Concepto Básico de la Fundación de la Torre de Transmisión
La fundación de cualquier estructura desempeña un papel importante en la seguridad y el rendimiento satisfactorio de la misma, ya que transmite las cargas mecánicas del sistema de transmisión eléctrica al suelo. Una estructura de transmisión sin una base sólida y segura no puede cumplir con las funciones para las que ha sido diseñada. Las fundaciones en diversos tipos de suelos deben ser diseñadas para adaptarse a las condiciones del suelo específico.
Además de las fundaciones de torres normales, hay situaciones donde, considerando el aspecto técnico-económico para torres especiales o cruces de ríos que pueden estar ubicados en la orilla del río, en el cauce medio o en ambos, se puede proporcionar una fundación de pilotes.
Tipo de Cargas sobre la Fundación
Las fundaciones de las torres generalmente están sujetas a tres tipos de fuerzas. Estas son:
La compresión o empuje hacia abajo.
La tensión o elevación.
Las fuerzas laterales de empuje lateral en ambas direcciones transversal y longitudinal.
La magnitud o límite de las cargas para las fundaciones debe ser un 10% mayor que estas para las torres correspondientes.
La losa de base de la fundación debe ser diseñada para momentos adicionales que se desarrollan debido a la excentricidad de las cargas.
El peso adicional del concreto en el cimentación por debajo del nivel del suelo sobre el peso de la tierra y el peso total del concreto por encima del nivel del suelo en la cimentación y las partes de acero incrustadas también deben tenerse en cuenta, sumándose al empuje hacia abajo.
Parámetros del suelo Para diseñar las fundaciones, se requieren los siguientes parámetros.
Capacidad límite de carga del suelo.
Densidad del suelo.
Ángulo de frustum de tierra.
Los valores anteriores están disponibles en el informe de pruebas de suelo.
Análisis de Estabilidad de la Fundación de la Torre de Transmisión
Además del diseño de resistencia, se debe realizar un análisis de estabilidad de la fundación para verificar la posibilidad de fallo por volcamiento, arrancamiento de tocones, deslizamiento y inclinación de la fundación, etc. Se asumirá que los siguientes tipos principales de resistencia del suelo actúan para resistir las cargas impuestas sobre la zapata en el suelo.
Resistencia contra el Elevation de la Fundación de la Torre de Transmisión
Se asumirá que las cargas de elevación son resistidas por el peso de la tierra en un tronco invertido de una pirámide de tierra cuyos lados forman un ángulo igual al ángulo de reporte de la tierra con la vertical en suelo promedio. El cálculo del volumen de tierra será según el dibujo adjunto (Fig.3). También se considerará el peso del concreto incrustado en la tierra y el que está por encima del nivel del suelo para resistir el elevation. En caso de que el tronco de la pirámide de tierra de dos patas adyacentes se superponga, se asumirá que el tronco de tierra está truncado por un plano vertical que pasa por la línea central de la base de la torre. Se considerará un factor de sobrecarga (OLF) del 10% (diez por ciento) sobre la carga de diseño, es decir, OLF = 1.10 para torres de suspensión y 1.15 para torres de ángulo, incluyendo torres de muerte final y anclaje. Sin embargo, para torres especiales, el OLF será de 1.20.
Resistencia contra el Empuje hacia Abajo de la Fundación de la Torre de Transmisión
Las siguientes combinaciones de cargas deberán ser resistidas por la resistencia de soporte del suelo:
Las cargas de empuje hacia abajo combinadas con un peso adicional de concreto por encima de la tierra se asumen que actúan sobre el área total de la parte inferior de la zapata.
El momento debido a las fuerzas de empuje lateral en la parte inferior de la zapata.
El diseño estructural de la losa de base se desarrollará para la combinación de cargas anterior. En el caso del cálculo de presión en el talón (τ) debido a la combinación de cargas anterior, la presión de soporte permitida deberá aumentarse en un 25%.
Resistencia contra el Empuje Lateral de la Fundación de la Torre de Transmisión
La chimenea deberá ser diseñada según el método de estado límite para la acción combinada de fuerzas axiales, tensión y compresión y el momento flector máximo asociado. En estos cálculos, se ignorará la resistencia a la tracción del concreto.
Resistencia contra el Arrancamiento del Tocon de la Fundación de la Torre de Transmisión
Se considerará un OLF del 10% (diez por ciento), es decir, OLF = 1.10 para torres de suspensión normales y 1.15 para torres de ángulo, incluyendo torres de muerte final/anclaje. Para torres especiales, el OLF será de 1.20.
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