ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORESPARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 AGOSTO 2011 REVISA Y SUSTITUYE A LA EDICIÓN DE FEBRERO 2008 MÉXICO ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 CONTENIDO 1 OBJETIVO _________________________________________________________________________ 1 2 CAMPO DE APLICACIÓN_____________________________________________________________ 1 3 NORMAS QUE APLICAN _____________________________________________________________ 1 4 DEFINICIONES _____________________________________________________________________ 2 4.1 Estructuras Metálicas Mayores________________________________________________________ 2 4.2 Estructuras Metálicas Menores _______________________________________________________ 2 4.3 Características Particulares __________________________________________________________ 2 5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES ______________________________________ 2 5.1 Clasificación _______________________________________________________________________ 2 5.2 Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad _______________________________________ 2 5.3 Velocidad, Presión de Viento y Espectro de Diseño Sísmico _______________________________ 3 5.4 Análisis y Diseño de Estructuras ______________________________________________________ 3 5.5 Características de los Materiales ______________________________________________________ 6 5.6 Doblado___________________________________________________________________________ 7 5.7 Soldadura _________________________________________________________________________ 7 5.8 Ingeniería de Detalle ________________________________________________________________ 7 5.9 Protección Anticorrosivo ____________________________________________________________ 9 6 CONDICIONES DE OPERACIÓN ______________________________________________________ 10 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE ______________________________________ 10 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL___________________________________________ 10 9 CONTROL DE CALIDAD ____________________________________________________________ 10 9.1 Generalidades_____________________________________________________________________ 10 9.2 Pruebas __________________________________________________________________________ 11 9.3 Aceptación _______________________________________________________________________ 11 9.4 Inspección y Aceptación del Material _________________________________________________ 12 9.5 Verificación del Marcado ____________________________________________________________ 12 10 MARCADO _______________________________________________________________________ 12 11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN DESCARGA, RECEPCIÓN, ALMACENAJE Y MANEJO___________________________________________________________ 12 12 BIBLIOGRAFÍA ____________________________________________________________________ 17 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 APÉNDICE A (Normativo) CÁLCULO DE PRESIONES DE VIENTO A PARTIR DE LA VELOCIDAD REGIONAL _____________________________________________________________________ 14 APÉNDICE B (Normativo) INFORMACIÓN REQUERIDA _____________________________________________ 33 TABLA 1 Deformaciones lineales permisibles para estructuras mayores y menores en subestaciones _ 6 TABLA 2 Longitud mínima del tornillo o ancla a sobresalir de la tuerca ___________________________ 8 FIGURA 1 Detalle de escalón________________________________________________________________ 9 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . NMX-H-004-SCFI-2008 Industria Siderúrgica .Especificaciones y Métodos de Prueba. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . NMX-Z-012-1-1987 Muestreo para la Inspección por Atributos – Parte 1: Información General y Aplicaciones. NRF-010-CFE-2009 Transportación Especializada de Carga. montaje.Productos de Hierro y Acero Recubiertos con Cinc (Galvanizado por Inmersión en Caliente) . ISO 9223-1992 Corrosion of Metals and Alloys – Corrosivity of Atmospheres Classification. diseño. NRF-001-CFE-2007 Empaque. pruebas y suministro de las estructuras metálicas para subestaciones que adquiere la Comisión Federal de Electricidad (CFE). NMX-Z-012-2-1987 Muestreo para la Inspección por Atributos – Parte 2: Método de Muestreo. debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de publicación de la convocatoria de licitación. CFE D8500-02-2009 Recubrimientos Anticorrosivos. Tablas y Gráficas. NMX-H-124-1990 Tornillos de Alta Resistencia para Uniones de Acero Estructural. NMX-B-285-1974 Acero Estructural de Alta Resistencia. Las torres de comunicación deben ser diseñadas conforme a la bibliografía [1]. fabricación. Transporte. Embalaje. NMX-B-254-CANACERO-2008 Industria Siderúrgica . 2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica para las estructuras metálicas mayores y menores en subestaciones que adquiere la CFE.Acero Estructural – Especificaciones y Métodos de Prueba. Embarque. salvo que la CFE indique otra cosa. Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 1 de 34 1 OBJETIVO Establecer los requerimientos técnicos y de calidad que se deben cumplir en la clasificación. CFE DY700-08-1999 Soldadura y sus Aspectos Generales. 3 NORMAS QUE APLICAN NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. NRF-018-CFE-2004 Aisladores Tipo Suspensión de Porcelana o de Vidrio Templado. NRF-023-CFE-2009 Herrajes y sus Accesorios. CFE D8500-01-2009 Selección y Aplicación de Recubrimientos Anticorrosivos. CFE L0000-15-1992 Código de Colores. análisis. NOTA: En caso de que los documentos sean revisados o modificados. [16] y [17]. Descarga. 2 Disposición de sus elementos. 5. 5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Las unidades de medida utilizadas en la presente especificación deben cumplir con la norma NOM-008-SCFI. buses rígidos. para sostener cables de energía eléctrica. trampas de onda.1 Estructuras Metálicas Mayores Son estructuras a base de marcos metálicos de alma llena. Sección transversal. tubular o celosía. - 230 kV.3 Características Particulares Documento contenido en la convocatoria de licitación que contiene los parámetros de diseño de Ingeniería Civil para cada obra. - de alma llena. Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad La forma y configuración de las estructuras debe estar de acuerdo con la presente especificación. transformadores: de corriente. 4.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 2 de 34 4 DEFINICIONES 4.2 Estructuras Metálicas Menores Son bases de celosía o tubulares para sostener el equipo primario de una subestación incluyendo los siguientes: Cuchillas. - tubulares. apartarrayos. - 400 kV. de potencial capacitivo o potencial inductivo. con los planos y/o dibujos que la complementan. 4. aisladores soporte. Por la tensión eléctrica.1 Clasificación Las estructuras metálicas para subestaciones eléctricas se clasifican por: a) b) c) 5. - sección I. - a base de ángulos. equipos y accesorios. interruptores. - 115 kV. - de celosía. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 3 de 34 La información mínima contenida en los planos y/o dibujos debe ser: a) Dimensiones generales de las estructuras. herrajes y accesorios. Rev 000718 021213 080229 110816 . d) Detalles de la conexión a tierra.3 Velocidad. Éstas se deben a: tensión mecánica.3 Espectro de diseño sísmico En las Características Particulares se proporciona el espectro de diseño sísmico o en su defecto se debe realizar de acuerdo a la referencia [17] del capítulo 9. 