzadevientodirección45°
Tabla2.Fuerzadevientoestructura DIRECCIÓN DE VIENTO: 90°
Manrique
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H DIRECCIÓN DE VIENTO: 90°
6.4 DISEÑO DE LA FUERZA DEL VIENTO EN LOS ACCESORIOS
Presióndevelocidad q zA
Se asume de manera conservadora que todas las antenas instaladas en la torre estánubicadas en el extremo superior de esta.
Velocidadbásicadeviento V
Velocidadbásica del viento para la condición de carga(m/s) = V 35
Coeficientedepresióndevelocidad K zA
Categoría de Exposición
Art. 2.6.5.1.2 ANSI/TIA-222-H
Altura sobre el nivel del suelo en la base del accesorio
Coeficiente de presión de velocidadmínimo
Altura nominal de la capa límite atmosférica
Exponente de la ley de potencia de la velocidad del viento en ráfagas de 3 segundos
Coeficiente de presión de velocidad Art. 2.6.5.2 ANSI/TIA-222-H
Factortopográfico K ztA
Categoría topográfica
Altura de la cresta sobre el terreno circundante
Ubicación de la estructura desde la cima o escarpe
= V90 “CASO”“ZONA1(kgf)”“ZONA2(kgf)” 137.9637.96 222.4138.64 337.3523.19 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ Figura13.Fuerzadevientodirección90°
= V60 “CASO”“ZONA1(kgf)”“ZONA2(kgf)” 100 200 300 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ Figura14.Fuerzadevientodirección60°
Tabla3.Fuerzadevientoestructura DIRECCIÓN DE VIENTO: 60°
Tabla4.Fuerzadevientoestructura
= CE
“C”
≔ z A = + zH A 21955 m m
= K zmin 0.85
= z g 274 m
= α
9.5
≔ K zA = min ⎛ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ , max ⎛ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ , 2.01⋅ ⎛ ⎜ ⎝ z A z g ⎞ ⎟ ⎠ 2 α K zmin ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 2.01 ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 1.18
CT 3
=
= H 400
m
= L eh “N/A” = K c 1 Constante de terreno by Ing.Angel Manrique Página 12 de 16
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas.
Constante de terreno = K c 1
Constante topográfica = K t 0.53
Factor de atenuación de altura = f 2
Factor de reducción de altura
Factor topográfico Art. 2.6.6.2.1ANSI/TIA-222-H
Factordeaceleracióndelvientoenazotea K sA
¿La estructura se apoya sobre una techumbre? = A.Techo “No”
Altura sobre el nivel del techoen la base del accesorio
Altura de antepecho (Parapet Height) = h pt 1500 m m
Distancia horizontal desde la cara de barlovento hasta el centro de la estructura. = X b 5000 m m
Altura de la cara a barlovento del edificio = H s 60 m
Ancho de la cara a barlovento del edificio = W s 10 m
Zona de ráfaga 1 = H 1 2500 m m
Zona de ráfaga 2 = H 2 11500 m m
Factor de aceleración de cálculo
Factor de aceleración del viento en azotea = K sA 1
Factordeelevacióndelsuelo K eA
media de la base del accesorio sobre el nivel del mar(m.s.n.m.)
de elevación del suelo
Factordeprobabilidaddeladireccióndelviento K d
Factor de probabilidad de la dirección del viento = K d 0.85
L eh “N/A”
ANSI/TIA-222-H =
≔ K hA = e ⋅ fz A H 1.12
≔ K ztA = ⎛ ⎜ ⎝ 1+ ⋅ K c K t K hA ⎞ ⎟ ⎠ 2 2.18
≔ z rA = + z r H A 21955 m m
≔ K scal = min ⎛ ⎜ ⎝ , 1+ ⋅ 0.3max ⎛ ⎜ ⎝ , W s H s 1 ⎞ ⎟ ⎠ 1.1 ⎞ ⎟ ⎠ 1.1
Elevación
≔ z sA = + z s H A m 706.76
≔ K eA = e ⋅ -0.000119 z sA 0.92
Factor
Art.2.6.11.6ANSI/TIA-222-H
Presión de Velocidad ≔ q zA = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 0.613⋅ K zA K ztA K sA K eA K d V 2 N m 2 1508.09 N m 2 by
Página 13 de 16
Ing.Angel Manrique
total de ubicación de la base de la antena
de efecto de ráfaga
ANSI/TIA-222-H
Áreaefectivaproyectadadelaccesorio EPA A
Figura15.Figure2-2ANSI/TIA-222-H
relativo entre el acimut asociado a la cara normal de la accesorio y la dirección del viento
¿Accesorio fuera de la sección transversal de la estructura?
