Análisis y diseño de la cimentación superficial de una torre de alta tensión en líneas de transmisión

Abstract

This thesis work involve an analysis and design of two types of surface foundations used in electrical transmission towers based on international and national standards applied to the reality of the country. This study is applied to a 43.1m high transmission tower that is part of a project called "Línea de Transmisión 220 kV La Virgen - Caripa". About the design of the foundations, compression and turning verifications are made to define the geometry and size in order to respect the bearing capacity of the ground (1kg / cm2), in addition the foundation is designed by punching, cutting, bending and the verification by removal. A metal tower is modeled in the SAP2000 software, having previously defined all the loads in the structure to obtain the compression and tensile reactions at the base, with this reactions manual calculations are carried out for the different verifications and compared with the results obtained by the SAFE software when modeling the superficial foundations in this program, thus resulting in verification by compression being the determining factor for the geometry of the foundation in soils with low resistance. Finally, the types of surface foundations designed for the transmission tower are compared in terms of cost, being the footings the most economical type of foundation in comparison with a foundation slab and the structural plans of these surface foundations are presented.

El presente trabajo de tesis trata el análisis y diseño de dos tipos de cimentaciones superficiales usadas en torres de transmisión eléctrica basándose en normas internacionales y nacionales aplicadas a la realidad del país. Este estudio es aplicado a una torre de transmisión de 43.1m de altura que forma parte de un proyecto denominado “Línea de transmisión 220 kV La Virgen – Caripa”. Para el diseño de las cimentaciones se hacen verificaciones por compresión y volteo para definir la geometría y cumplir con la capacidad admisible del terreno (1kg/cm2), a su vez el diseño por punzonamiento, corte, flexión y verificación por arranque de la estructura de concreto armado. Se modela una torre metálica en el programa SAP2000 habiéndose definido previamente todas las cargas que llegan a la estructura para obtenerse las reacciones de compresión y tracción en la base; con las reacciones halladas en la base se realizan cálculos por métodos analíticos y métodos numéricos (FEM) para las distintas verificaciones comparando así los resultados que se obtiene de las hojas de cálculo con el software SAFE al modelarse las cimentaciones superficiales dando como resultado que la verificación por compresión es el factor determinante para la geometría de la fundación en suelos con baja resistencia. Finalmente, se comparan los tipos de cimentaciones superficiales diseñados para la torre de transmisión en términos de costo resultando las zapatas aisladas el tipo de cimentación más económica versus una losa de cimentación y se presentan los planos estructurales de estas cimentaciones superficiales.