5. c) Detalles de la sujeción de cables y equipos. e) Sismo.3. presión de viento y temperatura.4. b) Distancias de seguridad de las estructuras. aisladores. c) Acción del viento sobre las estructuras y el equipo. b) Cargas que transmiten los cables e hilos de guarda a la estructura.1 Cargas Las principales cargas a considerar en el diseño de estructuras para subestaciones son las siguientes: 950519 a) Peso propio de la estructura.4 Análisis y Diseño de Estructuras 5.3. peso propio. 5. Presión de Viento y Espectro de Diseño Sísmico 5.1 Velocidad de viento En las Características Particulares se indica el valor de la velocidad regional del viento para un periodo de retorno de 200 años. equipo. 5.3. d) Por acumulación de hielo (cuando se indique en las Características Particulares). 5.2 Presiones debidas al viento Las velocidades de viento y sus presiones correspondientes se calculan de acuerdo a lo indicado en el Apéndice A. 3 CSx.3( TTmedVmax x +PVmaxE x).ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 4 de 34 5.3(TTmedVmax xcd + PVmaxEx).2 (PP + PEC ) + 0. PVmaxEx.3 (TTmedVmax z cd + PVmaxEz).z cd= Tensión en cables a temperatura media.78 PVmaxEz. CSx. e) 1.78 PVmaxEx + 0.4.3( TTmedVmax z + PVmaxEz).z= Tensión en cables a temperatura media.z= Presión de viento máximo sobre la estructura en la dirección x. h) 1.2 ( PP + PEC ) + 0. j) 1. (Tensión más crítica actuando en una dirección).2(PP + PEC) + 1.2 Combinaciones y factores de carga Combinaciones: 950519 a) 1. PP = PEC = Peso del equipo y cables.65 TTmedVmax xcd + 0.3 CSx. TTmedsvcd= Tensión en cables a temperatura media. d) 1.1 Identificación de las condiciones de carga Las condiciones de carga empleadas para el análisis de las estructuras son las siguientes: Peso propio de la estructura.4 (PP+PEC+TTminsv). sin viento. f) 1.65 TTmedVmax z + 0. TTmedVmax x.65 TTmedVmax zcd PVmaxEz.2( PP + PEC) + 1. en la dirección x. Todas las tensiones en cables se obtendrán de la memoria de cálculo de flechas y tensiones indicada en las Características Particulares. z. i) 1.2 (PP + PEC + TTmedsv ) + CSz + 0. c) 1. g) 1.1.2 (PP + PEC + TTmedsv ) + CSx + 0. z en condiciones desbalanceadas (Tensión más crítica actuando en una dirección).z= Carga de sismo en la dirección x.2 (PP + PEC + TTmedsvcd ) + CSx + 0. TTminsv= Tensión en cables a temperatura mínima (-10 0C). con viento máximo en la dirección x. sin viento en condiciones desbalanceadas. z y carga perpendicular al cable inducida por el viento.3 CSz.3 CSz.78 . b) 1. 5. z.2 ( PP + PEC + TTmedsvcd ) +CSz + 0.78 PVmax45x +0. k) 1.2(PP+PEC) + 1. Rev 000718 021213 080229 110816 + 0.65 TTmedVmax x +0.2 (PP+PEC) + 1. TTmedVmax x.4. más carga perpendicular al cable inducida por el viento. con viento máximo. TTmedsv= Tensión en cables a temperatura media sin viento.1. debe ser de acuerdo a la tabla 1.9 (PP + PEC ) + 0. La deformación máxima permisible para estructuras (trabes y columnas). 5.9 TTmedsvcd + CSz + 0. l) y m) si el viento actúa en la dirección de los cables TTmedVmax se sustituye por TTmedsv. 5. entre otros) que se requieren para prolongar un elemento principal. tornillos. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . Adicionalmente se debe considerar: 5.4.3 (TTmedVmax x cd + PVmaxEx). el espesor mínimo a utilizar debe ser 5 mm (3/16”) y la dimensión mínima a utilizar debe ser de 38 mm (1 ½”). En las combinaciones de la b) a la e).4.3 CSz.2 Análisis estructural El análisis debe incluir todos los miembros de la estructura considerando los efectos de orden superior debidos a los desplazamientos. n) 0. Deformaciones elásticas admisibles La deformación máxima de elementos de las estructuras en cualquier dirección. debe ser menor a L/100. p) PP + PEC + TTminsv. para celosía simple. se deben calcular para soportar la capacidad del elemento menor a unir. ni menor de 450. para una carga concentrada al centro del elemento de 130 kg. L corresponde a la longitud no arriostrada del elemento. no deben tener un ángulo menor de 600.3 Diseño estructural El diseño estructural se debe hacer por el método de estados límite y factores de carga y resistencia. independientemente de que el elemento esté trabajando con una carga menor.9 TTmsvcd + CSx + 0. cuerdas.4. m) 0.9 ( PP + PEC) + 1.9 (PP + PEC) + 0. para celosía doble. b) Todos los detalles de empalme (ángulos.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 5 de 34 l) 0. de acuerdo a la referencia [1] del capítulo 9 de esta especificación.3 CSx. Se debe realizar mediante un programa de computadora. c) En elementos estructurales para celosía (ángulos).3 ( TTmedVmax z cd + PVmaxEz).9 ( PP + PEC ) + 1. con relación al eje del elemento principal (cuerdas). o) 0.4 a) Las diagonales de las estructuras metálicas en celosía. placas. 1 Perfiles y placas El acero que se emplea en la fabricación de las estructuras debe cumplir con alguna de las siguientes normas en función de su diseño: a) Para ángulos.6 mm. - perimetral: 950519 Rev . Las tuercas deben ser de acuerdo a la referencia 10 del capítulo 9 de esta especificación.5. anclas y tuercas El acero de tornillos debe cumplir con la norma NMX-H-124. sección macho: + 2 mm.5.4. sección hembra: + 9 mm. . 5. del punto 5. Trabes de celosía L/360 (vertical y horizontal)(1) Columnas de celosía H/360 (horizontal en el extremo libre)(2) Tipo de estructura NOTA: 1.1 Tubos - longitudinal de una sección: ± 25 mm. vigas de sección I. aplica la norma NMX-B-254..ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 6 de 34 TABLA 1 – Deformaciones lineales permisibles para estructuras mayores y menores en subestaciones Combinaciones de carga: Cargas permanentes sin factorizar Combinación No. .3 Tolerancias y ajustes de fabricación 5.6 mm. -12 mm.3. .. aplica la norma NMX-B-285. 5. tubulares con fy mínimo de 345 MPa. otras: + 9 mm.2. perpendicularidad de la placa de base con la columna: 1:480.5.2 Tornillos. . - longitudinal de empotramiento entre secciones: +15 %.1 MPa.5 Características de los Materiales 5. 16. 5. tubulares y placas con fy mínimo de 248. vigas de sección I. se deben efectuar las correcciones necesarias aún cuando las deformaciones calculadas estén dentro de las permisibles.L = Longitud de la trabe 2. sección cajón. excepto para perfiles tubulares. 000718 021213 080229 110816 .1. El acero de fabricación para anclas debe ser redondo estructural liso NMX-B-254 con fy mínimo de 248.H = Altura de la columna En caso de exceder estos valores en campo. b) Para ángulos.5. sección cajón. No se aceptan perfiles hechos a base de placa doblada.1 MPa o NMX-B-285 de alta resistencia con fy mínimo de 345 MPa. entre: 5.3 centrado de la columna en la placa base: 6 mm.4 mm. c) Las anclas deben llevar tuerca de nivelación. se debe ajustar a los lineamientos de la especificación CFE DY700-08.