Factor de blindaje para accesorios =
Área proyectada del accesorio asociada con la cara de barlovento normal al azimut
Área proyectada del accesorio asociada con la cara de barlovento normal al azimut
Coeficientedefuerza C a
Relación de aspecto asociada con la cara normal de barlovento del accesorio
Relación de aspecto asociada con la cara normal de barlovento del accesorio
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H ≔ q zA =⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ 0.613 K zA K ztA K sA K eA K d V 2 N m 2 1508.09 N m 2 = q zA 153.78 kgf m 2
hA Altura
= H TEA 21.96 m Factor
Art.2.6.9.1
≔ G hA = max ⎛ ⎜ ⎝ , min ⎛ ⎜ ⎝ , 0.85+ 0.15⋅ ⎛ ⎜ ⎝H TEA 47.5 m 3 ⎞ ⎟ ⎠ 1 ⎞ ⎟ ⎠ 0.85 ⎞ ⎟ ⎠ 0.85
Factordeefectoderáfaga G
≔ θ 0 d e g
Ángulo
≔ UA Si
K a
1
≔ A AN = ⋅ π ϕ A 2 4 1.13 m 2
≔ A AT = ⋅ ϕ A E A 0.9 m 2
≔ R AN 1
≔ R AT = ϕ A E A 1.6 ≔ C AN =⋅⋅ 2 ⋅⋅ K zA K ztA K eA V ϕ A m 64.56 by Ing.Angel Manrique Página 14 de 16
Tabla5.FuerzadevientoAntenas
“ANTENA”“Fn (kgf)”“Ft(kgf)”
“A1”132.58132.58
“A2”36.2336.23
DIRECCIÓN DE VIENTO: 45° = A45
“A3”283.76283.76
“A4”112.24112.24
“A5”137.73137.73
“ANTENA”“Fn (kgf)”“Ft(kgf)”
“A1”147.84117.33
“A2”57.7557.75
90° = A90
“A3”410.65156.86
“A4”173.550.98
“A5”173.5101.96
Fuerza de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H ≔ R AT = ϕ A E A 1.6 Relación de aspecto asociada con la cara normal de barlovento del accesorio Coeficiente de velocidad para accesorios con la cara normal de barlovento. Tabla2-9ANSI/TIA-222-H ≔ C AN = ⋅ ⋅ 2 ⋅ ⋅ K zA K ztA K eA V ϕ A m 64.56 Coeficiente de fuerza para accesorios con la cara normal de barlovento Tabla2-9ANSI/TIA-222-H = C aN 0.5 Coeficiente de fuerza para accesorios con la cara lateral de barlovento Tabla2-9ANSI/TIA-222-H = C aT 0.9 Área proyectada efectiva asociada con la cara normal de barlovento del accesorio. Figure 2-2ANSI/TIA-222-H ≔ EPA N = ⋅ π ϕ A 2 4 1.13 m 2 Área proyectada efectiva asociada con la cara lateral de barlovento del accesorio. Figure 2-2ANSI/TIA-222-H ≔ EPA T = ⋅ ϕ A E A 0.9 m 2 Área efectiva proyectada del accesorio Art. 2.6.11.2 ANSI/TIA-222-H ≔ EPA A = ⋅ K a ⎛ ⎝ + ⋅ EPA N cos( ( θ ) ) 2 ⋅ EPA T sin( ( θ ) ) 2 ⎞ ⎠ 1.13 m 2 Fuerza de viento sobre elaccesorio Art. 2.6.11.2 ANSI/TIA-222-H ≔ F SAi = ⋅ ⋅ q zA G hA EPA A 147.84 k g f 6.5 RESUMEN DE DISTRIBUCION DE LA FUERZA DE VIENTO SOBRE CADA ANTENA Fuerzadevientoenelnododecadaantena DIRECCIÓN DE VIENTO: NORMAL = AN “ANTENA”“Fn (kgf)”“Ft(kgf)” “A1”147.84117.33 “A2”57.7514.71 “A3”410.65156.86 “A4”173.550.98 “A5”173.5101.96 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ DIRECCIÓN DE VIENTO:
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
Tabla6.FuerzadevientoAntenas
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
DIRECCIÓN DE VIENTO: 60°
“A1”00 “A2”00 “A3”00 “A4”00 “A5”00 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
= A60
“ANTENA”“Fn (kgf)”“Ft(kgf)”
Tabla7.FuerzadevientoAntenas
07 by Ing.Angel
Página 15 de 16
Tabla8.FuerzadevientoAntenas
Manrique
Fuerza
07
GRAVITACIONALES 7.1 PESO DE LA ESTRUCTURA Numero total de nodos de la estructura ≔ N ST = + N Z1 N Z2 68 Fuerzaen cada nodo por peso de la estructura Art. 3.4.4ANSI/TIA-222-H ≔ P nST = P ST N ST 45.66 k g f 7.2 RESUMEN PESO DE LAS ANTENAS PESO ANTENAS = PA “ANTENA”“PPeq (kgf)” “A1”32 “A2”32 “A3”64 “A4”32 “A5”32 ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ Tabla9.Pesodelasantenas 08 LIMITACIÓN DE DEFORMACIONES 8.1 DEFORMACIONES LATERALES Deformación lateral máxima del marco superior de la torre ≔ Δ mt 34.22 m m Altura total de la torre = h T 21.76 m Deformación horizontal máxima Art. 3.7.3 ETG-A.4.10 ≔ Δ max = h T 150 145.03 m m |= | | | | | | if else ≤ Δ mt Δ max ‖ ‖“OK” ‖ ‖“FAIL” “OK” 8.2 DEFORMACIÓN ROTACIONAL Deformación lateral máxima del marco superior de la torre = Δ mt 34.22 m m Altura total de la torre = h T 21.76 m Angulo de rotación de la torre ≔ θ t = atan ⎛ ⎜ ⎝ Δ mt h T ⎞ ⎟ ⎠ 0.09 d e g Rotación admisible Art. 2.8.2 ANSI/TIA-222-H ≔ θ tadm 4 d e g |= | | | | | | if else ≤ θ t θ tadm ‖ ‖“OK” ‖ ‖“FAIL” “OK” by Ing.Angel Manrique Página 16 de 16
de viento sobre estructuras de soporte re琀椀culadas de antenas. ANSI/TIA-222-H
CARGAS