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 7 de 34 5. La longitud del ancla debe ser tal que sobresalga de la contratuerca cuando menos la distancia mostrada en la tabla 2.3.7 Soldadura En elementos principales sólo se acepta soldadura cuando se unen a la placa base y en los capiteles.8 mm entre diámetros máximo y mínimo. diseño y pruebas. La longitud del tornillo debe ser tal que sobresalga de la tuerca cuando menos la distancia mostrada en la tabla 2. tuerca y contratuerca o arandela de presión y tuerca.6 mm mayor que el diámetro del tornillo respectivo. para materiales hasta espesores de 12. Para todos los demás elementos se aceptan soldaduras respetando los lineamientos de la Ingeniería de Detalle (inciso 5.6 - gramiles: 0. - centro de barrenos: 0.8. - diámetro de barrenos + 2 mm. las secciones telescópicas se deben detallar para una longitud de acoplamiento igual a 1.6 mm.3. Barrenos El diámetro de los barrenos debe ser de 1.8 mm. b) Todos los tornillos deben llevar arandela plana. Los dobleces mayores a 5 grados. 5.f).5. - localización de barrenos: + 2 mm. La conicidad de los barrenos punzonados no debe exceder de 0.8 Ingeniería de Detalle a) Estructuras tubulares.7 mm y de 850 °C a 950 °C cuando son menores. Doblado Las limitaciones en el doblez de perfiles se expresan mediante el cociente del radio interior del doblez al espesor. - centros de grupos de barrenos: 1. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . Placas base - longitud: + 6 mm.5.3. esta relación se debe ajustar a la referencia [6] del capítulo 9. arandela plana. Las tolerancias deben ser.5. 5. tuerca de sujeción y contratuerca. a los perfiles se deben hacer en caliente a temperatura de 600 °C a 650 °C. La soldadura se debe hacer en taller y su empleo. Anclas - 5.5 veces el diámetro interior de la sección hembra.2 5.4 longitud: + 25 mm. siendo elemento principal las cuerdas de la estructura. atornillado a la estructura.7 mm (½”) 15.4 mm (1”) 28.2 mm (7/8”) Escalones Las estructuras deben estar provistas de soportes para montaje de escalones galvanizados atornillados. e) Todas las piezas deben llevar la marca de identificación en bajo relieve según los planos de montaje y de taller.7 mm (½”) 14.1 mm (¾”) 19.7. siempre y cuando ésta se realice en taller. ni soldadura o ranuras en barrenos.1 Longitud mínima a sobresalir de la tuerca 8 mm (5/16”) 11.8. TABLA 2 . f) En estructuras de celosía no se aceptan elementos fabricados con dos o más tramos unidos con soldadura y en estructuras tubulares se permite el empleo de soldadura en la fabricación de los módulos. Las uniones de campo deben ser atornilladas. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . véase figura 1.92 mm (1 3/8”) 38. g) La existencia de soldadura en elementos principales es motivo de rechazo.8 mm (1 ¼”) 34. Los números y su posición deben ser claramente legibles. Ésta se estampa antes del galvanizado.1 mm (7/16”) 12.9 mm (5/8”) 19 mm (¾”) 22.1 mm (1 ½) 5.3 mm (9/16”) 19.3 mm (9/16”) 14.7 mm (13/16”) 22. y solo se colocarán en una pierna de cada columna. El escalón debe ser formado por un redondo de 19 mm de diámetro y 295 mm de largo con una escuadra de 40 mm.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 8 de 34 d) Los tubos telescópicos deben llevar marcas para identificar la longitud de acoplamiento de la sección macho.Longitud mínima del tornillo o ancla a sobresalir de la tuerca Diámetro nominal del tornillo o ancla 12. Los escalones deben estar localizados a partir de 3. espaciados alternadamente 40 cm en sentido vertical.1 mm (¾”) 20.6 mm (1 1/8”) 31. a excepción de lo indicado en el párrafo 5.2 mm (7/8”) 25.0 m del nivel del terreno. Tampoco se aceptan sellos (tapones). 6y 12del capítulo 9 de esta especificación. 5. incluyendo las anclas y la tornillería.2 Barrenos especiales Para la conexión a tierra se requieren barrenos de 13 mm de diámetro.9.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 9 de 34 FIGURA 1 – Detalle de escalón 5.8. en una capa. debe aplicarse. considerando la nota 7 de la tabla 2 de la norma NMX-H-004-SCFI. escalones. deben ser galvanizados por el método de inmersión en caliente (Hot-Dipping). en dos capas. El espesor requerido del galvanizado debe ser de 100 m como mínimo para piezas con espesores iguales o mayores de 6 mm.9 Protección Anticorrosiva 5. anterior al montaje. después de haber sido cortados y taladrados. de acuerdo con la especificación CFE D8500-02. c) En las zonas con ambiente marino y/o industrial (de acuerdo a la norma ISO 9223) adicionalmente al galvanizado.1 Galvanizado 950519 a) Todos los elementos de la subestación. 5. - aplicar un primario vinil-epóxico fosfato de zinc óxido CFE-P21. y cumplir con la norma NMX-H-004-SCFI.3 Herrajes El proveedor de las estructuras debe suministrar los accesorios necesarios para la sujeción del cable conforme a las normas NRF-018-CFE y NRF-023-CFE. - preparar la superficie aplicando un mordentador CFE-P17. dicho galvanizado debe cumplir con la norma NMX-H-004-SCFI y las referencias 5. debe efectuarse por el método de “inmersión en caliente”. b) El galvanizado de las tuercas. tornillos. Su posición se indica en los dibujos correspondientes.8. anclas y arandelas. el siguiente sistema de recubrimiento: Rev - limpiar la superficie aplicando el método CFE-LSO indicado en la especificación CFE D8500-01. a un espesor seco de 13 m. con un espesor seco por capa de 25 m y un acabado epóxico altos sólidos CFE-A3. y para espesores menores de 6 mm. contratuercas. 000718 021213 080229 110816 . el espesor de galvanizado debe ser de 85 m como mínimo. se deben realizar de acuerdo a la norma NMX-H-004-SCFI. en pruebas de aceptación. e) El galvanizado que haya sufrido daños en planta o en campo. a la carga o atado que entra a la tina de galvanizado. bordes o parte interna de los elementos (perfiles angulares. que no sean a base de cromo hexavalente. b) El proveedor debe proporcionar a los supervisores las facilidades que le permitan cerciorarse de que los materiales. y en pruebas de prototipo. 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE No aplica. así como Rev 000718 021213 080229 110816 . g) El muestreo para la inspección del galvanizado se debe realizar en taller de acuerdo a las normas NMX-Z-012-1 y NMX-Z-012-2 usando un muestreo sencillo para inspección reducida S-4. CONDICIONES DE OPERACIÓN No aplica. CFE se reserva el derecho de obtener muestras para efectuar pruebas de los materiales por suministrar. El color del acabado debe ser 24 marfil.1 Generalidades La CFE rechazará los bienes que no cumplan con las pruebas descritas en esta especificación: 950519 a) El proveedor debe notificar a la CFE en un plazo máximo de 5 días naturales posteriores al fallo. a una estructura completa. así como solicitar certificados de calidad de los mismos. No se deben mezclar en un lote miembros estructurales de diferentes empresas galvanizadoras. las fechas de fabricación en el taller. y las pruebas a que se sujeten son satisfactorias para los intereses de la CFE.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 10 de 34 con un espesor seco de 125 m de acuerdo con las especificaciones CFE D8500-01 y CFE D8500-02. de manera que ésta programe sus visitas de inspección. se debe reparar de acuerdo a la norma NMX-H-004-SCFI. h) Se considera lote para pruebas de rutina. sin escamas. así como la medición del espesor del galvanizado. c) La CFE debe recibir 3 (tres) copias certificadas de las pruebas realizadas en la planta laminadora para determinar las propiedades físicas y químicas del acero que se utiliza en el trabajo. a un máximo de hasta 35 000 piezas o elementos estructurales para cada espesor de galvanizado. continúo y uniforme. de acuerdo con la especificación CFE L0000-15. i) Se acepta el uso de soluciones para sellar el galvanizado. 9 CONTROL DE CALIDAD 9. gotas o rugosidades en la superficie. 6 d) El galvanizado debe quedar liso. placas y tornillos). f) La evaluación visual. 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL No aplica. Estas listas preparadas con la responsabilidad del proveedor deben ser verificadas y firmadas de conformidad por los supervisores. durante los procesos de fabricación y pruebas. como se estipula en el programa de montaje y cada embarque debe contener todos los accesorios tales como pernos y otros dispositivos indispensables para la correcta instalación de las porciones de la estructura incluidas en el embarque. b) La CFE acepta la estructura en forma definitiva siempre que el proveedor la fabrique en la misma secuencia que requiere su instalación final en el sitio. con el fin de hacer las pruebas necesarias y de no ser satisfactorias. de conformidad con las especificaciones que los rigen. la cual debe intervenir cuando sea necesario.2 (b). d) Las pruebas de calificación de las soldaduras se deben sujetar a lo establecido en la referencia 14 con excepción de la soldadura de arco metálico que debe cumplir con la referencia 15ambos del capítulo 9. 9. f) El proveedor debe incluir los documentos de inspección con la aceptación de los supervisores de la CFE. así como los informes de avance de trabajo y otros semejantes que se envíen a la CFE. Por cada lote el proveedor debe enviar una lista detallada de su contenido. las soldaduras deben ser retiradas y repuestas a satisfacción de la CFE. c) Antes de efectuar el embarque de las diferentes partes de la estructura. e) Los informes sobre todas las pruebas hechas por el proveedor. c) La estructura y sus accesorios no son aceptados por la CFE hasta que se efectúe el montaje indicado en el inciso 6. columnas y partes principales de la estructura de acero a fin de que sean aprobados por la CFE. según lo especifique la CFE. o solicitar que se realicen las correcciones necesarias.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 11 de 34 3 (tres) copias de certificados de calidad de los otros materiales. los largueros. Pruebas a) Se deben efectuar pruebas en la planta laminadora para la determinación de las propiedades físicas y químicas del acero utilizado en el trabajo. Rev 000718 021213 080229 110816 . ultrasónicas o de partículas magnéticas. deben redactarse en español y llevar la aprobación de los supervisores. f) La CFE debe seleccionar un número determinado de soldaduras de acuerdo a la norma NMX-Z-012-2. b) Previo al embarque se deben montar temporalmente en el taller del proveedor para revisar la exactitud del trabajo. Aceptación a) La CFE debe rechazar cualquier trabajo defectuoso de fabricación o de detalle. 9.2 d) El proveedor debe enviar o entregar a los supervisores de CFE dos copias de los dibujos de taller y montaje aprobados para que la inspección se realice en base a los dibujos aprobados por la CFE. se deben someter a la inspección de la CFE. se deben someter a pruebas no destructivas del tipo radiografía. Los resultados de las pruebas de calificación deben estar a disposición del supervisor de la CFE o su representante.3 950519 e) Todas las soldaduras de placas de espesor mayor o igual a 50 mm que trabajan a tensión o de miembros principales. antes del galvanizado. 9. sin escoria. exentas de porosidades y grietas o cualquier otra impureza de acuerdo a las referencias4 y 15 del capítulo 9. el proveedor no debe embarcar ni entregar el material. 9. con caracteres de por lo menos 2 cm de altura. dimensional y ensamble. La marca. TRANSPORTACIÓN. esta se estampa antes del galvanizado. que todas las piezas llevan la marca de identificación según los planos de montaje y fabricación. éstas se deben ensamblar después de galvanizadas hasta las marcas de empotramiento con la fuerza especificada. cortes y marcado. supervisado por la Gerencia del LAPEM y después. American Institute of Steel Construction. a fin de evitar que después del galvanizado se realicen barrenos. 12 BIBLIOGRAFÍA [1] AISC LRFD Manual of Steel Construction – Load and Resistance Factor Design.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 12 de 34 Las entregas hechas por el proveedor a dichos inspectores tienen que estar de acuerdo con el programa de fabricación establecido en la presente especificación. en bajo relieve. exactitud del equipo de control y medición así como productos terminados. Carácter que identifica al fabricante de la estructura. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . 2 ANSI B18. Las estructuras deben ser armadas en negro en las instalaciones del proveedor y supervisadas por la Gerencia del LAPEM. 11 EMPAQUE. Número consecutivo de identificación del elemento. para verificar su geometría. procesos de fabricación. Mientras el inspector de CFE no dé la aprobación por escrito de las solicitudes de inspección. b) Marca del elemento. Antes de que el proveedor entregue las estructuras tubulares al área usuaria. se debe formar como se indica a continuación: a) Logotipo del fabricante. igual a la indicada en los planos de montaje y de taller. 10 MARCADO Cada pieza debe llevar una marca de identificación. el marcado de estas piezas debe ser legible y permanente. EMBALAJE. DESCARGA.5 Verificación del Marcado Se debe verificar. además del logotipo del fabricante. inspección visual.4 Inspección y Aceptación del Material El proveedor debe permitir al personal de CFE las facilidades necesarias a fin de inspeccionar la materia prima. desensamblarlas para su embarque. De acuerdo a las normas NRF-001-CFE y NRF-010-CFE.1-1972 Small Solid Rivets 7/16 Inch Nominal Diameter and Smaller. a) Las uniones soldadas deben estar totalmente limpias. A la recepción en sitio.1. ALMACENAJE Y MANEJO EMBARQUE. RECEPCIÓN. Los caracteres y su posición deben ser claramente legibles y tener 2 cm de altura. 2. 11 ASTM A572/A572M-2001 Standard Specification for High-Strength Low-Alloy ColumbiumVanadium Structural Quality. [16] MDOC-DV-2008 Manual de Diseño de Obras Civiles. 8 ASTM A394-2000 Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts. Steel. [10] ASTM A563-2000 Standard Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts. ZincCoated and Bare. 6 ASTM A143-2003 Standard Practice for Safeguarding Against Embrittlement of HotDip Galvanized Structural Steel Products and Procedure for Detecting Embrittlement.1-1981 Square and Hex Bolts and Screws Inch Series. 14 AWS D. Diseño por Sismo. 36. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 .1-2000 Structural Welding Code-Steel. 12 ASTM E376-1996 Standard Practice for Measuring Coating Thickness by MagneticField or Eddy-Current (Electromagnetic) Test Methods. 5 ASTM A123/123M-2001 Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coating on Iron and Steel Products. 4 ASTM A36/A36M-2001 Standard Specification for Carbon Structural Steel. 55.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 13 de 34 3 ANSI B18.6-1989 Recommended Practices for Gas Metal Arc Welding. [17] MDOC-DS-2008 Manual de Diseño de Obras Civiles. Diseño por Viento. 15 AWS C5. [13] ASTM F1554-04 Standard Specification for Anchor Bolts. and 105-ksi Yield Strength. 9 ASTM A490-2000 Standard Specification for Structural Bolts Alloy Steel Heat 150 ksi Minimun Tensile Strenght. 7 ASTM A325M-2000 Standard Specification for High-Strength Bolts for Structural Steel Joints.1. El factor Frz se debe evaluar de acuerdo con las características de exposición del sitio en donde se desplanta la estructura.4 del MDOC-DV. se obtendrá de acuerdo con la ecuación: VD FT Frz VR (A.2 será igual a 1. A1. adimensional. inciso 4.3.1. en km/h.entre 1 s y 5 s . Éstos se toman en cuenta mediante la aplicación del factor de amplificación dinámica debido a ráfagas. A1.1 Clasificación de la Estructura Según su Respuesta ante la Acción del Viento De acuerdo con el MDOC-DV. las estructuras consideradas en esta especificación pertenecen al tipo 2 (estructuras que por su alta relación de esbeltez o las dimensiones reducidas de su sección transversal son especialmente sensibles a las ráfagas de corta duración . En cuanto al factor de topografía FT es proporcionado en las Características Particulares o en su defecto se evaluará de acuerdo al inciso 4. es la velocidad con la cual se calculan los efectos del viento sobre la estructura o sobre un componente de la misma. VD La velocidad de diseño. los efectos dinámicos no son importantes por lo que el factor de amplificación dinámica definido en A4.1.y cuyos periodos naturales largos favorecen la ocurrencia de oscilaciones importantes en la dirección del viento). Frz Factor que toma en cuenta el efecto de las características de exposición local y adimensional. A2 DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD DE DISEÑO. las estructuras consideradas en esta especificación pertenecen al tipo A (estructuras para las que se recomienda un grado de seguridad elevado).2. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . La velocidad de diseño.2 Efectos del Viento que Deben Considerarse Para diseñar las construcciones del tipo 2. VR Velocidad regional que le corresponde al sitio en donde se construirá la estructura. V D .ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 14 de 34 APÉNDICE A (Normativo) CÁLCULO DE PRESIONES DE VIENTO A PARTIR DE LA VELOCIDAD REGIONAL A1 CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA SEGÚN SU IMPORTANCIA De acuerdo con el MDOC-DV. inciso 4. En caso de que el periodo natural de vibración de la estructura sea menor o igual que 1 s y que su relación de esbeltez sea menor o igual que 5. en km/h. se deben considerar los efectos dinámicos causados por la turbulencia del viento.4.2 o A5.1) Donde: FT Factor que depende de la topografía del sitio. 2 Determinación de la Velocidad Regional del Viento. Salvo que se mencione otra cosa en las Características Particulares. El MDOC-DV también contiene dos mapas opcionales con velocidades de viento óptimo.2.1 del MDOC-DV). los cuales están asociados a dos niveles de pérdidas representados por la variable Q. En la tabla A1 se presentan los valores que se recomiendan para estos coeficientes.4 y 4. En caso de que la categoría del terreno no sea proporcionada en las Características Particulares.2. Los mapas correspondientes a esos niveles de pérdidas se presentan en las figuras 4. La categoría del terreno según su rugosidad es proporcionada en las Características Particulares.2. Exponente que determina la forma de la variación de la velocidad del viento con la altura. Los coeficientes . Altura gradiente. z . de acuerdo con lo que se mencione en las Características Particulares.c) Donde: c Coeficiente que varía según la rugosidad del terreno.2. en el MDOC-DV se optó por definir dos niveles de pérdidas. Frz El factor de exposición. adimensional. en las figuras 4. se debe aplicar las recomendaciones establecidas en el inciso 4.2.2. Este factor de exposición se obtiene de acuerdo con las expresiones siguientes: Frz c si z 10 m (A. La importancia de la estructura dictamina el periodo de retorno que se deba seleccionar. Q = 5 y Q = 15. en m.2 y 4.5 del MDOC-DV. para que el diseñador seleccione el nivel que acepta en caso de producirse una falla estructural. . se presentan los mapas de isotacas regionales para diferentes periodos de retorno.3. 4. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . los grupos A. Dada la gran variedad de estructuras existentes. El sitio de desplante se debe localizar en el mapa con el periodo de retorno que corresponde al grupo al que pertenece la estructura con el fin de obtener la velocidad regional. medida a partir del nivel del terreno de desplante y por encima de la cual la variación de la velocidad del viento no es importante y se puede suponer constante. adimensional. y está en función de la categoría del terreno según su rugosidad.1 del MDOC-DV. en terreno plano con categoría 2 (véase la tabla 4. A2. en los cuales las velocidades están referidas a velocidades de ráfaga de viento con un tiempo de promediación de 3 s a 10 m de altura.2.b) Frz c si z 10 (A. con base en la categoría del terreno mencionada.2. B y C se asocian con los periodos de retorno de 200 años. VR La velocidad regional del viento.a) z Frz c si 10 m < z < 10 (A.2. las estructuras de subestaciones corresponden al grupo A.1 y en la tabla 4. establece la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el nivel del terreno.1 Factor de Exposición. y c están en función de la categoría del terreno según su rugosidad. si se optara por la aplicación de estos mapas. respectivamente. es la máxima velocidad probable de presentarse con un cierto periodo de retorno en una zona o región determinada del país.1.2. VR .ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 15 de 34 A2. De acuerdo al MDOC-DV. Frz . 50 años y 10 años.2. Será proporcionada en las Características Particulares o en su defecto en el MDOC-DV. G Factor de corrección por temperatura y por altura con respecto al nivel del mar.881 0. y Categoría c (m) 1 1.0048 G V D . 2 q z en kg/m2) En la expresión anterior: qz Presión dinámica de base a una altura z sobre el nivel del terreno.000 0. VD Velocidad de diseño definida en el inciso A2. qz Cuando el viento actúa sobre un obstáculo.170 455 del terreno A3 PRESIÓN DINÁMICA DE BASE. Rev 000718 021213 080229 110816 .4) Donde: 950519 Presión barométrica. Se obtiene con la siguiente ecuación: G 0.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 16 de 34 TABLA A1 – Valores de c. en Pa.392 273 (A. La presión que ejerce el flujo del viento sobre una superficie plana perpendicular a él. genera presiones sobre su superficie que varían según la intensidad de la velocidad y la dirección del viento. en mm de Hg.815 0. se denomina comúnmente presión dinámica de base y se determina con la siguiente ecuación: q z 0. adimensional.128 315 3 0. q z 0. en km/h.156 390 4 0.099 245 2 1.137 0.047 G V D2 (A.3) (En el sistema mks. y la presión barométrica. el valor del ángulo de incidencia del viento. según A4. se proporcionan valores de la altura sobre el nivel del mar y temperaturas medias para las ciudades de mayor importancia en la República Mexicana. Aexp Área expuesta. en N. de cada panel en que se divide el marco. FeE . en este caso. adimensional. en dirección paralela a la dirección del viento y perpendicular a las áreas expuestas. que actúa sobre los marcos formados por celosías. en m2. SOBRE ESTRUCTURAS DE CELOSÍA La fuerza dinámica equivalente. FeE . q z (z ) 950519 Presión dinámica de base variable a una la altura z . en metros. se calcula con la expresión: FeE Aexp Ca q ( z ) FADE (A. es 0º o 90º.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 17 de 34 Temperatura ambiental en ºC. hm . según corresponda. En la tabla A2 se presenta la relación entre los valores de la altitud.Relación entre la altitud y la presión barométrica (m) Presión barométrica (mm de Hg) 0 760 500 720 1 000 675 1 500 635 2 000 600 2 500 565 3 000 530 3 500 495 Altitud hm A4 FUERZA DINÁMICA EQUIVALENTE. .1. TABLA A2 . a una altura z. el cual es función de la relación de solidez del panel considerado y perpendicular a la dirección del viento. Ca Coeficiente de arrastre. (véase la figura A1).5a) Donde: FeE Fuerza dinámica equivalente que actúa en los marcos formados por celosía. En el Apéndice C del MDOC-DV. medida perpendicularmente a la dirección del viento. en Pa. en mm de Hg. . Rev 000718 021213 080229 110816 . adimensional.Definición de algunas características geométricas para el cálculo de Ca1 y Ca 2 A4. de 45º en un plano horizontal (véase la figura A1).2293 i3 2.1727 i2 6.6) Y para paneles donde todos sus miembros tienen una sección transversal circular. . (véase la figura A1).2002 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 (A.2. mediante: C ai 0.7) .0088 (A. se calcula de acuerdo con lo especificado en el inciso A4.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 18 de 34 Factor de amplificación dinámica para el marco de celosía. en la dirección de su longitud. el cual es función de la relación Ca i de solidez del panel considerado. La parte de la componente sobre la trabe. en m2. Los coeficientes de arrastre se especifican según la cara de referencia como Ca1 y Ca 2 . adimensional.7091 i2 3.1323 i 2. los coeficientes de arrastre se calculan mediante: C ai 4.1 Coeficientes de Arrastre para Estructuras de Celosía Los coeficientes de arrastre para los paneles en que se dividen los marcos de celosía dependen del área expuesta al viento sobre las caras del marco.5b) Donde: Área expuesta proyectada normalmente a la cara i (i = 1 ó 2).1681 i 4. Coeficiente de arrastre perpendicular a la cara i (i = 1 ó 2). FADE Para el caso cuando el viento tenga un ángulo de incidencia. podrá despreciarse. para la cara 1 y 2.1. Para marcos de celosías con paneles donde todos sus miembros expuestos tienen superficies planas. según A4. respectivamente (véase la figura A1). las componentes de la fuerza dinámica equivalente en actuando en forma perpendicular a las cara 1 o 2 se calculan con la siguiente expresión: FeE 0. FIGURA A1 . respectivamente.6 A p C a i q(z) FADE i i i (A. de cada panel en que se Ap i divide el marco. 1727 6.8 3.7091 3.0088 para estructuras de celosías formadas con elementos de lados planos 2 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 .6 0. el coeficiente de arrastre será el calculado con las expresiones A 22 y A 23.8 0. adimensional. En la figura A2 se muestra el factor F 4. 2 En la figura A3.2 0.2 4 3.4 2.1727 6.2293 2.4 1. es la relación entre el área total de los miembros de las estructuras de apoyo.Factor F 4.1681 4. i Relación de solidez para la cara i .2 3 2. definida anteriormente.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 19 de 34 Donde: C ai Coeficiente de arrastre para la cara i . 2.4 3. y el área circunscrita de la cara del panel correspondiente. se muestra F 0.6 2. i = 1.1 0. 3 2 4.7 0.6 3.5 0. adimensional.1681 4.4 0.1323 2. Para las estructuras menores de soporte de equipo que tengan sección transversal circular.3 0. i = 1.2 1 0 0.0088 en función de la relación de solidez para marcos de celosía con paneles donde todos sus elementos tienen superficies planas.8 1.9 1 FIGURA A2 . La relación de solidez de una cara. 2. .2002 para paneles donde todos sus elementos tienen una sección transversal circular.8 2.6 1.2 2 1. se debe calcular el factor de amplificación dinámica para las marcos de celosía. está definida como: 080229 110816 .2293 2. zs Altura de referencia (véase la figura A4).12. se calcula mediante la expresión A. unidas por medio de vigas horizontales. adimensional.10. adimensional. Para cuantificar los efectos dinámicos que produce el viento sobre un marco completo.2 2 Factor de Amplificación Dinámica para Estructuras de Celosía Los marcos estructurales de las subestaciones eléctricas usualmente están formados por dos o más columnas.19. en m.7091 3. adimensional. obtenido mediante la expresión A.1323 2.8) Donde: kp Factor pico. también de celosía. El índice de intensidad de la turbulencia. Iv (zs ) Es el índice de intensidad de la turbulencia evaluada en la altura de referencia mediante la expresión A. FADE . Este factor se obtiene mediante la expresión: FADE 1 2 k p I v (zs ) B 2 R 2 1 7 I v (zs ) 1 (A. obtenido mediante la expresión A. B2 Factor de respuesta de fondo.2002 para estructuras de celosías formadas con elementos redondeados 3 A4. I v 950519 Rev 000718 021213 zs .9. adimensional.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 20 de 34 FIGURA A3 .Factor F 0. R2 Factor de respuesta en resonancia. b) z mín Donde: z máx = 200 m y los valores del las constantes d . ' . se presentan en la tabla A3.10) 0. en m.11. en m.9. El factor de respuesta de fondo está dado por: B2 1 bh 1 0 .9 L( z s ) (A. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . L( z s ) Longitud de escala de turbulencia evaluada en la altura de referencia.a) (A.63 Donde: b Ancho de la estructura de acuerdo con la figura A4.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES z I v ( zs ) d s 10 Iv (zs ) ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 21 de 34 ' si 1 z Ln mín z0 z mín z s z máx si z s < (A. en m. h Altura de la estructura.9. z0 y z mín . se obtiene mediante la expresión A. Categoría de y Ls d ' z 0 (m) z mín (m) b Ls (m) 1 0.19 0.a) z mín 021213 080229 110816 .55 0. para alturas z s menores que 200 m.11. la dimensión b es el largo de toda la trabe del marco y para el viento en la dirección local de X.Valores de las constantes d . z mín .16 0.12 0.010 52 4 0.29 0. z 0 . b .77 0.67 0.005 67 3 0. Cuando se trate del viento en la dirección local de Z.52 1.61 0. Si hay varios sería el largo de la trabe más larga y el valor de h sería el de la altura mayor.01 1 0.17 0. la dimensión marcos con varias crujías.43 0.29 1. FIGURA A4 .21 0.15 0.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 22 de 34 NOTA: Los ejes de la figura son locales para mostrar la geometría del marco. .00 10 0. puede calcularse con: L( z s ) L( z mín ) 950519 Rev si z s < 000718 (A.05 2 0.Condiciones geométricas para el cálculo del FADE TABLA A3 .30 5 0.00 0. el valor de b z s es la altura del centroide (en dirección local Y) de ésta en tanto que.003 76 2 0. ' .44 1.015 45 terreno La longitud de la escala de turbulencia. b es el ancho promedio de la columna y z s (2 / 3)h . 1.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 23 de 34 z L( z s ) 300 s 200 si z s Donde los valores de (A. 1. x ) VD ' ( z s ) ) 1.6 ( en m/seg) FT y VR .15.1. se debe tomar igual a 0. x L( z s ) 6. 2 El factor de respuesta en resonancia. La densidad espectral de potencia del viento se obtiene con: 1. se obtiene mediante la expresión A.702 b 950519 (A. S L ( z s . en km/h. adimensional.1.a) 080229 110816 . en Hz.2( VD ' ( z s ) (A.8 ( S L ( z s .003 para conexiones soldadas. x ) Rh ( h ) Rb ( b ) 4 est (A. R .12) Donde: est Relación de amortiguamiento de la estructura. se definen en el inciso A2. x ) Densidad espectral de potencia del viento. x L( z s ) ) 1 10.17.14) Rev si z s 10 m 000718 021213 (A. en m/s.b) z mín y z mín se presentan en la tabla A3. se debe determinar con la expresión: R2 S L ( z s .13. adimensional. evaluada en la altura efectiva z s mediante la expresión: VD Donde: FT Frz VR 3.13) 5/3 VD es la velocidad.16 y A.11. originado por la turbulencia en resonancia en el modo de vibrar considerado. calculadas con las expresiones A. Rh ( h ) y Rb ( b ) Funciones de admitancia aerodinámica adimensionales.005 para conexiones atornilladas y 0. respectivamente. mientras que Frz 0. x Frecuencia natural de vibración de la estructura en la dirección del viento. k p . Frecuencia de cruces por cero. Rh ( h ) 1 si h 0 (A. el efecto de la carga de viento en la dirección longitudinal se calcula con: 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . Las funciones de admitancia aerodinámica se obtienen con: Rh ( h ) Rb ( b ) 1 h 1 b 1 2 h2 1 2 b2 1 exp(-2 h ). FUERZA DINÁMICA EQUIVALENTE.19) Donde: T = 600 s Tiempo de promediación de la velocidad media del viento.08 B2 R2 (A. y se calcula con la ecuación A. x R2 0.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 24 de 34 ' z Frz 0. en Hz. los valores de b y ' (A. 1.15.16) 1 exp(-2 b ).702 b s 10 si 10 m < z s 200 m Para la ecuación A. x A5 Frecuencia natural de vibrar del marco de celosía en la dirección considerada. x V ´D h 4.17) Donde: b 4. se define como la relación del valor máximo de la parte de las fluctuaciones de la respuesta entre su desviación estándar.15. Así.x (A.20) Donde: 1. se tiene que: k p 2 Ln (T ) 0.18) V ´D El factor pico. FeT .20. en Hz.b) se obtienen de la tabla A3. SOBRE ESTRUCTURAS CON ELEMENTOS TUBULARES Para las estructuras con elementos de sección transversal tubular. 6 3 2 Ln (T ) (A. Rb ( b ) 1 si b 0 (A.6 h1.6 b1. depende del zs .22) Donde: Dp Diámetro promedio del elemento tubular. FADT Factor de amplificación dinámica para estructuras con elementos tubulares. adimensional. en m.1098 Ln( Re ) 15. El valor del coeficiente de arrastre. CaT Coeficiente de arrastre para elementos tubulares de sección transversal circular. Viscosidad cinemática del aire a 15 ºC que es igual a 1. htT Altura del tramo considerado del elemento tubular. A5.2. C aT 1. número de Reynolds. se obtiene de: si Re 3 x 105 C aT 1. variable con la altura z . en m. Re . se calcula de acuerdo con lo especificado en el inciso A5.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 25 de 34 F C d h q(z) F ADT eT aT tT tT (A. q z (z ) Presión dinámica de base en Pa.197 950519 Rev 000718 021213 (A.1 Coeficiente de Arrastre para Elementos Tubulares El valor del coeficiente de arrastre para elementos tubulares de sección transversal circular.23.5 x 105 080229 110816 (A. según se establece en la . El número de Reynolds se calcula con: Re D p VD (A.b) z s . correspondiente a la velocidad de ráfaga a la altura de referencia C aT . figura A6. adimensional.45 x 10-5 m2/s.23. VD Velocidad de diseño del viento. evaluada en la altura de referencia. la cual se establece de acuerdo a la figura A6.21) Donde: FeT Fuerza dinámica equivalente debida al efecto del viento. en N. en m. d tT Diámetro promedio del tramo considerado del elemento tubular en.a) si 3 x 105 < Re < 4. en m/s.20 C aT . Iv (zs ) Intensidad de la turbulencia evaluada en la altura de referencia mediante la expresión A.22 o 4.00E+05 1.3.6 y A.9. zs Altura de referencia (véase la figura A6). 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 .75 si Re 4.19.40 0. para estructuras formadas de elementos tubulares de sección transversal 1 (A. se calcula con: FADT 1 2k p I v ( z s ) B 2 R 2 1 7I v (zs ) FADP .23.Coeficientes de arrastre C aT para elemento circulares y conductores o cables Para equipo de forma cilíndrica.3. circular. si dichos soportes son tubulares de sección circular se debe aplicar la expresión A. su coeficiente de arrastre es el calculado con la expresión A. pero si la sección tubular es poligonal. los coeficientes de arrastre se toman de las tablas 4.40 1. se deben aplicar las expresiones A. en m.00 CaT 0. A5.00E+07 Número de Reynolds.00E+06 1. adimensional.23. Re FIGURA A5 . Para el caso en que los soportes de equipo sean celosías.5 x 105 Alternativamente.23 del MDOC-DV. 1.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 26 de 34 C aT 0.7.20 1.c) se puede obtener de la figura A5.20 0.24) Donde: kp Factor pico estadístico dado por la ecuación A.00 1. el valor de C aT (A.2 Factor de Amplificación Dinámica para Estructuras con Elementos Tubulares El factor de amplificación dinámica. adimensional.80 0.60 0.23. 9 L( z s ) (A. se obtiene mediante la expresión A. La relación de amortiguamiento est para estructuras tubulares se toma igual a 0. adimensional.12 . L( z s ) Escala de longitud de turbulencia evaluada en la altura de referencia. en m.25.005 en el caso de ser atornilladas y de 0. adimensional. R2 Factor de respuesta en resonancia. obtenido mediante la expresión A.003 para conexiones soldadas. en m.11. h Altura total del marco o elemento circular. obtenido mediante la expresión A. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . de acuerdo a la figura A6.25) 0.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 27 de 34 B2 Factor de respuesta de fondo. en m. El factor de respuesta de fondo está dado por: B2 1 bh 1 0 .63 Donde: b Ancho de la estructura o diámetro promedio del elemento de sección circular de estructuras menores. que actúa sobre los cables se calcula con la expresión: FeC C ac d c q z ( Z s ) FADC (A. FeC . dc Diámetro del conductor. Rev 000718 021213 080229 110816 . adimensional.26) Donde: FeC Fuerza dinámica equivalente sobre el conductor debida al efecto del viento. en N/m. SOBRE LOS CONDUCTORES O CABLES La fuerza dinámica equivalentes. para el viento en la dirección local de X. qz (zs ) Presión dinámica de base evaluada para una altura de referencia definida por la altura media del conductor. adimensional. en m. Cuando se trate del viento en la dirección local de Z.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 28 de 34 NOTA: Los ejes de la figura son locales para mostrar la geometría del marco. en Pa. el valor de el valor de h sería el de la altura mayor. la dimensión b es el largo de toda la trabe del marco y zs que. FIGURA A6 . C ac Coeficiente de arrastre del conductor. la dimensión es la altura del centroide (en dirección local Y) de ésta en tanto b es el ancho promedio entre elementos tubulares que forman las columnas y z s ( 2 / 3) h . FADC 950519 Factor de amplificación dinámica para el conductor. FeC .27). z s (ecuación A.Condiciones geométricas para el cálculo del A6 FADT b sería el largo de la trabe más larga y para estructuras mayores y menores FUERZA DINÁMICA EQUIVALENTE. Si hay varios marcos con varias crujías. en m. FIGURA A7 . (A.28. Rev 000718 021213 080229 110816 .20 si Re 3 x 105 C ac 1.El coeficiente de arrastre está dado por la expresión A.5 x 105 si Re 4.197 C ac 0. y se calcula con: zs 1 1 z1 z2 zm in 10 m 2 2 Donde las alturas z1 .29) Donde: dc 950519 Diámetro de la sección transversal del conductor o cable.1 Coeficientes de Arrastre para los Conductores o Cables Para los conductores o cables la presión varía con la velocidad del viento y depende del número de Reynolds. Re .28.28.75 (A.28.1098 Ln( Re ) 15.27) z 2 y zm in se definen en la figura A7.Condiciones geométricas para el cálculo de FeC A6.a) si 3 x 105 < Re < 4. C ac 1.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 29 de 34 La altura media del conductor o cable se debe tomar como altura de referencia.c) El número de Reynolds se calcula con: Re d c VD (A.b) (A. z s .5 x 105 (A. y El factor de exposición. se obtiene con la ecuación A. Viscosidad cinemática del aire igual 1. adimensional.31. Factor debido a la separación entre los conductores y la estructura. se considera igual a 0. se pueden emplear otros valores si se realizan pruebas que los justifiquen. g z (zs ) Factor de ráfaga. BC Factor de respuesta de fondo para los conductores o cables. se puede considerar igual a 1. se obtiene con la ecuación A. adimensional.2 Factor de Amplificación Dinámica para los Conductores o Cables Los efectos dinámicos que produce el viento sobre los conductores o cables se calculan con: FADC 1 k p E B c R c g 2 (Z s ) En ningún caso 1 (A.2. según la expresión A. adimensional. Asimismo. z s (ec.45 x 10-5 m2/s a 15 ºC. el coeficiente de arrastre.36. evaluada en la altura de referencia. está dado por: ' (A.75. para convertir velocidades promediadas en 3 segundos a velocidades promediadas en 10 minutos. z s . RC Factor de respuesta en resonancia para los conductores o cables. A6. Donde: FADC Factor de amplificación dinámica para los conductores o cables. kp Factor pico estadístico considerado igual a 3. adimensional.32. Para la mayoría de los conductores estándar y velocidades del viento.5. adimensional.33.30) FADC debe ser menor a la unidad. en m/s. 10 E 24 zs E . evaluado para la altura media del conductor. C ac .31) Donde: 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 .27).27. A. E Factor de exposición calculado mediante la ecuación A.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES VD 30 de 34 Velocidad de diseño del viento. se obtiene con la ecuación A. z s . adimensional.27. FL 30 m. Factor de rugosidad del terreno donde se ubicará la adimensional. en m. RC .35. BC . El factor de respuesta de fondo de los conductores o cables. c Frecuencia fundamental del cable o conductor. se calcula con: BC 1 (A. g Aceleración de la gravedad igual 9. se calcula con la expresión A.14. se obtiene de la tabla A3.0113 c s V D 5 / 3 zs FL c (A. se obtiene de la tabla A3. en Hz. en m. mediante la expresión A. z s se mantiene constante e igual a este último valor. Se calcula con la expresión A.32) F 1 0.ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES 31 de 34 subestación eléctrica. en m.81 L Ls Donde: Ls Escala de turbulencia que depende de la categoría del terreno. en m/s.34) Donde: f Flecha o catenaria máxima del cable (véase la figura A7). 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 . La frecuencia fundamental de un cable o conductor.34. se puede calcular con la expresión: c 1 2 3g 2f (A. Para una altura de referencia del conductor o cable menor o igual que 10 m. ' Exponente de variación de la velocidad media del viento con la altura. adimensional. en Hz. zs Altura de referencia del conductor o cable. se obtiene de la tabla A3. del cable o conductor. en m. El factor de respuesta en resonancia de los conductores. c Fracción de amortiguamiento aerodinámico.33) donde: VD Velocidad evaluada en la altura de referencia del conductor o cable.81 m/s2. factor de longitud del conductor o cable (véase la figura A7). con respecto al crítico. obtenida con la ecuación A. se calcula con: z RC 0. 14. en tanto que los valores de b y dados en la tabla A3.702b 10 En la expresión anterior.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 32 de 34 La fracción de amortiguamiento aerodinámico. C ac Coeficiente de arrastre del conductor o cable según se establece en A6. aire Densidad media del aire igual a 1. VD Velocidad evaluada en la altura de referencia del conductor o cable. z s . con respecto al crítico.1. en m/s.a) para 10 m < z ≤ 200 m (A.b) ' c z g z (z) 0. El factor de ráfaga se calcula con la siguiente expresión: g z ( z) c 0. los valores de c y α se muestran en la tabla A1.36. m Masa por unidad de longitud del cable o conductor.702b para z≤ 10 m (A. en m. adimensional.35) Donde: dc Diámetro del cable o conductor. en kgm/m. se puede calcular con: d c2 aire V D c d C ac m 4 c c (A.2 kgm/m3. mediante la expresión A.36. 950519 Rev 000718 021213 080229 110816 ' están . del cable o conductor. Junto con los resultados se entregan los datos de entrada impresos.2 Análisis y Diseño Se debe entregar la documentación siguiente: a) Criterios de diseño y memoria de cálculo detallada. lo siguiente: - 950519 Rev número de identificación. d) Pruebas mecánicas a los materiales. 000718 021213 080229 110816 . Dimensiones Generales y Distancias de Seguridad Este dibujo debe contener la información solicitada en el inciso 5. no se acepta ningún tipo de información electrónica con restricciones. f) Inspección.2 a) Cuestionario técnico debidamente contestado. b) Planos de dimensiones generales de las estructuras. e) Fabricación. hojas de cálculo electrónicas y demás archivos en formato original. Corresponde al número de la pieza indicado en el plano de cuerpo básico. debe entregar un programa de las actividades por desarrollar para cumplir con el suministro de las estructuras.2. en los plazos indicados por la CFE. b) Propiedades prismáticas de las secciones que se utilizan en el diseño. sin restricciones para la CFE. así como las memorias.1 a) Cálculos y planos para la revisión por parte de la CFE. B.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 33 de 34 APÉNDICE B (Normativo) INFORMACIÓN REQUERIDA B. g) Embarque y entrega en obra de las estructuras. como planos de taller y memoria de cálculo.1 EN LA PROPUESTA La propuesta del proveedor debe incluir la siguiente información: B. en caso de resultar ganador.2. d) Carta en la que acepta. c) Planos definitivos. Este programa incluye entre otros conceptos los siguientes: B. AL FORMALIZARSE EL CONTRATO El proveedor que resulte ganador. c) El peso de las estructuras. c) Tabla-resumen de cargas y diseños donde se indique. para todos y cada uno de los miembros analizados.2. que los diseños de las estructuras deben ser propiedad de la CFE y se compromete a entregar la información necesaria. h) Montaje de estructuras. b) Entregas de cálculo y planos para la revisión por parte de la CFE. Debe contener la siguiente información: - isométrico general de la estructura. f) La revisión por parte de CFE no exime al proveedor de su responsabilidad por el diseño. PROPIEDAD DE CFE”. - dimensiones del perfil. - número de las combinaciones de carga correspondientes. indicar las fuerzas de acoplamiento para cada ensamble y el equipo de aplicación recomendado. el proveedor se debe basar en la norma NOM-008-SCFI. - estos planos y/o dibujos deben hacerse a escala y contener el siguiente enunciado “PROHIBIDA LA REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL. b) Control de calidad y pruebas de materiales: la Gerencia del LAPEM.3 - cargas y momentos de diseño. - para estructuras telescópicas. - planos estructurales de columna. CONSIDERACIONES ADICIONALES En las dimensiones de los dibujos y en todos los cálculos. Número de tornillos y la forma en que trabajan. - identificación y estructuración de todos los niveles especificados y sus masas. c) Suministro: Con el área contratante. - lista de partes incluyendo masas unitarias y totales. - bajo cargas de servicio un análisis de deformaciones para diferentes alturas de la estructura. El proveedor se debe dirigir para: 950519 a) Especificaciones de diseño: al área técnica usuaria. e) Criterio de diseño y memoria de cálculo de las cimentaciones y su dibujo.ESTRUCTURAS METÁLICAS MAYORES Y MENORES PARA SUBESTACIONES ESPECIFICACIÓN CFE JA100-57 34 de 34 d) B. Rev 000718 021213 080229 110816 . - planos de detalles tipo. - diseño de las conexiones mecánicas. - planos estructurales de trabes. Planos y/o dibujos en hojas de 884 mm x 555 mm.
Report "CFE JA 100-57 Estructuras Metálicas Mayores y Menores Para Subestaciones"